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VERSIONE BASE DI PARTENZA

GENERALITA’

Il VULCAN C100 è scelto come velivolo di riferimento su cui basare le scelte.

Il motore selezionato è il Rotax 912 UL da 80 Hp, meno potente rispetto al Rotax 912 ULS di circa 20HP del VULCAN, senza air box. Questa scelta è dettata da 3 motivi:

1) Peso massimo al decollo stimato del velivolo più basso di 100 Kg rispetto al VULCAN e più basse velocità di crociera previste.

2) Reazioni alle variazioni di potenza più gestibili.

3) Costo di acquisto più basso.

L’eliminazione dell’airbox e dei meccanismi necessari all’azionamento dei vari particolari consente il risparmio di circa 3 Kg di peso e ulteriori costi e una più facile gestione del velivolo. I carburatori vengono dotati di filtri ed essendo collocati posteriormente al motore vengono minimizzati i rischi di ingestione di polvere o formazione di ghiaccio, in cambio di un leggero decremento di potenza in condizioni di temperatura dell’aria elevata.

In riferimento alle caratteristiche di manovrabilità e controllo vengono mantenuti forma, dimensioni e tecniche costruttive dei piani di coda, la distanza fra questi e il baricentro e la superficie totale alare del VULCAN C100 in quanto gli ottimi risultati da questi ottenuti sono difficilmente migliorabili.

Per l’ala è stato cambiato il profilo, passato dal NACA2415 al NACA747A415, la corda alare è passata da 131 cm a 120cm e l’apertura alare è passata da 8 metri a 8,80 metri.

Sul VULCAN l’adozione del profilo NACA2415 è stata dettata dal fatto che pur essendo un profilo piano convesso di vecchia concezione, alle incidenze corrispondenti a velocità superiori ai 220 Km/h il profilo diviene laminare con conseguente diminuzione del coefficiente di resistenza.

Questa caratteristica consente di ottenere diversi vantaggi, fra i quali: ottimo comportamento alle basse velocità, raggiungimento di elevate velocità di crociera, ottima combinazione per la costruzione con struttura metallica in quanto è possibile utilizzare lamiere in sovrapposizione e teste dei rivetti sporgenti.

La combinazione delle caratteristiche aerodinamiche del profilo NACA2415, soprattutto quelle nel passaggio dello strato limite da turbolento a laminare, comportano la caratteristica peculiare del VULCAN che per stabilizzare la velocità di crociera secondo parametri ottimali, deve prima essere accelerato a velocità superiori a quella della crociera per poi essere rallentato.

Le velocità di crociera prevista per il CONCEPT 80 è inferiore o uguale a 200 Km/h, in queste condizioni il profilo NACA2415 lavora in regime di profilo turbolento richiedendo quindi maggiore potenza e maggiori consumi.

CORIVI, nella costruzione del VULCAN a cominciare dal velivolo s/n 003, è riuscita a realizzare il bordo di entrata alare fino al longherone principale (posto al 30% della corda alare) senza rivetti sporgenti, mantenendo gli stessi parametri di robustezza e stesso costo di realizzazione.

È possibile mantenere gli stessi parametri portando tale tipo di rifinitura superficiale al 40% della corda alare.

Il profilo NACA747A415 ha lo spessore massimo al 35% della corda alare e la parte di profilo anteriore è molto simile a quella del NACA2415.

Il flusso aerodinamico, superata la sezione maestra, diviene comunque turbolento. L’adozione di rivetti sporgenti nella parte posteriore diventa quindi irrilevante.

L’insieme di questi fattori consente di adottare la stessa tecnica costruttiva dell’ala del VULCAN e addirittura longheroni uguali.

Ulteriori vantaggi derivano dal fatto che l’ala del VULCAN si è dimostrata un ottimo compromesso in termini di costo/tempi di realizzazione ed è in grado di sostenere 10 g a rottura con un peso delle due semiali di 70 Kg.

La maggiore apertura alare e i conseguenti sforzi a flessione a cui è soggetto il longherone è compensato dal minore peso massimo previsto al decollo e dalla sovrabbondante robustezza con cui è calcolata la struttura del VULCAN.

La minore corda alare, unitamente alla maggiore apertura, comportano l’aumento dell’allungamento alare che passa da 6,10 del VULCAN a 7,33 del CONCEPT 80.

Il maggiore allungamento alare, unitamente all’adozione del profilo laminare e il minore peso, dovrebbero migliorare le caratteristiche di “veleggiamento” alle velocità più basse, richiedendo in tal modo una minore precisione nel rispetto dei parametri di velocità necessaria nella manovra di atterraggio.

STARTING BASIC VERSION

GENERAL

VULCAN C100 is chosen as refer for choice.

Chosen engine is 80 Hp Rotax 912 UL, 20Hp less power than Rotax 912 ULS utilized in  VULCAN, no box. This choice is due to 3 arguments:

1) 100 Kg less on maximum take off weight respect VULCAN and lower cruise speed expected.

2) Better aircraft  reaction during power variation.

3) Lower cost.

Air box and relative actuation systems no use means about 3 Kgs less weight and lower cost. Carburettors are equipped by filters and being situated in the rear part of the engine, dust feeling and ice formation are minimized, having, on the other side, a bit of engine power loss with hot air condition.

Referring to manoeuvrability characteristics, sharp, dimensions, construction techniques, distances to centre of gravity  are the same as VULCAN C100 tail surfaces, because it is difficult to improve its good results.

About wing, it was changed its profile passing fron NACA 2415 to NACA747A415, wing chord passes from 131 cm (51.57 in) to 120 cm (47.24 in) and wing span passes from 8 metres (26.40 feet) to 8.40 metres (27.72 feet).

Although NACA2415 was al old conception profile, its use on VULCAN was chosen because passing over 220 Km/hr (118 Kts) speed it becomes natural laminar flow profile thus reducing drag coefficient.

This characteristic permits some advantages: Good low speed handling, high cruise speeds, good metallic wing structure combination because it is possible to have metal sheets over posed and  rivets hemispheric head.

NACA2415 aerodynamic characteristic combinations, especially in cruise from turbulent to laminar air flow passage, determine the peculiar VULCAN characteristic in which to have optimal cruise parameters it becomes necessary to accelerate speed above the desired one and than to lower to cruise speed chosen.

Le velocità di crociera prevista per il CONCEPT 80 è inferiore o uguale a 200 Km/h, in queste condizioni il profilo NACA2415 lavora in regime di profilo turbolento richiedendo quindi maggiore potenza e maggiori consumi.

CORIVI, starting from VULCAN s/n, succeed to realize a wing leading edge with flush rivets till main spar (30% mean chord), maintaining same strength and costs.

It is possible to realize a wing with spar located on 40% of mean chord maintaining same parameters.

NACA 747A415 maximum cross section is at 35% of chord and leading edge is almost equal to NACA2415.

Passing over maximum cross section, aerodynamic flow becomes turbulent. Hemispheric rivets head adoption in rear wing becomes not important.

All this factors permits the same VULCAN wing type structure construction technique and, furthermore the adoption of the same wing spar.

Other advantages are given because VULCAN wing has demonstrated an high cost over time construction time required ratio and because it is able to sustain 10 g before breaking at a total wing weight of 70 .

The superior cantilever length and consequent stress of which spar is subjected are counteracted by lower maximum take off weight and by over calculated VULCAN wing strength.

The lower wing chord, augmented wing span passes length from VULCAN value of6.10 to CONCEPT 80 value of 7.33.

Superior wing length, laminar air flow profile and lower airplane weight will permit CONCEPT 80 to “sail” a bit better than VULCAN at lower speeds, thus permitting a less necessity of speed parameters respect during landing.