Montaggio motore Rotax Macchi 205

ALMA MATER STUDIORUM
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BOLOGNA
Facoltà di INGEGNERIA
Corso di laurea in INGEGNERIA MECCANICA
STUDIO DEL MONTAGGIO
DEL MOTORE ROTAX
SULLA REPLICA DEL MACCHI 205
Tesi di laurea in Disegno Tecnico Industriale
Candidato ELIO ANGLANO
Relatore Prof. Ing. LUCA PIANCASTELLI
a.a. 2003/2004
PROGETTO V.E.L.T.R.O.
Questo studio si inserisce all’interno del progetto V.E.L.T.R.O. (Very Economical Light
Trainer&Testbed Replica Project Offspring). Progetto che prevede la realizzazione in scala 1:1
della replica del Macchi 205 in tre versioni differenti, ognuna delle quali articolata in più
varianti:
FULL SCALE ( versione fedele all’originale per pesi e prestazioni)
Motorizzazioni:
- VD 007
- ORENDA V8
- FIAT 1900 JTD
- 4 X FIAT 1900 JTD
• CFRP - Carbon Fibre Reinforced Plastic - (in fibra di carbonio di carattere sperimentale)
Motorizzazioni:
- FIAT 1900 JTD
-YAMAHA 1000 YZR1 (alimentato ad H2)
- FUEL CELL (FIAT Panda Hydrogen)
• ULM - Ultra Light Machine - (ultraleggero commercializzabile)
Motorizzazioni:
- YAMAHA 1000 YZR1 (alimentato a benzina)
- ROTAX 914 F
Omologazioni:
- BIPOSTO/MONOPOSTO (volo acrobatico)
MACCHI CASTOLDI
205 VELTRO
Il Macchi Castoldi 205 Veltro è
un monoplano monoposto con ala
a sbalzo, fusoliera completamente
metallica con costruzione a
semiguscio.
Progettato dall’Ing. Castoldi e
realizzato dall’Aeronautica Macchi
è considerato da molti il miglior
caccia italiano della Seconda
Guerra Mondiale per le sue ottime
caratteristiche aerodinamiche e per
la potenza del suo motore.
Dei circa 250 esemplari
realizzati ne sono rimasti
solo 3 di cui uno
ristrutturato dalla stessa
AERMACCHI.
M.C. 205 VELTRO
DIMENSIONI PRINCIPALI
Apertura alare:
Lunghezza
Altezza
Velocità massima assoluta
Velocità minima
Autonomia
Massa a vuoto
Massa a pieno carico
10,58 m
8,85 m
3,48 m
642 Km/h
158 Km/h
945 Km
3048 Kg
7581 Kg
IL MOTORE
Il Macchi C. 205 era equipaggiato con il
motore a 12 cilindri a V invertita FIAT
RA 1050 RC 58 da 1500-2000 hp,
versione italiana prodotta su licenza del
famoso Daimler Benz DB 605 A1.
Pesante, ingombrante e con basso TBO,
ma potente e sicuro grazie all’iniezione
diretta, che evitava pericolosi stalli.
Il castello motore era composto da
quattro elementi fondamentali:
- due fusioni di magnesio simmetriche
collegate all’ordinata zero
- due puntoni in acciaio collegati sul
corrispondente longherone dell’ala
Le motorizzazioni
VERSIONE FULL SCALE:
1) VD 007, è lo studio di una versione
aggiornata del DB 605 per motorizzare la
versione Full Scale
Partendo dall’originale si è progettato un
motore più potente, leggero e soprattutto a
ciclo Diesel.
2) ORENDA OE600E è un propulsore
progettato appositamente per l’impiego
aeronautico con ottime caratteristiche di
leggerezza, potenza (fino a 600 hp al
decollo) ed affidabilità.
Le motorizzazioni
3) FIAT 1900 JTD versione adattata
per il volo e potenziata. Sufficiente
per la versione più pesante delle
repliche.
Vantaggi in termini di versatilità ed
affidabilità.
4) 4 X FIAT 1900 JTD è il progetto nato dall’idea di collegare fra loro le
trasmissioni di 4 motori FIAT 1900 JTD in modo tale da poter disporre
di differenti potenze a seconda delle esigenze, con un duplice effetto:
- Consumi contenuti
- Maggiore sicurezza
Le motorizzazioni
VERSIONI ULTRALEGGERA E IN
FIBRA DI CARBONIO:
YAMAHA YZR1, per la versione
ultraleggera (ULM), potente, leggero e
sicuro con trasmissione a catena.
Si sta studiando la possibilità di una
versione alimentata ad idrogeno per la
replica in fibra di carbonio CFRP.
Sempre per la versione in fibra di carbonio
(CFRP), è allo studio la possibilità di adattare
il gruppo propulsore della Fiat Panda
Hydrogen (da 40 Kw).
Fra le problematiche emerse:
Lo stivaggio dell’idrogeno a bordo dell’aereo
e il sistema di stoccaggio-rifornimento a terra.
IL ROTAX 914 F
Per i primi test di volo della versione
ULM, prima di allestire prototipo con il
motore della Yamaha YZR1, si è
pensato di montare un motore di sicuro
affidamento e di facile reperibilità sul
mercato: il ROTAX 914 F
DESCRIZIONE TECNICA
Motore a quattro tempi a ciclo Otto con 4
cilindri in opposizione dotato di
- Raffreddamento sia ad aria che a liquido
- Turbo-compressore
- Lubrificazione forzata con carter a secco
- Doppio carburatore
- Duplice iniezione elettronica Ducati
IL ROTAX 914 F
DATI TECNICI
Potenza Massima
84,5 kW (115 hp) a 5800 giri/min
Coppia Massima
144 Nm a 4900 giri/min
Massima Velocità rotazione 5800 giri/min
Alesaggio
79,5 mm
Corsa
61 mm
Cilindrata
1211,2 cm³
Rapporto di compressione
9,0:1
Sistema di iniezione
DUCATI double CDI
Anticipo
26°
Ordine di accensione
1-4-3-2
Massa motore standard
64 kg
IL ROTAX 914 F
Il motore riesce a sprigionare al
decollo una potenza massima pari a
115 hp da poter sfruttare al max 5
minuti sufficiente per la versione
acrobatica monoposto (ULM), grazie
all’ottimo profilo aerodinamico, e ad
una massa che nella versione
definitiva non dovrebbe superare i
375 kg.
Nelle figure si ha l’andamento della
potenza e dei consumi in funzione
della velocità di rotazione del motore.
Installazione del motore
IL CASTELLO in acciaio 30 CD 4
è costituito da:
-Tubi saldati da 5/8 in X 0.40 in
-4 piastre imbullonate alla paratia
mobile;
- 4 silent-block Lord 33608-1/2 per lo
smorzamento delle vibrazioni del
motore.
La PARATIA verticale è costituita da
un sandwich di alluminio da 1 in.
rivestito da due fogli di avional
resistente alle alte temperature
sagomato in modo da essere anche
paratia antifiamma. La paratia viene
imbullonata sulla cofanatura inferiore
tramite tre coppie di piastre.
Installazione del motore
Al di sotto del cofano motore inferiore
viene ricavata la presa d’aria per il
raffreddamento del radiatore del circuito
refrigerante e per il radiatore del circuito
lubrificante che vengono posizionati nella
parte anteriore del motore.
Devono essere creati due condotti laterali
per il raffreddamento ad aria dei cilindri,
soprattutto quelli posti in posizione
posteriore.
Inoltre per lo scarico verrà creata una
apertura laterale.
Installazione del motore
Sempre sulla paratia verticale si è
pensato di posizionare la batteria da 12 V
e una tanica di benzina da 20 litri,
sufficienti per i primi test di decollo.
Da queste immagini si può apprezzare la
particolare compattezza del motore
ROTAX che con tutti i suoi elementi
rientra perfettamente nella sagoma della
cofanatura inferiore del MACCHI C 205.
CONCLUSIONE
Questo elaborato ha evidenziato l’adattabilità di questo motore alle
esigenze della versione acrobatica ultraleggera.
Il motore ROTAX 914 F è sicuramente uno dei più affidabili motori
attualmente in commercio e come abbiamo potuto vedere è
caratterizzato da:
• ottimo rapporto potenza/massa
• semplicità di allestimento
• ottima compattezza.
Inoltre la rete di distribuzione e di assistenza tecnica della ROTAX
AIRCRAFT ENGINES, è considerata una delle migliori al mondo
grazie ai continui bollettini sulle avarie più ricorrenti, ed aggiornamenti
tecnici.
Per tutto questo il ROTAX 914 F potrebbe essere una valida alternativa
al motore YAMAHA YZR1 non solo per i primi test di volo ma per la
progetto commerciale della versione ultraleggera ULM acrobatica.