{"id":2607,"date":"2025-05-12T11:51:29","date_gmt":"2025-05-12T09:51:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sasa-aerospace.it\/flight-team\/?page_id=2607"},"modified":"2026-09-09T00:11:34","modified_gmt":"2026-09-08T22:11:34","slug":"design-choices","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.sasa-aerospace.it\/flight-team\/design-choices\/","title":{"rendered":"Design Choices (Stingray)"},"content":{"rendered":"\t\t
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Design Choices<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\u00a0<\/p>

Perch\u00e8 un VTOL Tricottero?<\/strong><\/h3>

Stingray<\/strong> \u00e8 la rappresentazione della crescita e dell\u2019evoluzione del nostro Team. \u00c8 il frutto di due anni di fallimenti e successi, colmi di esperienze che ci hanno arricchito come persone e come ingegneri.
Quando abbiamo deciso di passare a una piattaforma VTOL, abbiamo scelto di farlo nel modo pi\u00f9 ambizioso possibile, ma anche nel modo che ritenevamo pi\u00f9 adatto alla SUAS 2025. La nostra scelta \u00e8 ricaduta su una configurazione Tricottero<\/strong>, non per semplicit\u00e0, ma per prestazioni.<\/p>

Abbiamo optato per il layout tricottero per una serie di vantaggi intrinseci:<\/p>

  • Minor peso<\/strong>, grazie all\u2019assenza di due motori, due eliche e due ESC rispetto a una classica configurazione 4+1;<\/p><\/li>

  • Maggiore agilit\u00e0 e manovrabilit\u00e0<\/strong>, grazie alle eliche soffianti controrotanti che annullano gli effetti giroscopici e a un momento d\u2019inerzia ridotto;<\/p><\/li>

  • Migliore endurance<\/strong>, poich\u00e9 il minor peso consente di volare pi\u00f9 lentamente e in modo pi\u00f9 efficiente, e l\u2019unico motore che crea drag in volo orizzontale \u00e8 molto meno penalizzante rispetto ai quattro esposti in una 4+1.<\/p><\/li><\/ul>

    Naturalmente, questa configurazione comporta una sfida non banale: la gestione della transizione tra volo verticale e orizzontale<\/strong>, molto pi\u00f9 complessa rispetto ad architetture VTOL pi\u00f9 tradizionali. Tuttavia, abbiamo visto in questa difficolt\u00e0 l\u2019opportunit\u00e0 per spingerci oltre i nostri limiti.<\/p>

    Una piattaforma VTOL<\/strong> ci ha permesso di rispondere in modo pi\u00f9 efficace alle richieste della competizione, unendo l\u2019efficienza e la velocit\u00e0 del volo orizzontale<\/strong> alla versatilit\u00e0 e precisione del decollo e atterraggio verticale<\/strong>, fondamentali per operazioni come il rilascio del payload e l\u2019osservazione degli obiettivi.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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    Forme Aerodinamiche e Design Strutturale<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    L\u2019aerodinamica di Stingray<\/strong> rappresenta un salto di qualit\u00e0 senza precedenti nella storia del nostro Team. Grazie a un gruppo di lavoro altamente competente, \u00e8 stato sviluppato un metodo innovativo per la progettazione di velivoli a fusoliera portante nell\u2019ambito dei Team Studenteschi. L\u2019approccio prevede la generazione di oltre dieci profili di transizione, utili a garantire che il comportamento aerodinamico della fusoliera sia conforme alle aspettative e che il modello AVL sia il pi\u00f9 affidabile possibile.
    Utilizzando XFLR5, abbiamo creato tali profili e studiato la pianta della fusoliera mediante simulazioni RANS turbolente con modelli di transizione e mesh da 15 milioni di celle.<\/p>

    Anche la struttura presenta un\u2019importante innovazione rispetto agli anni precedenti, adottando una scelta accurata dei materiali per la composizione del laminato composito considerando un fattore di carico pari a 6 ed ottimizzandone gli spessori in relazione al carico aerodinamico. La fusoliera portante \u00e8 interamente realizzata in Kevlar e fibra di carbonio rinforzando esclusivamente le aree critiche individuate tramite analisi agli elementi finiti utilizzando i software del pacchetto Hexagon\u00a9 e BETA CAE\u00a9. Sono inoltre state condotte analisi aeroelastiche sull\u2019innovativo stabilatore, garantendo cos\u00ec la stabilit\u00e0 strutturale nei regimi di volo previsti.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Blended Wing Body e ottimizzazione geometrica<\/strong><\/p>


    La scelta di integrare fusoliera e ala in un\u2019unica superficie portante ha dato vita a un profilo blended wing body dalle prestazioni straordinarie. Abbiamo introdotto uno twist aerodinamico di 1,5\u00b0 e un taper ratio di 0,5, mantenendo sweep angle nullo per massimizzare il fattore di efficienza di Oswald. I risultati AVL hanno confermato una distribuzione di portanza quasi ellittica e un\u2019indice di efficienza superiore a 0,9. Questa configurazione ha permesso di ridurre la resistenza indotta fino al 70 %, garantendo al contempo un volume interno ottimizzato per l\u2019alloggiamento di batterie, sistemi avionici e il meccanismo di rilascio del payload.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Selezione degli airfoil e validazione sperimentale<\/strong><\/p>

    La campagna di profili aerodinamici per Stingray ha visto la generazione di cinque airfoil dedicati, creati con XFLR5 e ottimizzati per diversi numeri di Reynolds. L\u2019ala centrale utilizza il profilo MH114 per la sua elevata portanza in rapporto al drag, mentre i bordi d\u2019ala impiegano GOE358 per garantire performance stabili a basso Reynolds. La fusoliera sfrutta FX77-W-270S, capace di contribuire alla portanza e di massimizzare lo spazio interno. Abbiamo infine introdotto vortex generators calibrati (8 mm, 16\u00b0) per migliorare la stabilit\u00e0 alle alte incidenze: i test in galleria aerodinamica hanno confermato l\u2019assenza di bursting e la persistenza dei vortici fino a 20\u00b0 di angolo di attacco, validando cos\u00ec l\u2019efficacia di ogni sezione.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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    Dimensionamento Strutturale<\/strong><\/p>

    Utilizzando la teoria del buckling delle piastre ortotrope, \u00e8 stato sviluppato un algoritmo iterativo per ottimizzare il posizionamento delle centine e il numero di layer in composito. Si \u00e8 cos\u00ec progettato un cassone alare non convenzionale, in cui la pelle in composito sostituisce i correntini e, insieme ai longheroni, assorbe gran parte dello sforzo di taglio. Lo spessore ottenuto \u00e8 di soli 0.55 mm sulla fusoliera, 0.9 mm sulla pelle superiore dell\u2019ala e 0.45 mm sulla pelle inferiore, con 14 centine da 2 mm ciascuna. Lo spessore dei longheroni \u00e8 stato determinato mediante la teoria lineare monodimensionale della flessione di Eulero-Bernoulli, considerando un fattore di carico aerodinamico pari a n=6, e verificando contestualmente la robustezza strutturale.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Analysis \u00a0Finite Element Method<\/strong><\/p>

    Per validare il dimensionamento preliminare della struttura sono state eseguite analisi statiche, di buckling e modali su ala, fusoliera, supporto motore e carrello d’atterraggio. I materiali ortotropi sono stati modellizzati determinando i coefficienti tecnici tramite analisi statistica e la teoria della miscela, considerando un composito costituito dal 45% di fibra e dal 55% di matrice. Le direzioni delle fibre sono state definite coerentemente con il successivo processo di laminazione. Come criterio di rottura \u00e8 stato adottato quello di Tsai-Wu, individuando cos\u00ec i punti critici che sono stati poi rinforzati mediante un ulteriore processo di laminazione. Per le analisi di buckling \u00e8 stata utilizzata una normalizzazione ad autovalore massimo ottenendo un autovalore di 3.41 sull\u2019ala ed un 3.53 sulla fusoliera.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Design Choices \u00a0 Perch\u00e8 un VTOL Tricottero? 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