Definizione ed implementazione di una metodologia analitica per il progetto preliminare di velivoli windowless

Il presente elaborato si propone di definire ed implementare un metodo analitico che possa calcolare la riduzione dei consumi a seguito dell'applicazione di un design windowless su un aeromobile di corto-medio raggio. Nella soluzione proposta si ipotizza l'utilizzo di un sistema di telecamere, monitor e falsi finestrini per garantire ai passeggeri un adeguato livello di comfort. L'eliminazione dei finestrini e dei loro rinforzi da un velivolo passeggeri tradizionale comporta una diminuzione di peso. Da questa diminuzione di peso si calcola la riduzione del consumo di carburante, delle emissioni e dei costi operativi. Nell'elaborato si espongono le equazioni analitiche usate per valutare questo risparmio che provengono dall'ambito del progetto preliminare e del calcolo strutturale. Per implementare queste equazioni si è creato un codice in MATLAB. Inoltre, si mostrano i risultati numerici su due velivoli (Airbus 320 e Boeing 737). Alla fine di questa trattazione si dimostra che se questa configurazione fosse applicata alla maggior parte dei velivoli a corto-medio raggio operativi sarebbe possibile in un anno evitare di rilasciare nell'ambiente diversi milioni di tonnellate di anidride carbonica e di risparmiare diversi milioni di dollari

Vibro-acoustic analysis and design optimization to improve comfort and sustainability of future passenger aircraft

Due to the interest of general public and the industrial stakeholders, new challenges and demands are rising in aircraft design. The sustainability is taking its place amongst more traditional design factors, such as safety, performances and costs. Sustainability is both environmental and economic, and among the factors contributing to economic sustainability, there is also passengers' comfort. In order to win these two challenges, they must be considered in the early stages of aircraft design. In this work, the focus is on emissions generation and acoustic comfort, aiming at reducing pollution and internal noise in the preliminary design phases. These results can be achieved with both unconventional aircraft configurations and advanced materials, which also require new numerical formulations to be assessed. In this research, on one hand, the windowless configuration for a commercial aircraft is studied with traditional preliminary design methods in order to achieve a weight reduction and consequently a return in terms of emissions and costs. On the other hand, a new class of insulating materials, the acoustic metamaterials, is applied on the passenger cabin lining panels. The complex kinematic behaviour of these advanced materials is studied through the Carrera's Unified Formulation, that enhances a wide class of powerful refined shell and beam theories with a unique formulation