PyPAD: a framework for multidisciplinary aircraft design

Questa tesi descrive il lavoro fatto per l’implementazione di un framework dedicato al progetto preliminare di velivoli ad ala fissa. I nuovi progetti, di per se gia iterativi ed estremamente complessi, introducono ulteriori difficolta legate alla continua ricerca di migliori prestazioni e strutture piu leggere in grado di diminuire i consumi di combustibile e quindi il costo di utilizzo. Le strutture, grazie anche all’utilizzo di materiali compositi, sono sempre piu flessibili, di conseguenza gli effetti aeroelastici diventano sempre piu importanti ed e necessario che vengano presi in considerazione sin dalle prime fasi del progetto con strumenti in grado di rappresentare il problema nel migliore dei modi. Per rispondere a questa esigenza e stato sviluppato e testato un framework che puo essere un valido strumento per i progetti- sti di velivoli ad ala fissa. Questo framework, chiamato PyPAD (a PYthon package for Preliminary Aircraft Design) e composto principalmente da tre strumenti. Il primo e un generatore automatico di modelli in grado di definire modelli strutturali FEM e modelli aerodinamici in modo del tutto automatico partendo da una descrizione del velivolo in formato CPACS. In questo modo, data la natura iterativa del processo, sara possibile definire modelli molto piu velocemente e in modo ripetibile. Il secondo strumento e un solutore aeroelastico in grado di calcolare i carichi e le risposte aeroelastiche in tutte le condizioni richieste dal dimensionamento strutturale, accoppiando modelli FEM e un solutore aerodinamico basato sul metodo di Morino. Il terzo strumento e un ottimizzatore multidisciplinare in grado di dimensionare la struttura del velivolo rispettando diversi criteri, sia strutturali che aeroelastici. Questa tesi descrive la definizione di PyPAD, mostrandone le potenzialita attraverso tre diversi casi di applicazione.