Principali architetture dei motori aeronautici basati su turbina a gas.
Componenti: condotti di aspirazione, ugelli di scarico, eliche aeronautiche.
Motori per razzi a propellente liquido e solido.
Aerodinamica dell'elicottero.
Sistemi ausiliari e fasi di volo.
1) Obiettivi generali: fornire gli elementi per la previsione delle prestazioni dei motori aeronautici e dei motori a razzo.
2) Conoscenze erogate:
cc1: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La capacità di comprendere un contesto multidisciplinare in ambito ingegneristico e di operare in ottica problem solving.,
cc3: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica.,
cc11: La conoscenza del settore delle macchine approfondendo gli aspetti propriamente connessi con i sistemi per produrre e trasformare l'energia, con riferimento anche alle energie rinnovabili, e/o gli aspetti correlati con i sistemi di propulsione. La comprensione del ruolo svolto dalle diverse tecnologie energetiche al fine di garantire la sostenibilità ambientale ed economica della produzione.
3) Capacità di applicazione:
ca3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni.,
ca6: La capacità di identificare, localizzare e ottenere dati e informazioni necessari alla valutazione.,
ca8: La capacità di interpretare in maniera appropriata i risultati dei test sperimentali, dei calcoli di verifica, nonché dei processi di simulazione teorica complessa, tramite l’uso del calcolatore, dando applicazione alle basi, sperimentali, modellistiche, matematiche ed informatiche acquisite.,
ca9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.,
ca12: La capacità adeguata di comprensione delle fonti in lingua inglese.,
ca15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
4) Competenze trasversali:
CT3 Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4 Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
Prerequisiti
aerodinamica, gasdinamica, turbomacchine
Metodi Didattici
L’insegnamento si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali con l'ausilio di dispense fornite dal docente. E’ fortemente consigliata la frequenza perché gli argomenti trattati e discussi in aula possono essere assimilati più facilmente e sono gli unici richiesti per il superamento della prova finale.
Altre Informazioni
Consultare il sito ufficiale dell'insegnamento su piattaforma MOODLE, per l'accesso chiedere informazioni al docente: https://e-l.unifi.it/
Modalità di verifica apprendimento
1) La valutazione dello studente prevede una prova finale di tipo orale.
2) Lo studente dovrà dimostrare di saper rispondere a domande teoriche e di avere capacità di interpretare i risultati su problematiche progettuali e di analisi delle prestazioni dei componenti trattati nel corso. Lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito un linguaggio tecnico adeguato (CT2) e di saper comunicare ed esporre i propri argomenti anche attraverso l'uso di grafici e schemi (CT3).
3) Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza degli aspetti teorici (cc1) e degli strumenti numerici per la modellazione a disposizione del progettista (cc3) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere gli elementi necessari (ca6, ca8, ca9) per comprendere il comportamento dei componenti e ricavare informazioni per migliorarne le prestazioni (ca3), è richiesta la comprensione di testi in lingua inglese (ca12)
Programma del corso
Evoluzione storica dell'aeroplano
Aerodinamica del velivolo
Analisi parametrica di ciclo dei motori ideali.
Propulsione dei razzi:
- Razzi chimici a propellente liquido e solido
- Camere di spinta
- Cenni ai razzi elettrici
- Cenni alle missioni spaziali, orbite
Condotti di aspirazione (intake):
- Definizione requisiti di base e parametri di prestazione.
- Prese d'aria subsoniche.
- Prese d'aria supersoniche ad urti retti e ad urti obliqui, compressione
esterna, mista, ed interna.
Ugelli di scarico per propulsione aeronautica
Eliche aeronautiche
-Teoria del disco attuatore, metodi BET e BEM.
- Curve di prestazione.
- Eliche a passo fisso e a passo variabile, eliche a velocità costante
Evoluzione dei motori aeronautici a pistoni
Aerodinamica dell'elicottero
Velivoli a decollo verticale
Avviamento e accensione dei motori aeronautici
Sistemi aeronautici di protezione dal ghiaccio e dal fuoco, bird-strike
Fasi di volo, Strumentazione di bordo, Malfunzionamenti e avarie