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.
Sistemi di propulsione ibrida.
1) Obiettivi generali: fornire gli elementi per la previsione delle prestazioni dei motori aeronautici per applicazioni civili e militari e dei motori a razzo.
2) Conoscenze erogate:
CC1B071: 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.,
CC3B071: 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.,
CC11B071: 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:
CA3B071: 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.,
CA6B071: La capacità di identificare, localizzare e ottenere dati e informazioni necessari alla valutazione.,
CA8B071: 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.,
CA9B071: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.,
CA12B071: La capacità adeguata di comprensione delle fonti in lingua inglese.,
CA15B071: 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, macchine a fluido
Metodi Didattici
L’insegnamento si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali con l'ausilio di dispense fornite dal docente. È 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 (CC1B071) e degli strumenti numerici per la modellazione a disposizione del progettista (CC3B071) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere gli elementi necessari (CA6B071, CA8B071, CA9B071) per comprendere il comportamento dei componenti e ricavare informazioni per migliorarne le prestazioni (CA3B071), è richiesta la comprensione di testi in lingua inglese (CA12B071)
Programma del corso
Evoluzione storica dell'aeroplano
Aerodinamica del velivolo
Analisi parametrica di ciclo dei motori ideali (turbofan, turbojet, ramjet).
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
Sistemi di propulsione ibrida per aeromobili ed elicotteri