PROPULSIONE AERONAUTICA

iten
Codice
65902
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
6 cfu al 2° anno di 9270 INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E AERONAUTICA (LM-33) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/08
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E AERONAUTICA)
periodo
1° Semestre
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il modulo di Propulsione Aeronautica è incentrato sull’analisi dei requisiti dei velivoli
durante le diverse fasi di funzionamento e sullo studio delle differenti tipologie di propulsore aeronautico.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di fornire i fondamenti per lo studio dei sistemi per la propulsione aeronautica, con particolare attenzione ai seguenti argomenti: spinta e prestazioni delle differenti tipologie di motore nelle diverse fasi di volo, layout dei motori e principali componenti responsabili della propulsione.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione attiva alle lezioni frontali e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

- distinguere le diverse tipologie di propulsore aeronautico, comprenderne ed analizzarne criticamente le modalità di funzionamento;

- valutare i requisiti di un velivolo durante le diverse fasi di funzionamento;

- selezionare le tipologie di propulsore più adatte a soddisfare i requisiti specifici;

- comprendere i meccanismi di generazione della spinta per le diverse tipologie di propulsore;

- valutare le prestazioni di un sistema propulsivo;

- individuare i parametri progettuali che regolano la generazione della spinta e che determinano le prestazioni del sistema propulsivo;

- conoscere e comprendere il funzionamento dei principali componenti del motore responsabili della propulsione.

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo si articola in lezioni frontali in aula, che prevedono oltre alla presentazione ed alla discussione dei contenuti teorici anche alcune applicazioni numeriche finalizzate a favorire l’apprendimento e la comprensione.

PROGRAMMA/CONTENUTO

I principali argomenti trattati dal modulo sono qui di seguito elencati:

- Cenni alla storia della propulsione aeronautica; la propulsione nel caso dei moderni aerei di grandi dimensioni, atmosfera standard e unità di misura impiegate in campo aeronautico.

- Classificazione dei motori per la propulsione aeronautica: architetture di propulsore ad elica, statoreattore, turbogetto a singolo flusso semplice e con post-combustore, turbogetto a doppio flusso (turbofan) a basso ed alto rapporto di by-pass, pulsogetto.

 - Richiami di aerodinamica dell’aereo: coefficienti di portanza, resistenza e momento (analisi dimensionale);  portanza e resistenza di un profilo; resistenza indotta per l’ala di lunghezza finita; considerazioni sull’aspect ratio dell’ala.

- Curva polare del velivolo; forze aerodinamiche sul velivolo; spinta e potenza richieste per volo orizzontale non accelerato; velocità massima del velivolo; rampa di salita; volo planato; quote massime: teorica ed operativa; tempo di salita. Tratta percorribile ed autonomia per aereo propulso a getto e ad elica. Equazioni di Breguet. Prestazioni dinamiche del velivolo. Fasi di decollo ed atterraggio. Volo in virata. Diagramma di manovra.

- Analisi dei requisiti di un aereo; spinta installata e non installata.

- Generazione della spinta nel caso di turbogetto semplice, turbofan e turboelica. Teoria del disco attuatore e dell’elemento di pala. Parametri di prestazione dei sistemi propulsivi: rendimento del ciclo, rendimento propulsivo e rendimento globale.

- Turbogetto semplice: analisi del ciclo, parametri progettuali, funzionamento a punto fisso e in volo.

- Turbofan: analisi del ciclo, scelta del rapporto di by-pass.

- Turboelica: analisi del ciclo, suddivisione della spinta tra elica ed ugello.

- Principali componenti responsabili della propulsione: Presa dinamica: requisiti principali, parametri adimensionali, geometrie del diffusore, mappe di Sovran and Klomp, prese dinamiche supersoniche. Ugello: requisiti principali, parametri prestazionali, dimensionamento. Invertitori di spinta.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Gli appunti presi durante le lezioni ed il materiale fornito in aula sono sufficienti per la preparazione dell’esame. I libri sotto indicati sono suggeriti come testi di appoggio ed approfondimento.

  • J. D. Anderson, “Introduction to Flight, Sixth Edition”, McGraw-Hill, 2008
  • S.  Farokhi, “Aircraft Propulsion”, John Wiley & Sons, 2008
  • N. Cumpsty, “Jet Propulsion”, Cambridge University Press, 1997
  • R. D. Flack, “Fundamentals of Jet Propulsion with Applications”, Cambridge University Press, 2005

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Ricevimento su appuntamento, da fissare contattando il docente all'indirizzo francesca.satta@unige.it. L'ufficio si trova presso la sezione MASET del dipartimento DIME (Villa Cambiaso - Padiglioni - Piano Terra - T.11).

Commissione d'esame

DANIELE SIMONI (Presidente)

DARIO BARSI

MATTEO DELLACASAGRANDE

ALESSANDRO DOTTO

FRANCESCA SATTA (Presidente Supplente)

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo si articola in lezioni frontali in aula, che prevedono oltre alla presentazione ed alla discussione dei contenuti teorici anche alcune applicazioni numeriche finalizzate a favorire l’apprendimento e la comprensione.

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste nel superamento di una prova orale.

Le date di esame sono concordate con il docente previo appuntamento.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale verterà sugli argomenti trattati a lezione ed avrà lo scopo di valutare non soltanto il raggiungimento di un adeguato livello di conoscenza, ma anche l’acquisizione di capacità di analisi e di ragionamento critici sulle tematiche affrontate durante il colloquio. Saranno inoltre valutati la chiarezza espositiva e l’utilizzo corretto della terminologia tecnica.

Il docente rivolgerà in sequenza almeno due domande, una riguardante i requisiti del velivolo in una condizione specifica ed una incentrata sul propulsore aeronautico.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
17/02/2022 11:30 GENOVA Esame su appuntamento
16/09/2022 11:30 GENOVA Esame su appuntamento