Insegnamento:

MOTORI AERONAUTICI (obiettivi)

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding);
Conoscenza dei principi primi della termofluidodinamica del propulsore, dei flussi compressibili quasi-mono-dimensionali, dei cicli termodinamici dei principali motori a turbina a gas, del flusso nelle turbo-macchine assiali, nelle prese dinamiche e ugelli propulsivi aeronautici, delle tecniche di correlazione delle perdite nelle turbomacchine assiali, della termochimica di equilibrio e non-equilibrio della combustione nel combustore, delle principali fenomenologie, teorie, e modelli matematici/numerici che caratterizzano i processi di combustione in miscele di gas reagenti chimicamente, dell’integrazione del propulsore nel sistema velivolo, della quantificazione dell’impatto ambientale dovuto alle emissioni di gas serra, di inquinanti e di rumore da parte dei motori aeronautici, ed i fattori sui quali si agisce per cercare di limitarlo, sia a livello di componenti, sia a livello di sistema (architetture propulsive e cicli termodinamici innovativi).

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding);
Capacità di eseguire un dimensionamento di massima dei componenti di un propulsore aeronautico, e delle prestazioni in e fuori progetto degli stessi componenti, tramite strumenti di calcolo prodotti dagli stessi studenti nel corso del lavoro di gruppo.

Gli obiettivi formativi si perseguono utilizzando esercitazioni in aula e revisioni del lavoro in corso d’opera. La verifica delle capacità acquisite avviene contestualmente a quella delle conoscenze durante le revisioni e nel corso.

Autonomia di giudizio (making judgements);
Le competenze sono acquisite mediante lezioni frontali, attività di esercitazione in aula e per lo svolgimento di un lavoro di gruppo. La verifica delle conoscenze avviene tramite prove individuali e mediante relazioni scritte di gruppo che al contempo accertano e favoriscono l’acquisizione della capacità di comunicare efficacemente in forma scritta e/o orale.

Abilità comunicative (communication skills);
Capacità di operare in gruppo, di presentare i risultati del lavoro di gruppo con presentazioni e brevi rapporti tecnici.

Capacità di apprendere (learning skills).
Conoscenze caratterizzanti l’ingegnere sistemista della propulsione aeronautica intesa come progetto di massima del propulsore e verifica delle sue prestazioni in condizioni di progetto e fuori progetto.

Codice

1021988

Lingua

ITA

Tipo di attestato

Attestato di profitto

Crediti

Settore scientifico disciplinare

ING-IND/07

Ore Aula

Ore Esercitazioni

Ore Studio

Attività formativa

Attività formative caratterizzanti

Canale Unico

Docente	VALORANI MAURO (programma) Il corso illustra le metodologie di calcolo per la predizione delle prestazioni dei principali propulsori a getto di impiego aeronautico, mostrando l'incidenza dei principali parametri termofluidodinamici sulle prestazioni, in termini di potenza o spinta e consumi, ed evidenziando il comportamento della macchina in condizioni di progetto e di fuori progetto. 1. Principi della termodinamica di non equilibrio chimico e dei flussi comprimibili Revisione dei principi fondamentali della termodinamica, equazioni di stato, equilibrio chimico. Leggi di conservazione (di massa, quantità di moto lineare, ed energia), e equazioni del moto di fluidi in sistemi isotermi e non isotermi; bilanci microscopici e macroscopici. Forma differenziale e integrale delle equazioni per flussi comprimibili quasi-1D, con adduzione di calore, attrito e variazione di area. Problemi di Fanno e Rayleigh. 2. Analisi del ciclo del motore Rassegna dei principali parametri di prestazione del motore. Introduzione al processo di progettazione del motore. Analisi dei vincoli e di missione dell’aeromobile per il calcolo della spinta richiesta in base alle esigenze del cliente. Analisi del ciclo del motore attraverso l'analisi parametrica. Ottimizzazione multi-obiettivo. Frontiera di Pareto. 3. Dimensionamento dei Componenti del Motore: presa dinamica e ugello propulsivo Dimensionamento di prese dinamiche subsoniche e supersoniche. Dimensionamento di ugelli propulsivi convergenti e convergenti-divergenti. 4. Dimensionamento dei Componenti del Motore: Turbomacchine Introduzione alle Turbomacchine, sistemi di riferimento, triangoli di velocità, conservazione del momento della quantità di moto, equazione di Eulero per turbomacchine, rendimenti, criteri di progettazione nel piano interpalare, equilibrio radiale, criteri di progettazione nel piano meridiano. 5. Analisi al raggio medio di compressori e turbine assiali 6. Schiere di pale Introduzione alle schiere di pale, angoli di flusso nelle paletta, prestazioni della schiere di pale, criteri di progettazione. 7. Dimensionamento di uno stadio di turbomacchina Come dimensionare uno stadio di compressore assiale Come dimensionare uno stadio di turbina assiale 8. Correlazioni di perdita Correlazioni di perdita nelle turbomacchine, meccanismi di perdita e modelli di perdita 9. Prestazioni fuori progetto di compressori e turbine assiali Prestazioni fuori progetto di compressori e turbine: triangoli di velocità in fuori progetto, curve caratteristiche di compressori e turbine assiali 10. Fuori progetto di un motore a turbina a gas Prestazioni fuori progetto dell'intero motore: condizioni di matching fra componenti, prestazioni di fuori progetto Pasquale Sforza, Theory of Aerospace Propulsion, Butterworth-Heinemann (2011)
Date di inizio e termine delle attività didattiche	22/02/2021 - 28/05/2021
Date degli appelli	Date degli appelli d'esame
Modalità di erogazione	Tradizionale A distanza
Modalità di frequenza	Non obbligatoria
Metodi di valutazione	Prova scritta Prova orale Valutazione di un progetto

Docente	MALPICA GALASSI RICCARDO
Date di inizio e termine delle attività didattiche	22/02/2021 - 28/05/2021
Modalità di frequenza	Non obbligatoria