Dipartimento di Ingegneria e architettura Ingegneria aerospaziale Meccanica del Volo ING-IND/03 (6 CFU) – (Ingegneria aerospaziale) PdS 2023-2024 – II anno

L’orario delle lezioni sarà pubblicato sull’Agenda WEB :

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore/index.php?view=home&_lang=it

Obiettivo del corso è fornire allo studente la capacità di determinare le performance e le caratteristiche di stabilità statica di un velivolo. Vengono altresì forniti strumenti analitici per un primo dimensionamento. L’approccio tende a favorire, mediante modelli matematici, una visione fisica del problema delle prestazioni e della stabilità statica del velivolo.

• Nozioni introduttive: architettura dei velivoli, profili di volo, atmosfera standard internazionale, altimetria e anemometria, cinematica e sistemi di riferimento, equazioni del moto (4 ore).
• Elementi di aerodinamica dei velivoli: forze e momenti aerodinamici per profili ed ali finite (4 ore).
• Elementi di propulsione aeronautica: tipologie e prestazioni dei propulsori aeronautici (3 ore).
• Prestazioni puntuali ed integrali in volo rettilineo: volo orizzontale rettilineo uniforme (3 ore).
• Autonomie: Range ed Endurance, salita stazionaria ed accelerata, planata (4 ore).
• Prestazioni puntuali in volo manovrato: richiamata, virata corretta, fattore di carico (3 ore).
• Prestazioni terminali: decollo, decollo critico, atterraggio (4 ore).
• Peso e centraggio dell’aeromobile. Calcolo dei limiti del baricentro/centraggio: impiego degli appositi documenti; Preparazione dell’aeromobile per la pesatura; Pesatura dell’aeromobile (3 ore).
• Equilibrio, controllo e stabilità statica longitudinale: condizioni di equilibrio, equazioni costitutive, stabilità statica, controllabilità, stabilità in manovra (6 ore).
• Equilibrio, controllo e stabilità statica latero-direzionale: condizioni di equilibrio, equazioni costitutive, superfici di controllo, stabilità statica (4 ore).
• Il volo automatico: Elementi fondamentali del controllo del volo automatico, inclusi i principi funzionali e la terminologia corrente. Elaborazione dei segnali di comando. Modalità di funzionamento: canali di rollio, di beccheggio e di imbardata. Attenuatori d’imbardata. Sistemi per l’aumento della stabilità negli elicotteri. Comando automatico di assetto. Interfaccia di ausilio per la navigazione con pilota automatico. Sistemi di automanetta del gas. Sistemi di atterraggio automatico: principi e categorie, modalità operative, avvicinamento, planata di avvicinamento, atterraggio, riattaccata, monitor di sistema e condizioni di avaria (4 ore).
• Le Eliche: Principi fondamentali. Teoria delle ali rotanti. Teoria impulsiva semplice e generale per l’elica. Parametri geometrici e di progetto ed interazione di questi con le performance in termini di trazione, potenza e rendimento. Fasi e campi di applicazione dell’elica aeronautica. Diagrammi caratteristici e di progetto di un propulsore ad elica. Teoria degli elementi della pala, Calettamento alto/basso, angolo di inversione, angolo di attacco, velocità di rotazione, Slittamento dell’elica, Forze aerodinamiche, centrifughe e di spinta, Coppia, Flusso d’aria relativo sull’angolo di attacco della pala. Vibrazione e risonanza. Struttura dell’elica: Metodi costruttivi e materiali utilizzati per le eliche in legno, composite e metalliche, Punto stazione sulla pala, collo della pala, dorso della pala e mozzo. Eliche a passo fisso, a passo variabile, a velocità costante. Gruppo elica/ogiva. Controllo del passo dell’elica: Metodi di controllo della velocità e di variazione del passo, sistemi meccanici ed elettrici/elettronici. Messa in bandiera e passo negativo. Protezione da supervelocità. Sincronizzazione delle eliche: Equipaggiamento di sincronizzazione e di messa in fase. Protezione delle eliche contro il ghiaccio: Equipaggiamento antighiaccio fluido ed elettrico (6 ore).

I risultati di apprendimento attesi sono definiti secondo i parametri europei descritti dai cinque descrittori di Dublino.

1. Conoscenza e capacità di comprensione:

Conoscenza delle problematiche inerenti le prestazioni dei velivoli e le loro caratteristiche di stabilità statica. Conoscenza dei metodi di analisi e calcolo per valutare l’influenza delle caratteristiche aerodinamiche, geometriche e di peso dei velivoli sulle performance degli stessi.

2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate:

Capacità di applicare metodi avanzati di analisi e calcolo per la valutazione delle prestazioni dei velivoli e degli indici di stabilità statica.

3. Autonomia di giudizio:

Essere in grado riconoscere le problematiche proprie della meccanica del volo per confrontare diverse configurazioni di velivolo o diverse scelte progettuali alla luce delle caratteristiche prestazioni richieste per determinati profili di missione.

4. Abilità comunicative:

Capacità di comunicare, per mezzo di relazioni tecniche, i risultati delle analisi sulle problematiche legate alle prestazioni dei velivoli ed alle loro caratteristiche di stabilità statica. Avrà inoltre abilità comunicative sia a livello di interazione all’interno di un team sia a livello di interazione con tecnici specializzati.

5. Capacità di apprendere:

Lo studente apprenderà in modo approfondito i principi che governano il comportamento del velivolo e ciò gli consentirà di approfondire gli argomenti a livello superiore attraverso la maturata capacità di accesso e comprensione di pubblicazioni specialistiche.

Testi principali:

G.J.J. Ruijgrok, Elements of airplane performance, Delft University Press, 1990;

J.D. Anderson, Introduction to flight, New York : McGraw-Hill, 1989.

Materiale didattico a disposizione degli studenti:

Il docente fornisce dispense su ciascun argomento del corso

Testi di riferimento per certificazione EASA PART 66:

TTS – Integrated Training System, Module 7A. Maintenance practices for EASA part-66.

TTS – Integrated Training System, Module 7B. Maintenance practices for EASA part-66.

TTS – Integrated Training System, Module 8. Basic aerodynamics for EASA PART 66.

TTS – Integrated Training System, Module 13. Aircraft Aerodynamics, Structures and Systems for EASA PART 66.

TTS – Integrated Training System, Module 17A.Propeller for EASA PART 66.

TTS – Integrated Training System, Module 17B. Propeller for EASA PART 66.

Il docente utilizza lezioni frontali per lo sviluppo degli argomenti teorici previsti nel programma dell’insegnamento, integrate dallo svolgimento di esercizi finalizzati all’applicazione degli strumenti proposti.

Il docente mette a disposizione materiale didattico (dispense e slide), reperibili all’interno della piattaforma Unikorefad, ed incentiva la partecipazione individuale degli studenti alle sessioni di ricevimento che, oltre ai giorni da calendario, prevedono eventuali sessioni aggiuntive da concordare direttamente con il docente.

Anche se la frequenza dell’insegnamento non è obbligatoria, essa è comunque fortemente consigliata.

La verifica delle conoscenze apprese dagli allievi si svolgerà attraverso un ESAME ORALE finale con domande che possono spaziare su tutti gli argomenti del corso, sia teorici che pratici, descritti puntualmente nella presente scheda. L’esame orale può anche prevedere la risoluzione di esercizi numerici riguardanti le equazioni di equilibrio del velivolo, così come il calcolo delle performance e delle condizioni di stabilità statica.

L’accesso all’esame orale non è soggetto a nessun accertamento preventivo o in itinere e la sua durata è indicativamente pari a 30-45 minuti.

La valutazione dell’apprendimento sarà focalizzata sulla valutazione dei risultati attesi, in accordo con i descrittori di Dublino. Il voto sarà dato in trentesimi e varierà da 18/30 a 30/30 con lode. Il voto sarà espresso, secondo il seguente schema di valutazione:

• Ottimo (30- 30 e lode): Ottima conoscenza e comprensione degli argomenti trattati. Ottima capacità di applicare le conoscenze acquisite per rispondere alle domande proposte e nell’affrontare nuove problematiche. Eccellenti capacità espositive.
• Molto buono (26-29): Buona conoscenza e comprensione degli argomenti trattati. Buona capacità di applicare le conoscenze acquisite per rispondere alle domande proposte e nell’affrontare nuove problematiche. Ottime capacità espositive
• Buono (24-25): Buona conoscenza e comprensione degli argomenti trattati. Discreta capacità di applicare le conoscenze acquisite per rispondere alle domande proposte e nell’affrontare nuove problematiche. Buone capacità espositive.
• Discreto (21-23): Discreta conoscenza e comprensione degli argomenti trattati. Limitata capacità di applicare le conoscenze acquisite per rispondere alle domande proposte e nell’affrontare nuove problematiche.
• Sufficiente (18-20): Conoscenza minima degli argomenti trattati e limitata capacità di applicare le conoscenze acquisite per rispondere alle domande proposte.
• Insufficiente: Manca di una conoscenza accettabile degli argomenti trattati e non dimostra una sufficiente capacità di applicare le conoscenze acquisite per rispondere alle domande proposte.

Le date di esame saranno pubblicate sull’Agenda WEB:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore/index.php?view=home&_lang=it

Il ricevimento è previsto ogni giorno previo appuntamento da concordare via mail con il docente.