Motori per Aeromobili IIND-01/G (9 CFU) - (Ingegneria aerospaziale) Didattica erogata 2024-2025 - III anno

Insegnamento	Motori per Aeromobili
CFU	9
Settore Scientifico Disciplinare	IIND-01/G
Nr. ore di aula	72
Nr. ore di studio autonomo	153
Mutuazione	NO
Annualità	III anno
Periodo di svolgimento	II semestre

Docente	Ruolo	SSD docente
Davide Tumino	PO	IIND-03/B

Propedeuticità	NO
Prerequisiti	L’allievo deve possedere conoscenze di aerodinamica e di termodinamica di base.
Sede delle lezioni	Dipartimento di Ingegneria e Architettura - Plesso M.A.R.T.A. - C.da Santa Panasia

Orario delle lezioni
L’orario delle lezioni sarà pubblicato sulla pagina web del corso di laurea: unikore.it/ingegneria-aerospaziale-home

Orario delle lezioni

L’orario delle lezioni sarà pubblicato sulla pagina web del corso di laurea:

unikore.it/ingegneria-aerospaziale-home

Obiettivi formativi
Il Corso si propone di fornire all’allievo i fondamenti fisici alla base del funzionamento di un sistema propulsivo aerospaziale. E’ descritto il ciclo termodinamico di un propulsore di tipo termico ed è trattata la aerotermodinamica unidimensionale dei condotti rigidi e delle turbomacchine allo scopo di fornire una conoscenza di base del funzionamento di tutti i sistemi propulsivi aerospaziali attuali e futuri. Vengono individuate le condizioni di funzionamento ottime e illustrato il funzionamento fuori progetto. Il Corso fornisce agli allievi la conoscenza delle principali configurazioni di aeroreattori attualmente utilizzati e proposti per il futuro con particolare riguardo alla individuazione dei parametri propulsivi che li caratterizzano, mettendoli in grado di sapere operare la scelta del sistema propulsivo più adatto per una assegnata missione.

Obiettivi formativi

Il Corso si propone di fornire all’allievo i fondamenti fisici alla base del funzionamento di un sistema propulsivo aerospaziale. E’ descritto il ciclo termodinamico di un propulsore di tipo termico ed è trattata la aerotermodinamica unidimensionale dei condotti rigidi e delle turbomacchine allo scopo di fornire una conoscenza di base del funzionamento di tutti i sistemi propulsivi aerospaziali attuali e futuri. Vengono individuate le condizioni di funzionamento ottime e illustrato il funzionamento fuori progetto. Il Corso fornisce agli allievi la conoscenza delle principali configurazioni di aeroreattori attualmente utilizzati e proposti per il futuro con particolare riguardo alla individuazione dei parametri propulsivi che li caratterizzano, mettendoli in grado di sapere operare la scelta del sistema propulsivo più adatto per una assegnata missione.

Contenuti del Programma

N.	Argomento	tipologia	Durata
1	Introduzione al corso, propulsione e spinta, fonti energetiche, classificazione motori aeronautici. Richiami di aerodinamica, gas perfetti, velocità del suono, moti quasi monodimensionali, leggi di conservazione, grandezze critiche, legge delle aeree, portata critica.	Frontale	3h
2	Prestazioni dei propulsori a getto e ad elica, potenza disponibile, del getto e propulsiva, rendimenti, consumi specifici, autonomia.	Frontale	3h
3	Esercizi sul calcolo della spinta e delle prestazioni dei motori aeronautici	Esercitazione	2h
4	Ciclo turbogas, ciclo Brayton ideale, rendimento ideale, lavoro utile, ciclo Brayton reale, rendimento reale.	Frontale	3h
5	Esercizi sul ciclo turbogas	Esercitazione	2h
6	Il turbogetto semplice, calcolo di prestazioni e rendimenti del turbogetto semplice a punto fisso ed in volo.	Frontale	3h
7	Esercizi sul turbogetto semplice	Esercitazione	3h
8	Turbofan a doppio flusso, calcolo di prestazioni e rendimenti di turbofan a flussi separati.	Frontale	3h
9	Calcolo di prestazioni e rendimenti di turbofan a flussi associati e confronto con turbofan a flussi separati.	Frontale	3h
10	Esercizi sui turbofan a doppio flusso	Esercitazione	3h
11	Metodi per aumentare la spinta, il postcombustore, problematiche della camera di postcombustione, ciclo e prestazioni.	Frontale	2h
12	Turboelica, ciclo e prestazioni, ripartizione ottimale della potenza, confronto con turbogetto, pregi e limiti.	Frontale	3h
13	Esercizi su turbogetto con postcombustore e turboelica	Esercitazione	3h
14	Statoreattore o Ramjet, svantaggi e vantaggi, cicli ideali e reali, prestazioni e impieghi. Cenni su statoreattori a combustione supersonica (Scramjet)	Frontale	2h
15	Camera di combustione, iniettori, configurazioni, limiti di infiammabilità, stabilizzazione della fiamma.	Frontale	2h
16	Presa d’aria, presa subsonica, presa supersonica, ugello convergente, ugello divergente, portata massima, inversori di spinta.	Frontale	3h
17	Classificazione turbomacchine, equazione di Eulero, grado di reazione, triangoli di velocità.	Frontale	3h
18	Rendimenti adiabatici dello stadio e globale, equilibrio radiale, flusso a vortice libero, mappe caratteristiche del compressore, stallo rotante, avviamento.	Frontale	3h
19	Compressore centrifugo, caratteristiche del diffusore. Turbina radiale centripeta.	Frontale	3h
20	Turbomacchine assiali. Compressore assiale, triangoli di velocità al variare di R, criterio di De Haller, effetto blockage, stima del numero di stadi, stallo rotante e surge. Turbina assiale, triangoli di velocità, sistemi di raffreddamento, film cooling.	Frontale	3h
21	Dimensionamento di massima di un compressore centrifugo	Esercitazione	2h
22	Dimensionamento di massima di un compressore assiale	Esercitazione	2h
23	Motori a combustione interna, classificazioni, configurazioni, funzionamento, prestazioni e rendimenti del ciclo ideale.	Frontale	3h
24	Motori a combustione interna, prestazioni e rendimenti del ciclo reale, comportamento in quota, raffreddamento, sovralimentazione, indici di merito.	Frontale	3h
25	Materiale tecnico EASA Modulo 15 – Motori a turbina: Cuscinetti e Guarnizioni, Impianto combustibile: pompe combustibile, sistema di controllo dell’alimentazione di combustibile, carburanti ed additivi; impianto di lubrificazione: layout tipici, lubrificanti: proprietà e specifiche; impianto pneumatico; impianti di avviamento; impianti elettrici, di monitoraggio dei motori; impianto di protezione antincendio; sistemi di potenza ausiliari: APU, RAT; sistemi per l’aumento di potenza: iniezione acqua ed acqua-metanolo; Sistemi di avviamento e di iniezione.	Frontale	3h
26	Materiale tecnico EASA Modulo 15 – Motori a turbina: Strumentazione motore, Installazione dei motori: Configurazione della paratie parafiamma, cappottature, pannelli acustici, castelli motore, supporti antivibrazione; Controllo dei motori ed operazioni a terra: Procedure per l’avviamento ed accelerazione per prova a punto fisso. Interpretazione del rendimento e dei parametri di un motore. Controllo della tendenza (incluso analisi dell’olio, delle vibrazioni e con boroscopio). Ispezione del motore e dei componenti secondo i criteri, le tolleranze e i dati specificati dal costruttore. Lavaggio/pulizia del compressore. Danni provocati da oggetti estranei. manicotti, tubi, alimentatori, connettori, fasci di cavi, cavi e aste di comando, punti di sollevamento e drenaggi; immagazzinaggio e conservazione dei motori: Conservazione e de conservazione di motori ed accessori e sistemi.	Frontale	3h
27	Materiale tecnico EASA Modulo 16 – Motori a pistoni: Struttura del motore: Basamento, albero a gomiti, albero a camme, coppe dell’olio. Scatola comandi ausiliari. Gruppi dei cilindri e dei pistoni. Aste di comando, collettori di ingresso e di scarico. Meccanismi dei rubinetti. Riduttori dell’elica. Impianti del carburante dei motori: Carburatori: Tipi, struttura e principi del loro funzionamento. Congelamento e riscaldamento. Sistemi di iniezione del carburante: Tipi, struttura e principi del loro funzionamento. Controllo elettronico del motore: Funzionamento dei comandi del motore e della regolazione del carburante, incluso il controllo elettronico del motore (FADEC). Layout del sistema e componenti. Avviamento e impianti di accensione: Sistemi di avviamento, sistemi di preriscaldamento. Magnetotipi, struttura e principi del loro funzionamento. Cablaggio dell’accensione, candelette di accensione. Impianti a bassa ed alta tensione.	Frontale	3h
28	Materiale tecnico EASA Modulo 16 – Strumentazione motore, Impianti di ammissione, di scarico e di raffreddamento: Struttura e funzionamento degli impianti di ammissione, inclusi gli impianti ad aria alternata. Impianti di scarico, impianti di raffreddamento del motore (ad aria o a liquido refrigerante). Lubrificanti e carburanti: Proprieta e specifiche. Additivi per carburanti. Precauzioni di sicurezza. Sistemi di lubrificazione: Funzionamento/layout del sistema e componenti. Sistemi di indicazione dei motori: Velocita del motore. Temperatura della testa del cilindro. Temperatura del refrigerante. Pressione e temperatura dell’olio. Temperatura del gas di scarico. Pressione e flusso del carburante. Pressione di alimentazione. Installazione del gruppo motopropulsore: Configurazione della paratie parafiamma, cappottature, pannelli acustici, castelli motore, supporti antivibrazione, manicotti, tubi, alimentatori, connettori, fasci di cavi, cavi e aste di comando, punti di sollevamento e drenaggi. Controllo dei motori e operazioni a terra: Procedure per l’avviamento e accelerazione per prova a punto fisso. Immagazzinaggio e conservazione dei motori: Conservazione e deconservazione di motori ed accessori/sistemi.	Frontale	3h

Risultati di apprendimento (descrittori di Dublino)
I risultati di apprendimento attesi sono definiti secondo i parametri europei descritti dai cinque descrittori di Dublino. Conoscenza e capacità di comprensione: conoscenza dei principi di funzionamento e delle prestazione dei motori e propulsori di impiego aeronautico, conoscenza dei principali fattori ingegneristici che ne influenzano il comportamento e le prestazioni. Conoscenza e capacità di comprensione applicate: conoscenza dei principi di funzionamento in condizioni nominali e fuori progetto e delle prestazioni di turbomacchine, conoscenza delle soluzioni costruttive esistenti e delle pratiche manutentive adottate da normativa. Autonomia di giudizio: Capacità di valutare e comparare autonomamente le soluzioni ingegneristiche di un problema di limitata complessità. Abilità comunicative: Capacità di organizzarsi in gruppi di lavoro. Capacità di comunicare efficacemente in forma scritta, grafica e orale. Capacità di apprendere: Capacità di catalogare, schematizzare e rielaborare le nozioni acquisite.

Risultati di apprendimento (descrittori di Dublino)

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

Conoscenza e capacità di comprensione: conoscenza dei principi di funzionamento e delle prestazione dei motori e propulsori di impiego aeronautico, conoscenza dei principali fattori ingegneristici che ne influenzano il comportamento e le prestazioni.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: conoscenza dei principi di funzionamento in condizioni nominali e fuori progetto e delle prestazioni di turbomacchine, conoscenza delle soluzioni costruttive esistenti e delle pratiche manutentive adottate da normativa.
Autonomia di giudizio: Capacità di valutare e comparare autonomamente le soluzioni ingegneristiche di un problema di limitata complessità.
Abilità comunicative: Capacità di organizzarsi in gruppi di lavoro. Capacità di comunicare efficacemente in forma scritta, grafica e orale.
Capacità di apprendere: Capacità di catalogare, schematizzare e rielaborare le nozioni acquisite.

Testi per lo studio della disciplina
Benini, “Propulsione aerea”, CLEUP – 2005. G. Hill, C. R. Peterson, “Mechanics and thermodynamics of propulsion”, Addison-Wesley Publishing Company. TTS – Integrated Training System, Module 14 Propulsion for EASA PART 66 – Licence Category B2. TTS – Integrated Training System, Module 15 Gas Turbine Engine for EASA PART 66 –Licence Category B1. TTS – Integrated Training System, Module 16 Piston Engine for EASA PART 66 – Licence Category B1.

Testi per lo studio della disciplina

Benini, “Propulsione aerea”, CLEUP – 2005.
G. Hill, C. R. Peterson, “Mechanics and thermodynamics of propulsion”, Addison-Wesley Publishing Company.
TTS – Integrated Training System, Module 14 Propulsion for EASA PART 66 – Licence Category B2.
TTS – Integrated Training System, Module 15 Gas Turbine Engine for EASA PART 66 –Licence Category B1.
TTS – Integrated Training System, Module 16 Piston Engine for EASA PART 66 – Licence Category B1.

Metodi e strumenti per la didattica
Il corso prevede lezioni frontali di tipo teorico e lezioni frontali di tipo pratico per l’apprendimento delle competenze previste dalla disciplina. Saranno svolte esercitazioni in aula dal docente su semplici casi studio.

Modalità di accertamento delle competenze
L’accertamento delle competenze avverrà attraverso una prova scritta. Tale prova scritta avverrà secondo le seguenti modalità: L’orario di inizio delle operazioni di registrazione dei partecipanti sarà indicato nel calendario degli esami pubblicato sul sito web del Corso di Laurea; I partecipanti devono portare in aula calcolatrice scientifica, penne, matite, gomme, righelli e cancelleria varia; I fogli per la prova sono forniti dal docente; Il tempo a disposizione è di tre ore; La prova comprende: un test scritto di cinque domande a risposa aperta sugli argomenti 2, 4, 6, 8, 9, 11, 12, 14-20, 23, 24 del Programma di studio (massimo punteggio per ciascuna domanda = 6) un test di calcolo sul ciclo termico di un motore turbogetto semplice, o turbofan, o turbogetto con post-combustione, o turboelica (massimo punteggio al test = 30); La prova si ritiene superata se l’alunno dimostra di avere raggiunto una sufficiente conoscenza delle architetture esistenti per i motori per aeromobili, di possedere gli elementi indispensabili per comprendere i cicli termici di funzionamento e se riesce a calcolare con sufficiente precisione le prestazioni di un semplice caso studio. La votazione finale è la media aritmetica del test scritto e del test di calcolo. L’intera prova si svolgerà in un’unica giornata.

Modalità di accertamento delle competenze

L’accertamento delle competenze avverrà attraverso una prova scritta. Tale prova scritta avverrà secondo le seguenti modalità:

L’orario di inizio delle operazioni di registrazione dei partecipanti sarà indicato nel calendario degli esami pubblicato sul sito web del Corso di Laurea;
I partecipanti devono portare in aula calcolatrice scientifica, penne, matite, gomme, righelli e cancelleria varia;
I fogli per la prova sono forniti dal docente;
Il tempo a disposizione è di tre ore;
La prova comprende:
- un test scritto di cinque domande a risposa aperta sugli argomenti 2, 4, 6, 8, 9, 11, 12, 14-20, 23, 24 del Programma di studio (massimo punteggio per ciascuna domanda = 6)
- un test di calcolo sul ciclo termico di un motore turbogetto semplice, o turbofan, o turbogetto con post-combustione, o turboelica (massimo punteggio al test = 30);
La prova si ritiene superata se l’alunno dimostra di avere raggiunto una sufficiente conoscenza delle architetture esistenti per i motori per aeromobili, di possedere gli elementi indispensabili per comprendere i cicli termici di funzionamento e se riesce a calcolare con sufficiente precisione le prestazioni di un semplice caso studio.
La votazione finale è la media aritmetica del test scritto e del test di calcolo.
L’intera prova si svolgerà in un’unica giornata.

Date di esame
Le date di esame saranno pubblicate sulla pagina web del corso di laurea: unikore.it/ingegneria-aerospaziale-home

Date di esame

Le date di esame saranno pubblicate sulla pagina web del corso di laurea:

unikore.it/ingegneria-aerospaziale-home

Modalità e orario di ricevimento
Gli orari e le modalità di ricevimento saranno pubblicati sulla pagina personale del docente: https://unikore.it/index.php/it/ing-aerospaziale-persone/docenti-del-corso/itemlist/category/1718-tumino-davide

Modalità e orario di ricevimento

Gli orari e le modalità di ricevimento saranno pubblicati sulla pagina personale del docente:

https://unikore.it/index.php/it/ing-aerospaziale-persone/docenti-del-corso/itemlist/category/1718-tumino-davide

Dipartimento di Ingegneria e architettura Ingegneria aerospaziale Motori per Aeromobili IIND-01/G (9 CFU) – (Ingegneria aerospaziale) Didattica erogata 2024-2025 – III anno

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