Ingegneria Aerospaziale

L'insegnamento è indirizzato allo sviluppo negli studenti delle capacità di interpretare e comprendere gli aspetti fondamentali che caratterizzano i processi aerogasdinamici nel campo aerospaziale. Saranno potenziate anche le capacità di analisi quantitative attraverso l'acquisizione di strumenti di base per la soluzione di problemi tipici dei flussi compressibili. Capacità di valutazione degli ordini di grandezza di fenomenologia fisiche che interessano i flussi compressibili.

Il modulo si concentra sullo studio dei flussi comprimibili al fine di interpretarne le diverse fenomenologie e assimilare gli strumenti di base per la risoluzione di problemi di aerogasdinamica. Vengono considerati problemi di flusso esterno con riferimento agli aspetti aerodinamici di un corpo in volo, con particolare attenzione ai regimi in cui la comprimibilità , attraverso onde d'urto e espansioni supersoniche, gioca un ruolo importante (regimi subsonici elevati, transonici, supersonici e ipersonici). Sono inoltre presi in esame i flussi interni caratterizzati da effetti viscosi e trasferimento di calore. Viene fornita una panoramica dei flussi ipersonici, offrendo una comprensione fondamentale e teorie introduttive sui flussi. Il modulo è strutturato in due parti: inizialmente vengono presentati gli effetti della comprimibilità nei flussi inviscidi. Successivamente, vengono esaminati i flussi canonici di riferimento utili per lo studio dei flussi attorno a profili alari, ali e corpi di rivoluzione immersi in un flusso ad alta velocità . Nella seconda parte vengono introdotti gli effetti della viscosità e della conducibilità termica, con particolare attenzione all’accoppiamento tra i campi di moto e termico. Sono presentate soluzioni analitiche ed empiriche dello strato limite comprimibile e termico in casi semplici. Infine, vengono discussi gli effetti del trasferimento di calore sulla transizione del flusso.

Concetti introduttivi. Richiami della teoria cinetica dei gas. Richiami di concetti di termodinamica. Proprietà di trasporto dei fluidi: viscosità , conducibilità e diffusività . Concetto di compressibilità e condizione di compressibilità . Forze agenti su un corpo lambito da una corrente. Derivazione delle equazioni di governo di un flusso reale (viscoso e conduttivo). Flusso non viscoso. Equazione del potenziale di velocità . Teorema di Crocco. Flusso uni-dimensionale. Velocità del suono e numero di Mach. Relazioni dell'urto retto. Tubo d'urto. Propagazione di onde d'urto. Flusso di Rayleigh. Flusso di Fanno. Onde oblique in flussi supersonici. Polare dell’urto. Linee di Mach. Espansione di Prandtl-Meyer ed epicicloide. Onda d'urto obliqua. Polare dell'urto. Diagramma pressione-deflessione. Riflessione e intersezione di urti obliqui. Urti staccati e curvi dal corpo tozzo. Riflessione di onde di espansione. Interazione urto-espansione. Flusso quasi-unidimensionale e studio di condotti ad area variabile. Flussi linearizzati. Equazione linearizzata del potenziale. Flusso subsonico linearizzato. Flusso supersonico linearizzato. Numero di Mach critico e Mach di drag rise. Profili sottili in flussi supersonici. Flusso transonico. Profili supercritici per il volo transonico. Corpo di minima resistenza d'onda. Regola delle aree. Caratteristiche aerodinamiche di profili alari e di ali in flussi compressibili. Flusso su cunei bidimensionali, su coni e su corpi di rivoluzione allungati. Flussi viscosi. Effetti della viscosità e della conducibilità . Equazioni di governo. Equazioni per lo strato limite termico. Soluzioni dell'equazione dell'energia. Analogie di Reynolds. Strato limite termico turbolento. Correzione del coefficiente di attrito per effetto della compressibilità e della temperatura di parete. Flussi di calore su lamina piana, su bordi di attacco cilindrici e sferici. Fenomenologia dei flussi ipersonici. Teoria Newtoniana. Cenni sugli effetti dello scambio di calore sulla stabilità di uno strato limite.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto individuale; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Written test; Individual essay; Computer-based written test in class using POLITO platform;
... L'esame si svolge in presenza, in forma scritta ed è strutturato in due sezioni. La prima sezione è composta da trenta domande a risposta multipla che coprono l’intero programma svolto. Ad ogni risposta esatta vengono assegnati 0,5punti mentre per ogni risposta errata si applica una penalizzazione di 0,125punti. La risposta non data non comporta valutazione. Il punteggio massimo conseguibile è pari a 15. Per la prima parte dell'esame non è possibile consultare alcun materiale didattico. Questa prova della durata di 1 ora viene svolta utilizzando la piattaforma Exam. La seconda parte dell'esame della durata di 1 ora consiste nella risoluzione di due esercizi numerici. La valutazione è effettuata sia sullo svolgimento che viene effettuato su carta, sia sul risultato numerico, che viene registrato dallo studente sempre in piattaforma exam, per un punteggio massimo conseguibile pari a 15. Il formulario consultabile durante la seconda parte verrà fornito mediante la piattaforma Exam. A discrezione del docente può essere richiesta una prova orale aggiuntiva. Questa prova della durata di 30 minuti consiste nell'approfondimento di argomenti di teoria trattati nell'insegnamento e nello svolgimento e/o discussione di due esercizi di natura numerica. La valutazione sarà coerente con le regole esposte precedentemente. Per ciascuna delle due parti precedentemente illustrate dell'esame è necessario conseguire un voto minimo pari a 8 punti affinché la prova sia ritenuta sufficiente. Ovviamente, congiuntamente a questo vincolo, la somma delle due parti deve essere superiore a 18 punti. Per elaborato scritto individuale si intende il report inerente alle attività di laboratorio a cui sarà assegnato al massimo 1 punto. La consegna degli elaborati avviene attraverso il portale della didattica entro il primo appello d'esame della sessione ordinaria (tipicamente entro Febbraio) per gli studenti che intendono svolgere l'esame durante l'anno accademico.

Modern Compressible Flow J.D. Anderson (McGraw Hill) Elements of Gasdynamics H.W. Liepmann & A. Roshko (J.Wiley & Sons) Viscous Fluid Flow F.M. White (McGraw Hill) Gasdinamica. Problemi risolti e richiami di teoria G. Iuso - F.Quori (Levrotto- Bella)

Al termine dell’insegnamento, dal punto di vista della conoscenza e capacità di comprensione, gli studenti saranno in grado di: • conoscere le problematiche connesse con la stabilità statica e dinamica di un velivolo ad ala fissa; • conoscere le problematiche connesse con la controllabilità di un velivolo ad ala fissa; • conoscere le basi teoriche per la definizione di un database aerodinamico preliminare; • analizzare la configurazione di un velivolo ad ala fissa che abilita determinate qualità di volo e pilotaggio; • conoscere i principali aspetti aerodinamici, geometrici e di massa che possano influenzare le prestazioni e le qualità di volo. Per quanto attiene invece l’applicazione pratica delle conoscenze acquisite, gli studenti saranno in grado di: • eseguire il dimensionamento preliminare di un velivolo ad ala fissa che soddisfi determinati requisiti di stabilità statica e dinamica; • valutare il database aerodinamico di un velivolo sia con metodi approssimati che con codici numerici; • valutare l’effetto di modifiche geometriche, aerodinamiche e di massa per suggerire proposte di miglioramento delle qualità di volo; • definire il dimensionamento delle superfici aerodinamiche di controllo affinché siano soddisfatti determinati requisiti di controllabilità .

La meccanica del volo racchiude lo studio delle prestazioni statiche e dinamiche del velivolo ed è, quindi determinante per un ingegnere aerospaziale al fine di apprendere la teoria e le tecniche per valutare la stabilità , la controllabilità e le qualità di volo di un velivolo. La meccanica del volo, pertanto, è uno dei pilastri fondanti per la corretta progettazione di un velivolo e dei suoi sottosistemi nonché per la definizione di prove idonee a identificarne/verificarne le caratteristiche di volo. L’insegnamento della meccanica del volo si propone di fornire conoscenze ingegneristiche sulle equazioni che governano il moto vario del velivolo con particolare enfasi alla correlazione con gli aspetti aerodinamici attraverso metodi esatti o approssimati. La trattazione, infatti, è finalizzata alla comprensione di come le scelte progettuali (geometriche e aerodinamiche) possano influenzare la controllabilità e le qualità di volo del velivolo. A valle della trattazione teorica, saranno proposti esempi pratici che permettono allo studente di concretizzare i concetti appresi in esempi di soluzioni operative. Il ricorso ad esempi concreti mira a sviluppare il senso critico e la riflessione su come le scelte progettuali siano frutto di un compromesso tra requisito operativo e funzionale. Le nozioni teoriche acquisite nell'insegnamento dovrebbero permettere all’allievo di identificare, in relazione alla meccanica del volo, la soluzione progettuale migliore. Quindi al termine dell’insegnamento si chiederà allo studente di aver acquisito una capacità di progettazione aeromeccanica del velivolo, mediante l’integrazione delle conoscenze acquisite in questo insegnamento con le informazioni raccolte nei corsi seguiti durante il percorso di studi aerospaziale. Fondamentale sarà dimostrare di aver acquisito una buona capacità di comunicazione tecnica in modo da potersi interfacciare con tutte le discipline aeronautiche e una sufficiente autonomia nell’individuare e affrontare correttamente gli aspetti progettuali critici.

• I modulo (18 h) - Riferimento inerziale e riferimento velivolo. Equilibrio e stabilità statica longitudinale. Equilibrio e stabilità statica latero-direzionale. Metodi per la determinazione delle derivate aerodinamiche relative alla stabilità statica. - II modulo (20 h) - Le equazioni generali del moto. La linearizzazione delle equazioni con le ipotesi delle piccole perturbazioni. Equazioni in forma adimensionalizzata. Metodi sperimentali e teorici nella determinazione delle derivate aerodinamiche e di controllo per definire un database aerodinamico completo. - III modulo (22 h) Dinamica longitudinale: la soluzione del sistema; diagrammi di Argand; diagrammi di stabilità ; luogo delle radici; tipi di traiettoria; flying/handling qualities; opinion plot. Cenni sul moto longitudinale a comandi liberi. Risposta al comando longitudinale a gradino. Dinamica latero-direzionale: la soluzione del sistema; diagrammi di Argand; diagrammi di stabilità ; luogo delle radici; tipi di traiettoria; flying/handling qualities; opinion plot. Risposta al comando laterale a gradino. - IV modulo (20 h) Virata e richiamata. La raffica. Diagramma di manovra e di raffica. Sforzo di barra e trim. Aletta compensatrice, correttrice e servomotrice. Determinazione della posizione del fuoco a comandi bloccati e liberi per via teorica e sperimentale. Effetto dell'attrito. Requisiti del comando longitudinale. Limiti del centro di gravità .

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Written test; Group essay; Computer-based written test in class using POLITO platform;
... La verifica dell’apprendimento consiste nell’esame finale (non sono previsti esoneri) che accerta il grado di raggiungimento degli obiettivi di apprendimento e quindi l’acquisizione delle conoscenze e le capacità di comprensione e di applicazione pratica delle stesse. La verifica è costituita da: 1) una prova scritta che consta di domande aperte, a risposta multipla ed esercizi il cui voto massimo è 28/30; 2) (Corso 1) un elaborato da consegnare al docente e relativo ad un compito assegnato dal docente da svolgere in gruppo il cui voto massimo è 4/30. 2) (Corso 2) un elaborato da consegnare al docente e relativo al progetto di un velivolo con assegnate caratteristiche il cui voto massimo è 3/30. La prova scritta (in aula) della durata di 70/80 minuti deve essere svolta senza l'aiuto di appunti o libri, utilizzando solamente una calcolatrice non programmabile. Le domande corrispondono ciascuna a un argomento scelto tra quelli della teoria esposta a lezione, gli esercizi si rifanno a problemi del tipo di quelli svolti ad esercitazione. Per l’esercizio si chiede di fornire procedimento e risultati numerici al fine di dimostrare la capacità di individuazione della soluzione. L’elaborato viene svolto dagli studenti suddivisi in gruppi di lavoro la cui composizione è concordata tra studenti e docente. Lo svolgimento avviene durante tutto l’insegnamento, in autonomia e con l’ausilio di qualsivoglia risorsa informatica / bibliografica. A tal proposito il docente fornisce i software necessari e gli algoritmi utili per la preparazione dell'elaborato. Per il corso 2, a fine corso sarà inoltre previsto un contest (facoltativo) per valutare i velivoli realizzati nel progetto. Un paio di settimane prima della fine del corso verranno forniti maggiori dettagli. Verranno assegnati fino ad un massimo di 1/30 ai gruppi classificati tra i primi 10. L’esame finale si ritiene superato se la somma dei punteggi delle due suddette prove è almeno 18/30. La lode è assegnata per punteggio complessivo di almeno 31/30.

Il docente fornirà copia degli appunti scritti durante le lezioni che sono trattati in modo esaustivo su vari libri indicati a lezione dal docente. Esercitazioni: i testi dei problemi proposti vengono forniti dagli esercitatori in aula e vengono messi a disposizione anche sul portale della didattica. Gli esercitatori forniranno gli appunti degli svolgimenti scritti durante le esercitazioni. Lista dei testi utilizzati: - Giorgio Guglieri, Carlo E.D. Riboldi, Introduction to flight dynamics - Bernard Etkin, Dynamic of Atmospheric Flight - Robert Nelson, Flight Stability and Automatic Control, 2nd edition - J. Roskam, Airplane Flight Dynamics and Automatic Flight Controls - Perkins, Airplane performance stability and control - Cook, Flight Dynamics Principles

Al termine dell'insegnamento, gli studenti e le studentesse saranno in grado di: - conoscere i fondamenti teorici e saper utilizzare le tecniche di base del calcolo numerico classico (soluzione numerica di sistemi lineari algebrici di grandi dimensioni, approssimazione, integrazione numerica, sistemi di equazioni non lineari, equazioni differenziali ordinarie); - conoscere i fondamenti teorici e saper utilizzare i principali strumenti del calcolo scientifico per la risoluzione di equazioni alle derivate parziali: differenze finite ed elementi finiti per problemi ellittici e parabolici, volumi finiti per problemi iperbolici; - applicare le competenze acquisite a semplici problemi; - analizzare criticamente le simulazioni numeriche di fenomeni fisici fornite da software commerciale.

La progettazione ingegneristica si serve sempre più dei risultati di simulazioni numeriche basate sull'integrazione di equazioni differenziali alle derivate parziali derivate da modelli fisici. Questo è particolarmente vero nel campo della progettazione aerospaziale, dove infatti la fluidodinamica computazionale, il calcolo strutturale e la simulazione di sistemi complessi hanno ottenuto i maggiori successi. Questo insegnamento si propone come un'introduzione ai fondamenti del calcolo numerico e del calcolo scientifico. Verranno descritte le principali tecniche numeriche di base e i metodi in uso per integrare equazioni alle derivate parziali: differenze finite ed elementi finiti per problemi ellittici e parabolici, volumi finiti per problemi iperbolici. I metodi studiati verranno poi applicati a problemi semplici, che siano in grado però di illustrare le caratteristiche di uno schema e i principali dettagli di implementazione.

Calcolo numerico di base: - Soluzione di sistemi lineari algebrici di grandi dimensioni; metodo del gradiente e del gradiente coniugato - Richiami su interpolazione polinomiale globale e a tratti. - Integrazione numerica. - Soluzione di sistemi di equazioni non lineari. - Soluzione di equazioni alle derivate ordinarie (problemi ai valori iniziali). Problemi ellittici: - Differenze finite. - Formulazione variazionale; condizioni al bordo di Dirichlet e di Neumann. - Metodo agli elementi finiti lineari. - Problema del filo elastico. - Problema della membrana elastica. - Problemi di convezione-diffusione. Problemi parabolici: - Semidiscretizzazione nello spazio con differenze finite o elementi finiti. - Discretizzazione nel tempo; metodo di Eulero esplicito e implicito, metodo di Crank-Nicolson. Problemi iperbolici: - Equazione del trasporto lineare; condizioni al contorno. - Leggi di conservazione scalari. - Metodi di Lax-Friedrichs, Upwind e Lax-Wendroff.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Il docente fornisce le slide usate durante le lezioni come traccia degli argomenti affrontatati. Per una trattazione completa ed approfondita, si rimanda ai libri seguenti: - G. Monegato, Metodi e algoritmi per il Calcolo Numerico, CLUT (2008). - S. Berrone, S. Pieraccini, Esercizi svolti di Calcolo Numerico con introduzione a Matlab, CLUT (2004). - A. Quarteroni, Modellistica numerica per problemi differenziali, Springer (2008) - R. LeVeque, Numerical methods for conservation laws, Birkhäuser Verlag (1990)

Obiettivo del corso è di approfondire la conoscenza dei principali propulsori aerospaziali attualmente impiegati, sviluppando nell'allievo le abilità necessarie per il dimensionamento di massima e la stima delle prestazioni on-design e off-design in condizioni stazionarie, tenendo conto dei limiti legati ai componenti più importanti. In particolare le metodologie fornite consentiranno all¿allievo, al termine del corso, di identificare i parametri di progetto, di studiare l'influenza dei parametri di progetto sulle prestazioni specifiche a progetto e sulle dimensioni di massima, tenuto conto dei limiti legati ai principali componenti del propulsore. L'allievo sarà poi in grado di determinare il numero di manette per propulsori esistenti e di nuova concezione. La conoscenza del funzionamento dei principali componenti motore e lo sviluppo di una modellizzazione adeguata permetterà infine all'allievo di valutare la loro interazione e di stimare le prestazioni stazionarie del propulsore in condizioni off-design.

Il corso si propone di fornire all'allievo le conoscenze necessarie riguardo ai principali motori e propulsori aeronautici. Il corso si addentra nello studio del funzionamento dei turbomotori (turboalberi e turboeliche) e dei principali propulsori a getto (turboreattori semplice e a doppio flusso, autoreattori) mostrando l'incidenza dei principali parametri termofluidodinamici sulle prestazioni, in termini di potenza o spinta e consumi, ed evidenziando il comportamento della macchina al variare delle condizioni di impiego e in risposta ai comandi di regolazione. Vengono inoltre forniti gli elementi base relativi agli endoreattori chimici.

Classificazione e descrizione dei principali propulsori aerospaziali. Analisi critica di concetti fondamentali della propulsione e delle prestazioni. Definizioni di prestazioni di comune impiego. La spinta e il suo costo. Spinta standard, spinta interna, resistenza addizionale e suo recupero sulla carenatura. Principali componenti di propulsori aeronautici. Generalità e prese d’aria subsoniche. Prese d’aria supersoniche a compressione esterna, interna e mista. Combustori. Richiami su compressori, turbine e ugelli propulsivi. Preparazione allo studio del comportamento fuori progetto delle turbomacchine: grandezze adimensionate e corrette; relazioni di congruenza e individuazione dei parametri di regolazione interna. Richiami relativi all’on-design (parametri di progetto e prestazioni) e comportamento in regolazione dei turbomotori e dei turboreattori. Influenza della organizzazione meccanica (disposizione monoalbero o bi/plurialbero). Studio delle prestazioni dei turbomotori e dei turbopropulsori, nel comportamento regolato. Problemi di accoppiamento presa d'aria-propulsore: caso del turboreattore e dell'autoreattore. Metodi per l'aumento temporaneo della spinta. Cenni su transitori ed emissioni. Sistemi secondari. Controllo del propulsore e health monitoring. Certificazione. Introduzione alle nuove frontiere: additive manufacturing, digital and smart fleet. Endoreattori chimici: nozioni di base. Prestazioni e modello di endoreattore ideale. Coefficiente di spinta ed influenza del rapporto di miscela. Endoreattori a propellenti liquidi, endoreattori a propellenti solidi e endoreattori a propellenti ibridi.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... La prova di valutazione è scritta ed è costituita da due parti. La prima parte, per un totale di 21 punti, è costituita da domande a risposta chiusa sugli argomenti di teoria sviluppati nelle lezioni ed esercizi relativi alle esercitazioni svolte. Si ritiene superata al raggiungimento di 12 punti (arrotondamento incluso). La seconda parte, che verrà corretta solo se la prima parte è stata superata con successo, è costituita da domande a risposta aperta sulla parte di teoria e viene valutata fino a 10 punti. Al raggiungimento di 31 punti, coloro che avranno risposto in maniera completa ed esaustiva alle domande aperte, dimostrando quindi una padronanza eccellente della materia, potranno essere oggetto dell'attribuzione della lode in seguito ad approfondita analisi della Commissione.

Appunti e materiale distribuito a lezione Per ulteriori approfondimenti Hill, Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, 2nd Edition , Addison-Wesley, 1992 Mattingly, J.D. et alii, Aircraft Engine Design, 2nd Edition, AIAA Educational Series, AIAA, New York, 2002. Sutton, Biblartz, Rocket Propulsion Elements, Wiley&Sons 2016.

Il corso ha l’obiettivo di sviluppare nell’allievo una mentalità multidisciplinare e critica, attraverso un percorso di apprendimento attraverso il quale l’allievo matura le conoscenze di base (tecniche e trasversali) sui Sistemi Aerospaziali, e sviluppa le capacità di formulazione e risoluzione dei problemi connessi alla loro realizzazione e operatività in un contesto globale. Ci si attende che l’allievo acquisisca le conoscenze relative a: contesto applicativo e tipologie di sistemi (aeronautici, spaziali e infrastrutture di supporto terrestri), caratteristiche tecniche dei sistemi e sottosistemi di bordo e di terra, sia in relazione alle funzioni da svolgere, sia in merito alle tecnologie necessarie per la loro realizzazione, metodi di progettazione e strumenti di dimensionamento dei sistemi aerospaziali, metodologie di valutazione delle diverse soluzioni. Le competenze acquisite costituiscono la base per lo studio di applicazioni di interesse pratico, attraverso le quali l’allievo sviluppa le capacità di: impostazione del problema ingegneristico, ricerca, sviluppo e analisi delle soluzioni, valutazione e scelta della soluzione ottimale nel quadro del contesto globale. Al termine del corso, è importante che l’allievo abbia costruito un solido bagaglio culturale che comprende: • conoscenza delle peculiarità delle missioni aerospaziali, in termini di caratteristiche funzionali, architetturali, e operative; • conoscenza delle diverse tipologie di sistemi aerospaziali, dai velivoli atmosferici (con e senza pilota) a quelli spaziali (abitati e non) sia per missioni in orbita (satelliti, sonde, stazione spaziale) sia per esplorazioni planetarie su superficie (rover e insediamenti permanenti); • conoscenza dell'architettura e degli elementi di supporto per i sistemi primari che svolgono la missione: i sistemi di supporto alla navigazione, le stazioni di controllo remoto, il sistema di supporto logistico; • conoscenza dei sistemi e sottosistemi di bordo in termini funzionali, architetturali e operativi; • conoscenza delle relazioni tra requisiti e vincoli di missione e il sistema che la svolge, e le relazioni a livello sistema/sottosistemi, nell’ottica di sistema integrato; • conoscenza dei metodi di progettazione e dimensionamento dei sottosistemi di bordo e dei link di comunicazione; • conoscenza dei metodi di valutazione e scelta di soluzioni progettuali diverse; • applicazione delle conoscenze a casi di interesse pratico di progettazione di sistemi e sottosistemi aeronautici e spaziali; • estensione delle conoscenze a casi innovativi e soluzioni avanzate, nell’ottica di sviluppo futuro del settore aerospaziale. Le abilità sviluppate nel corso sono funzionali all’inserimento dell’allievo nel contesto professionale, in particolare per supportare le tipiche attività dell’ingegnere sistemista aerospaziale: • impostazione e soluzione di problemi relativi alla progettazione di sistemi e sottosistemi, a livello funzionale e fisico (definizione di architetture e dimensionamento) • sviluppo di analisi di dettaglio su particolari sottosistemi • impostazione e sviluppo di studi di trade-off di soluzioni progettuali • definizione delle logiche decisionali nel contesto applicativo di riferimento Ai fini dell'autonomia di giudizio e delle abilità comunicative, si stimolerà l'allievo chiamandolo a: • svolgere semplici applicazioni progettuali sui sottosistemi in oggetto; • stimare rapidamente gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l'ingegnere si deve attendere nei principali casi di riferimento; • curare la proprietà di linguaggio e conoscere la terminologia tecnica internazionale, in particolare quella inglese.

L’obiettivo principale dell’insegnamento è quello di contribuire alla formazione dell’ingegnere moderno, capace di approfondire le tradizionali discipline tecniche e integrarle in una visione di Sistema chiamato a svolgere importanti funzioni nella società . I Sistemi Aerospaziali moderni sono caratterizzati da un grado di complessità elevato, principalmente imputabile alle molteplici interrelazioni fra gli elementi costituenti il sistema e alla sua collocazione nel quadro dei sistemi ingegneristici globali oltreché alla complessità tecnica dei singoli elementi. Il corso offre un percorso di apprendimento di conoscenze e formazione di abilità nel campo dei Sistemi Aerospaziali, ossia sistemi complessi, tecnologicamente innovativi, integrati nei moderni sistemi dei trasporti e delle comunicazioni, e alla base di avanzati servizi per la società come la navigazione, il monitoraggio del territorio, e l’Internet of Things. Il corso si propone dunque di sviluppare nell’allievo una mentalità multidisciplinare e critica, fornendo le conoscenze e gli strumenti di base sui Sistemi Aerospaziali, e le capacità di formulazione e risoluzione dei problemi connessi alla loro realizzazione e gestione operativa. Le competenze acquisite sono funzionali a supportare e favorire l’inserimento dell’allievo in un contesto professionale di alto profilo, nell’industria e nei centri di ricerca in ambito aerospaziale e nei settori affini.

Introduzione al concetto di Sistema Aerospaziale come integrazione di più sistemi ed elementi. L’Ingegneria Sistemistica come approccio e metodo di progetto e gestione (6 ore). Sistemi Spaziali: introduzione su problematiche e vantaggi legati allo sfruttamento ed esplorazione dello spazio e varie tipologie di sistemi spaziali e loro collocazione all'interno del concetto più ampio di missione spaziale. Delle diverse tipologie di sistemi spaziali si studiano le caratteristiche globali principali, i possibili payload e il dettaglio dei sottosistemi di bordo che costituiscono il bus di servizio, in particolare i sottosistemi di bordo chiamati a svolgere le funzioni di: a) controllo dinamico del veicolo (sistema di determinazione e controllo dell'assetto di un veicolo e sistema di determinazione e controllo dell'orbita); b) generazione, immagazzinamento, regolazione e distribuzione della potenza elettrica; c) controllo e protezione termica, controllo ambientale e supporto alla vita (per sistemi abitati); d) comunicazione; e) gestione dei dati e dei comandi (computer di bordo); f) funzioni strutturali e meccaniche (37,5 ore). Sistemi Aeronautici: presentazione dei differenti ruoli e delle classi dei sistemi aeronautici civili e militari. Introduzione alla metodologia di progetto del sistema avionico esaminando le sue funzionalità , architetture e tipologie di equipaggiamenti al fine di ottenere un dimensionamento preliminare. Descrizione e analisi dell’avionica di base e di missione: esame dei principali sottosistemi avionici e dei principali tipi di apparati approfondendo le funzioni di: a) comunicazione; b) navigazione; c) sorveglianza e identificazione; d) attacco/difesa; e) controllo del volo. Componenti avioniche di terra. Il cockpit come interfaccia uomo/macchina. Integrazione avionica e integrazione globale dei sistemi: aspetti funzionali, software e installativi. Cenni al concetto di Sistema di Sistemi (36 ore).

Modalita di esame: Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;
Exam: Computer-based written test in class using POLITO platform;
... Il livello di preparazione del candidato sarà valutato sulla base del raggiungimento degli obiettivi coerentemente con i risultati di apprendimento attesi, in termini di conoscenza acquisita sul contesto applicativo e sui sistemi oggetto del corso, e di capacità critica e autonoma di elaborazione e applicazione delle conoscenze. Allo studente saranno posti, in forma scritta, 32 quesiti quantitativi e qualitativi inerenti specifici argomenti nell’ambito dell’intero programma svolto. Le domande sono poste nella forma di un quiz a risposta multipla, in cui l’allievo deve indicare la risposta corretta tra le tre possibili risposte proposte. Il punteggio è calcolato come segue: • Risposta esatta = 1 punto • Risposta errata = -0.25 punti • Nessuna risposta = 0 punti Lo svolgimento corretto e completo della prova permette il raggiungimento della lode (voto complessivo > 30.5). La prova è superata se si raggiunge un voto ≥ 17.5/32. La prova ha una durata di 1 ora e 45 minuti. È possibile ritirarsi durante i primi 45 minuti della prova. Durante la prova scritta non si potranno consultare testi, dispense e formulari. Inoltre, non è ammesso portare in aula dispositivi multimediali con accesso al web (ad esempio, smartphone, smartwatch e tablet). È ammesso l’utilizzo della calcolatrice. L’esito della prova viene comunicato agli studenti tramite un avviso sul portale della didattica, tipicamente entro una settimana dallo svolgimento della prova scritta. È possibile visionare il proprio compito, qualunque sia stato l’esito della prova, esclusivamente nella data e luogo comunicati contestualmente alla pubblicazione dei risultati. Per motivi organizzativi, si raccomanda di iscriversi all’esame nei tempi indicati sul portale ufficiale dell’ateneo, e di ritirare la propria iscrizione nel caso in cui non si intenda partecipare all’appello d’esame per cui si è prenotati.

Poiché questo modulo di insegnamento è una particolare sintesi di molti aspetti della sistemistica aerospaziale, è stato sviluppato del materiale didattico apposito che non coincide con un unico testo disponibile sul mercato. Le fonti vengono richiamate laddove applicabile, e vengono consigliati testi per eventuali approfondimenti. La maggior parte del materiale è fornito in lingua inglese. Lezioni: le copie delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all'insegnamento sul portale della didattica. Esercitazioni: i testi dei temi proposti e quanto utile per la soluzione degli stessi vengono messi a disposizione degli studenti sul portale della didattica. Le dispense del corso, a cura dei docenti, sono caricate in forma draft sul portale della didattica prima dell’inizio della lezione di riferimento. Se necessario, i docenti si riservano di aggiornare e sostituire il file caricato, segnalando opportunamente la sostituzione del file sul portale. Le dispense sono fornite in lingua inglese. Riferimenti Systems Engineering: • NASA Systems Engineering Handbook, NASA SP/2007-6105 Rev 1 • Project planning and implementation, ECSS-M-ST-10C_Rev.1 Riferimenti Sistemi Spaziali: • J.R. Wertz, D.F. Everett, J.J. Pushell “Space mission engineering: the new SMAD�, Space Technology Library, 2011 (W.J. Larson, J.R. Wertz “Space mission analysis and design�, third edition, Space Technology Library) • P. Fortescue, J. Stark “Spacecraft Systems Engineering�, published by John Wiley and Sons • W.J. Larson, L.K. Pranke “Human Spaceflight: mission analysis and design�, Space Technology Series, McGraw Hill Riferimenti Sistemi Aeronautici: • Helfrick “Principles of Avionics�, fifth edition, Avionics Communications Inc., 2009 • M. Tooley, D. Wyatt “Aircraft Communications and Navigation Systems�, Elsevier, 2007

Obiettivo dell'dell’insegnamento è sviluppare nell'allievo le basi per poter affrontare in modo critico e autonomo il calcolo di tipici componenti strutturali aerospaziali basato sui metodi analitici classici e sul metodo degli elementi finiti. In particolare, le metodologie fornite consentiranno all'allievo la capacità di effettuare l'analisi del comportamento statico (calcolo dello stato di sollecitazione), dinamico (frequenze di vibrazione) e ai limiti di stabilità (carichi critici e modi di cedimento associati) di elementi monodimensionali, strutture nervate in parete sottile piastre e curve in materiale composito e sandwich, utilizzando tecniche analitiche ed approssimate, in particolare modelli agli elementi finiti utilizzando il codice di calcolo NASTRAN. Attraverso la partecipazione attiva a esercitazioni di laboratorio sperimentale l'allievo acquisirà anche una sensibilità ai problemi connessi con le attività sperimentali e la conoscenza della componentistica indispensabile a realizzare una prova di laboratorio. Alla fine dell'dell’insegnamento l'allievo dovrebbe essere in grado di saper valutare criticamente la adeguatezza degli strumenti di analisi utilizzati, la bontà dei risultati ottenuti, le problematiche inerenti l'effettuazione di semplici prove di laboratorio.

L'obiettivo principale dell'dell’insegnamento è quello di mettere l'allievo in grado di comprendere le principali problematiche inerenti la modellizzazione del comportamento statico, dinamico e a stabilità delle strutture aerospaziali nel loro complesso e di loro componenti primari e secondari; sviluppare capacità di eseguire valutazioni preliminari e di dettaglio di stati di tensione e deformazione utilizzando approcci di complessità crescente. Un ulteriore obiettivo è quello di introdurre l’allievo alle sperimentazione in laboratorio per la caratterizzazione dei materiali e su componenti strutturali.

• Generalità sul progetto e l'analisi di una struttura aeronautica. Compiti dell'analisi strutturale. - Classificazione dei carichi e prescrizioni regolamentari (determinazione dei carichi; criteri di rigidezza, di robustezza e di elasticità ; carichi agenti su una struttura: meccanici e termici; fatica). - Materiali per applicazioni aerospaziali. - Problematiche inerenti la schematizzazione a travi di tipici componenti strutturali (ali, impennaggi, fusoliere) - Richiami sulla teoria a guscio rinforzato secondo lo schema trave e non, inclusi sitemi correttivi. - Teoria della piastra di Kirchhoff, pannelli piani e irrigidite, composit e sandwich. - Studio della stabilità dell'equilibrio elastico di aste, pannelli piani lisci e nervati e sandwich. - Introduzione al metodo degli elementi finiti (FEM). Elementi finiti monodimensionali (asta, barra, trave). Elementi finiti bidimensionali membranali e piastra di Kirchhoff. Elementi finiti shell e solidi. Una parte dell'dell’insegnamento è dedicata alla descrizione delle principali soluzioni costruttive per le strutture aerospaziali. La parte descrittiva dell’insegnamento ha lo scopo di fornire conoscenze sul progetto di componenti strutturali primari e secondari, ad esempio: longheroni, centine, rivestimenti, castelli motori, piloni, attraversamenti ala-fusoliera, ordinate, chiglie, superfici mobili, aperture, carrelli, lanciatori e rispettive soluzioni in composito.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Prova orale facoltativa; Elaborato grafico individuale;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Optional oral exam; Individual graphic design project;
... Criteri, regole e procedure per l'esame Si andrà a verificare la conoscenza adeguata degli aspetti metodologici-operativi insegnati durante l'insegnamento e la capacità di interpretare e descrivere i problemi strutturali. Criteri generali Per il 'CORSO A' l'esame consiste in una prova orale che verte su tutti gli argomenti dell'insegnamento. E' parte dell'esame la discussione degli elaborati sviluppate nelle esercitazioni. Per il 'CORSO B' l’esame consta di una prova scritta (votazione max 30/30) su tutto il programma di lezioni ed esercitazioni (in aula, presso il laboratorio numerico e presso il laboratorio sperimentale). La prova scritta ha durata massima di 2h ed è articolata in: • uno o più esercizi (a seconda della complessità degli stessi), analoghi a quelli visti durante l’insegnamento e relativi all’analisi di travature soggette a carichi statici (per un massimo di 15/30); • una o più domande sugli argomenti di lezione ed esercitazione. Prima della prova scritta per la quale si è prenotata/o, la/il candidata/o deve consegnare le relazioni su tutte le esercitazioni (in aula, presso il laboratorio numerico e presso il laboratorio sperimentale). Durante la prova scritta non è consentito l’uso di materiali/testi/dispense/formulari (salvo diverse indicazioni); è consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile. La/il candidata/o, entro il termine della prova scritta, può decidere se ritirarsi, oppure farsi valutare. L’esame si considera superato se la votazione ottenuta nella prova scritta è almeno pari a 18/30. L’esito negativo della prova scritta comporta la necessità di risostenere l'esame. Coloro che hanno superato la prova scritta con una votazione almeno pari a 21/30, possono chiedere di sostenere, nello stesso appello, anche un colloquio orale. Il colloquio verte sugli argomenti trattati a lezione e a esercitazione e comporta una variazione del voto dello scritto compresa tra -3/30 e +3/30. Al termine del colloquio, viene registrato il voto risultante dalla somma algebrica di quelli ottenuti nella prova scritta e nel colloquio. .

Materiale didattico scaricabile dal sito docente. Traccia delle relazioni di calcolo effettuate durante le esercitazioni numeriche e pratiche. Fotocopie di grafici e tabelle necessari per lo svolgimento delle esercitazioni. Il materiale didattico suggerito copre gran parte degli argomenti trattati nell'insegnamento, ma non tutti. Durante l'insegnamento viene fornito materiale didattico integrativo. Per approfondimenti e ulteriore consultazione T.H.G. Megson, Aircraft Structures, E. Arnold Ed., 1990. R.M. Jones, Mechanics of Composite Materials, McGraw-Hill Kogakusha, Ltd., 1975. G.J. Simitses, An Introduction to Elastic Stability of Structures, Printice-Hall, Inc., 1976. H.D. Curtis, Fundamentals of Aircraft Structural Analysis, WCB/McGraw-Hill, Ltd., 1997. J.N. Reddy, An Introduction to the Finite Element Method, McGraw-Hill Book Company, Ltd., 1984. Carrera E., Fondamenti sul calcolo delle strutture a guscio rinforzato per veicoli aerospaziali. Levrotto & Bella, Torino, 2011. Carrera E., Cinefra M,Petrolo M., Zappino E., Finite Element Analysis of Structures through Uni ed Formulation. John Wiley & Sons,2014. Carrera E., Fazzolari F.A., Cinefra M., Thermal Stress Analysis of Composite Beams, Plates and Shells: Computational Modeling and Applications, Academic Press, 2016 Di

Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi)Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: - identificare la tipologia di modello più adatto per il problema in esame - determinare quante e quali condizioni al contorno sono necessarie - scegliere il metodo numerico di simulazione più appropriato - stabilire il tipo di griglia di calcolo necessario e valutarne la qualità - valutare in maniera critica i risultati ottenuti anche mediante degli indicatori quantitativiFluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica delle turbomacchine)Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: - riconoscere gli elementi e i fenomeni caratterizzanti i flussi in sistemi di compressione/espansione di una turbomacchina - condurre studi analitici su flussi in schiere a bassa velocità - valutare le prestazioni di uno stadio di compressore o turbina assiale - eseguire un progetto di massima di un compressore pluristadio - condurre analisi delle prestazioni e modalità di funzionamento di compressori supersonici

Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi)L'insegnamento è focalizzato sulla simulazione numerica del flusso all'interno dei sistemi propulsivi aerospaziali. Formalmente strutturato in lezioni ed esercitazioni, esso è organizzato in maniera da far acquisire agli allievi i fondamenti delle tecniche di calcolo di campi fluidodinamici per mezzo di immediate applicazioni numeriche delle nozioni teoriche impartite. Durante le esercitazioni gli studenti svilupperanno un codice di calcolo CFD atto a risolvere le equazioni di Eulero che applicheranno a problemi fluidodinamici di interesse propulsivo in maniera da acquisire esperienza e capacità critiche di valutazione dei risultati. In seguito effettueranno delle esperienze di simulazione di flussi turbolenti con approccio RANS mediante software commerciale andando a confrontare i risultati ottenuti con i due approcci e valutando eventuali discrepanze rispetto ai dati sperimentali disponibili in letteratura. Infine verrà impostato un problema di ottimizzazione di forma multiobiettivo di interesse propulsionistico.Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica delle turbomacchine)Il corso fornisce strumenti teorici e computazionali di base per l'analisi e il progetto di turbomacchine. Oggetto principale è lo studio del flusso attraverso schiere palettate, affrontato con diversi strumenti, che vanno dai bilanci di massa, energia e quantità di moto attraverso superfici di controllo, allo studio analitico, alle correlazioni di dati empirici, alle tecniche numeriche. La trattazione è specificatamente rivolta al complesso delle turbomacchine, con un focus sia sui compressori che sulle turbine. Particolare attenzione viene posta allo studio del compressore assiale, sia in campo subsonico che supersonico, in quanto macchina esemplare per le problematiche fluidodinamiche, aeroelastiche e di instabilità di funzionamento che lo caratterizzano e che vengono esaltate dal progetto aggressivo dei moderni propulsori aerospaziali. Le tecniche analitiche e numeriche trattate vengono altresi declinate in applicazioni a flussi interni diversi, quali ad es le prese ipersoniche e gli ugelli avanzati.

Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi)- Richiami di fluidodinamica del flusso comprimibile,viscoso e reagente. - Equazioni alle derivate parziali iperboliche, paraboliche ed ellittiche: implicazioni fisiche e numeriche. - Metodi alle differenze finite, metodi ai volumi finiti, metodi agli elementi finiti. - Integrazione nel tempo con tecniche esplicite e implicite. - Generazione di griglie di calcolo. - Modelli RANS/LES per flussi turbolenti. - Cenni di combustione - Metodi per lo studio dell'interazione statore-rotore nelle turbomacchine - Simulazione di getti propulsivi in ambiente rarefatto - Valutazione critica dei risultati numerici. - Introduzione all'ottimizzazione di forma.Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica delle turbomacchine)- Richiami sulle equazioni del moto di un fluido in formulazionei Euleriana e Lagrangiana. Sistemi di riferimento. - flusso bidimensionale su schiera di palette. Soluzione analitica per flusso potenziale. - Teoria impulsiva: forze agenti su una schiera di profili. - Caratteristiche sperimentali di schiere. Il fenomeno dello stallo. La correlazione di Howell: Problemi di analisi e di progetto. Dati sperimentali NACA. Effetti legati alla comprimibilità : Mach critico, Mach massimo, choking, loro dipendenza dall'incidenza. - Stadio di compressore assiale: fattore di carico, coefficiente di portata, grado di reazione. Triangoli di velocità Evoluzione termodinamica di un gas attraverso uno stadio di compressore assiale. Effetto del grado di reazione sullo stallo in bassa e alta velocità . - Studio quasi-3D -Equilibrio radiale: problema di progetto e di analisi. Criteri di svergolamento. Flussi secondari. Stallo rotante, pompaggio. - Stadio di turbina assiale. Fattore di carico, coefficiente di portata, grado di reazione. Evoluzione termodinamica di un gas attraverso uno stadio di turbina assiale. Effetto del grado di reazione. - Compressori supersonici. Schiere investite da correnti supersoniche. Urti ed espansioni su bordi d'attacco e di uscita. - Correnti supersoniche assialmente subsoniche: l'incidenza unica.

Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica delle turbomacchine)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato grafico individuale;
Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi)Exam: Compulsory oral exam; Group essay; Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica delle turbomacchine)Exam: Compulsory oral exam; Individual graphic design project;
... Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi)L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo alla simulazione numerica di flussi nell'ambito della propulsione aerospaziale. L'esame consiste in una prova orale della durata di circa mezz'ora in cui verranno discussi due argomenti di teoria (ogni argomento vale massimo 10 punti) e si chiederà allo studente di illustrare e spiegare il contenuto della relazione relativa alle esercitazioni (massimo 10 punti). Nella discussione della parte teorica si verificherà la comprensione degli schemi numerici discussi a lezione e la comprensione delle proprietà (e delle limitazioni) dei modelli fisici discussi durante il corso. Nella discussione della relazione relative alle esercitazioni si verificherà la capacità di valutare in maniera critica i risultati di una simulazione CFD e la comprensione delle procedure utilizzate per ottenerli. La relazione deve essere presentata all'esame per essere discussa e può essere svolta in gruppo: il contributo del singolo studente verrà valutato in base alla sua capacità di rispondere ai quesiti relativi al lavoro svolto. Il voto relativo al corso congiunto di "Fluidodinamica delle turbomacchine" e "Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi" è ottenuto mediante media aritmetica dei voti dei due moduli. Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica delle turbomacchine)L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria e i relativi metodi di calcolo alla soluzione di esercizi. L'esame è orale, consiste in alcune domande poste ad ogni candidato, sviluppate attraverso la discussione di argomenti affrontati durante le lezioni e/o le esercitazioni e ha una durata di circa mezz'ora. Le esercitazioni svolte dallo studente sono parte integrante della valutazione e vanno depositate nella forma di report tecnico nella sezione ELABORATI del portale della didattica entro il giorno dell'appello. Tale report, unitamente alla sua discussione di una o più parti in sede di orale, concorre alla formazione di un terzo del voto finale.

Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi)- J. Blazek. Computational Fluid Dynamics: Principles and Applications, Butterworth-Heinemann (2015) - R.J. LeVeque, Numerical Methods for Conservation Laws, Birkhauser -M.J. Zucrow,J.D. Hoffman: Gas Dynamics, John Wiley & Sons -C. Hirsch: Numerical Computation of internal and external flows, John Wiley & SonsFluidodinamica computazionale dei sistemi propulsivi/Fluidodinamica delle turbomacchine (Fluidodinamica delle turbomacchine)- Appunti e materiale didattico verranno forniti dai docenti durante il corso. - J. H. Horlock, Axial FlowCompressors, Butterworths Sc. Pubbl. London - J. H. Horlock, Axial Flow Turbines, Butterworths Sc. Pubbl. London - M.H.Vavra, Aero- thermodynamics and flow in turbomachines - Wiley, New York. - C. Hirsch: Numerical Copmutation of internal and external flows, John Wiley & Sons - M.J. Zucrow,J.D. Hoffman: Gas Dynamics, John Wiley & Sons

Meccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Meccanica del volo spaziale)Ci si aspetta che gli studenti acquisiscano conoscenze teoriche e pratiche sui problemi trattati con particolare attenzione ai risvolti ingegneristici della materia. Gli studenti dovrebbero inoltre acquisire la capacità di simulare missioni storiche utilizzando strumenti di progettazione normalmente utilizzati in ambiente industriale (Matlab, Simulink)Meccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Strutture per veicoli spaziali)Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di: • Conoscere e comprendere la classificazione delle strutture spaziali, dei materiali di cui queste sono composte e dei i carichi derivanti dall’ambiente spaziale; • Conoscere e comprendere i modelli matematici per studiare strutture soggette a carichi meccanici e multi-campo, in regime statico e dinamico, lineare e non lineare; • Conoscere e comprendere gli strumenti di calcolo per la verifica di un veicolo spaziale; • Applicare le conoscenze acquisite per affrontare un problema di progetto della struttura spaziale e dei suoi elementi.

Meccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Meccanica del volo spaziale)Il corso intende fornire agli allievi gli strumenti per comprendere i principali problemi della meccanica del volo spaziale. Ampia parte del corso è dedicata ai fondamenti dell'astrodinamica, con cenni alla meccanica celeste e con particolare attenzione al problema dei due corpi. Verranno inoltre fornite le nozioni di base per il progetto di missioni interplanetarie, con cenni a tutte le fasi della missione come lancio, messa in orbita, cambio di traiettoria, rientro a terra o cattura. Infine verranno trattati i problemi fondamentali legati alla dinamica del volo del satellite inteso come corpo rigido. Verranno svolte esercitazioni pratiche sul calcolo dei parametri orbitali, sulla stima delle perturbazioni orbitali, sul progetto di manovre per la modifica dei parametri orbitali, sul progetto delle manovre lunari e interplanetarie.Meccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Strutture per veicoli spaziali)Una missione spaziale impiega una grande varietà di strutture, dai massicci supporti motore collocati all’interno del corpo di un lanciatore a razzo ai delicati pannelli sandwich che compongono le vele solari o le scatole protettive che ospitano l’elettronica, le batterie e la strumentazione. Il compito delle strutture è garantire il successo della missione e proteggere i sistemi dai carichi durante le operazioni a terra e in orbita, durante il lancio e il dispiegamento senza subire rotture, collassi o distorsioni eccessive che possano ad esempio compromettere la funzionalità delle antenne e dei sensori. In questo contesto, l’insegnamento di Strutture per Veicoli spaziali intende fornire metodologie di calcolo analitico e della meccanica computazionale utilizzate in campo spaziale. Ampia parte dell'insegnamento è dedicata allo studio di modelli matematici per la caratterizzazione delle strutture spaziali soggette a carichi meccanici e di campo, statici e dinamici. Verranno approfonditi i problemi non-lineari del calcolo strutturale, con particolare attenzione alle strutture dispiegabili e gonfiabili. Infine, si forniranno elementi di calcolo per l’analisi dinamica multi-corpo di meccanismi e veicoli spaziali.

Meccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Meccanica del volo spaziale)Elementi di meccanica celeste: • introduzione al sistema solare • leggi di Keplero, leggi di Newton, legge di gravitazione universale • cenno al problema degli n corpi, problema dei due corpi, equazioni del moto relativo • caratteristiche del campo gravitazionale: conservazione dell'energia meccanica e del momento della quantità di moto, velocità ed accelerazioni • equazione della traiettoria, equazione polare della sezione di conica, similarità tra l'equazione della traiettoria e l'equazione della conica: geometria delle coniche • legame tra energia e momento della quantità di moto e la geometria dell'orbita, problema tempo, velocità cosmiche. Sistemi di riferimento: • sistema eliocentrico • sistema geocentrico • parametri orbitali • sfera celeste: sistema di ascensione retta-declinazione • determinazione dei parametri orbitali a partire da r e v • sistema perifocale • cambio del sistema di riferimento • traccia dell'orbita a terra e cono di visibilità Satelliti artificiali: • orbite geostazionarie, eliosincrone e molnya • perturbazioni e correzioni orbitali • manovre obitali nel piano • manovre orbitali fuori dal piano Traiettorie lunari: • Il problema dei tre corpi ristretto, punti di librazione e superficie di Hill Traiettorie interplanetarie: • approssimazione patch-conics: fase eliocentrica, finestra di lancio, arrivo al pianeta target con cattura e flyby Meccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Strutture per veicoli spaziali)L’insegnamento è organizzato in 3 moduli: Modulo I (20h) - Introduzione al progetto di strutture e ai meccanismi spaziali. Cenni all’ambiente spaziale e ai carichi tipici al lancio ed in orbita (es. carichi termici, acustici, carichi da decompressione, etc.). Elementi di dinamica. Frequenze naturali e modi propri di vibrare. Metodi di sovrapposizione modale. Masse modali effettive. Metodo di condensazione statica (Guyan). Metodo di Craig-Bampton e sub-structuring dinamico. Risposta a vibrazioni randomiche e risposta a carichi acustici. Modulo II (25h) - Introduzione ai sistemi continui e agli elementi finiti per analisi statiche e dinamiche. Formulazione dell’elemento finito 1D/2D, approfondimento su piastre e gusci; applicazione ai laminati. Risposta elastica ai carichi termici. Problemi non lineari nelle strutture spaziali. Non-linearità fisiche, geometriche e di contorno. Il tensore di deformazione di Green-Lagrange e formulazione dell’elemento finito geometrico non-lineare. Cenni a metodi tipo Newton-Raphson e path-following per la risoluzione di problemi non-lineari. Strutture spaziali dispiegabili (tape springs, TRAC booms, etc.). Modulo III (15h) - Meccanica dei corpi rigidi. Equazioni cinematiche e dinamica dei corpi rigidi. Corpi deformabili nell’analisi multi-corpo dei meccanismi spaziali. Meccanismi di dispiegamento. Strutture inflatable manned/unmanned.

E' possibile sostenere l?esame in anticipo rispetto all?acquisizione della frequenza

Meccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Meccanica del volo spaziale)Testi di riferimento: • Roger R. Bate, Donald D. Mueller, Jerry E. White, Fundamental of Astrodynamics, Dover Publications, Inc. New York, 1971 • Marshall H. Kaplan, Modern Spacecraft Dynamics & Control, John Wiley & Sons, 1976 • J.W. Cornelisse H.F.R. Schoyer & K.F. Wakker, Rocket Propulsion and Spaceflight Dynamics B. Pitman Publishing LtdMeccanica del volo spaziale/Strutture per veicoli spaziali (Strutture per veicoli spaziali)Non sono richieste nozioni aggiuntive a quanto detto a lezione. Alcuni argomenti possono essere approfonditi nei seguenti testi: • E. Carrera, M. Cinefra, A. Pagani “Fondamenti di Teoria dell’Elasticità e delle Strutture�, AIDAA Educational Series. • T.P. Sarafin, “Spacecraft Structures and Mechanisms�, Space Technology Library. • J.J. Wijker, “Spacecraft Structures�, Springer.

Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di: • comprendere e descrivere il ruolo della modellazione, della simulazione numerica e della sperimentazione nelle diverse fasi del processo di progettazione e sviluppo di un sistema aerospaziale, riconoscendone le reciproche relazioni e complementarità ; • formulare modelli matematici a parametri concentrati, anche non lineari, di componenti e sottosistemi di interesse aerospaziale, individuando le principali ipotesi semplificative e i fenomeni fisici rilevanti; • implementare e utilizzare modelli numerici di simulazione per analizzare il comportamento dinamico di sistemi e sottosistemi, interpretandone criticamente i risultati; • integrare modelli di componenti e sottosistemi, anche appartenenti a domini fisici differenti, per costruire modelli multidisciplinari di maggiore complessità ; • confrontare i risultati della simulazione con dati sperimentali, utilizzando tale confronto per valutare, affinare e validare i modelli sviluppati; • interagire con semplici banchi sperimentali, predisponendo ed eseguendo prove di laboratorio, acquisendo i dati significativi e interpretandone i risultati; • valutare criticamente le potenzialità , le ipotesi e i limiti degli strumenti di modellazione, simulazione e sperimentazione utilizzati nell’ingegneria dei sistemi aerospaziali. Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Simulazione del volo)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI Capacità di comprendere, nell’ambito dell’attività di progettazione sistemistica, il ruolo e l’importanza della modellazione, della simulazione e della sperimentazione. Capacità di definire modelli non lineari di parti di un sistema. Capacità di integrare singoli modelli, di livello gerarchico inferiore, a costituire un modello multidisciplinare più complesso. Capacità di interfacciarsi con un semplice banco sperimentale ed effettuare prove di laboratorio. SIMULAZIONE DEL VOLO Capacità di utilizzo di tecniche di programmazione e di applicazione dei concetti acquisiti nei corsi di Meccanica del Volo.

Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI Nell’ambito dell’orientamento Aeromeccanica e Sistemi, l’insegnamento si propone di fornire agli studenti strumenti metodologici e operativi per l’analisi e lo sviluppo di sistemi aerospaziali complessi, con particolare riferimento alla modellazione numerica, alla simulazione e alla sperimentazione. Questi tre strumenti saranno presentati come elementi tra loro complementari del processo di progettazione sistemistica. A partire dalla definizione concettuale del sistema, verrà illustrato il percorso che conduce alla costruzione del modello matematico, alla simulazione del suo comportamento dinamico e, attraverso il confronto con dati sperimentali, alla verifica, all’affinamento e alla validazione dei modelli sviluppati. L’obiettivo è fornire allo studente una visione integrata del ruolo svolto dalla modellazione, dalla simulazione e dalla sperimentazione nelle diverse fasi del ciclo di sviluppo di un sistema aerospaziale. Particolare attenzione sarà dedicata alla costruzione di modelli numerici a parametri concentrati, anche non lineari, e alla loro applicazione allo studio di sistemi di bordo. Come ambito applicativo principale saranno considerati gli azionamenti dei sistemi di comando di volo primari dei velivoli moderni, che consentono di affrontare in modo integrato aspetti meccanici, elettrici, elettronici e di controllo. L’insegnamento introdurrà inoltre il ruolo della modellazione e della simulazione nell’ambito delle moderne metodologie di progettazione multidisciplinare e integrata, con cenni agli approcci di Multidisciplinary System Design Optimization (MSDO) e Simultaneous Engineering (SE). L’approccio didattico affiancherà alla trattazione teorica attività applicative, di simulazione numerica e sperimentali, allo scopo di favorire una comprensione critica delle potenzialità , delle ipotesi e dei limiti dei diversi strumenti di modellazione, di simulazione e di sperimentazione impiegati nell’ingegneria dei sistemi aerospaziali. Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Simulazione del volo)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI Nell’ambito dell’orientamento "aeromeccanica e sistemi" si ritiene opportuno far acquisire allo studente i rudimenti di alcuni strumenti essenziali per il progetto; in particolare, l’insegnamento si focalizzerà i) sulla metodologia generale per la costruzione di modelli numerici (principalmente non lineari a parametri concentrati) di alcuni sistemi aerospaziali, ii) sulle tecniche di simulazione e iii) sull’uso della sperimentazione ai fini dell’affinamento e della validazione dei due precedenti punti. L’impiego di questi tre strumenti, nelle diverse fasi dello sviluppo di un sistema, verrà anzitutto inquadrato nel flusso globale della progettazione sistemistica, evidenziando la successione logica secondo cui il nuovo prodotto, a valle della definizione concettuale, viene prima modellato, poi simulato e, in parallelo, trasformato in prototipo essendo, in ultimo, sperimentato. Per i tre strumenti si forniranno esempi di applicazione principalmente inerenti ai dispositivi di azionamento dei comandi di volo primari dei velivoli moderni; contestualmente si vedranno, ovviamente a livello di concetto, le tipologie, le entità di risorse e le conoscenze richieste per applicare detti strumenti. Infine, verranno dati cenni relativi alle tecniche di integrazione dei modelli in relazione alle metodologie di ottimizzazione multidisciplinare del progetto (MSDO – Multidisciplinary System Design Optimization) e di progetto integrato simultaneo (SE – Simultaneous Engineering). Il processo di apprendimento si baserà su esercitazioni applicative e di laboratorio in cui si richiederà un attivo coinvolgimento degli studenti, per rendere consapevoli delle potenzialità , ma anche dei limiti, degli strumenti a loro presentati, acuendo in tal modo le loro capacità critiche. SIMULAZIONE DEL VOLO L'insegnamento introduce il concetto di simulazione del volo, fornendo gli elementi essenziali per la progettazione, lo sviluppo e l’utilizzo del simulatore di volo sia dal punto di vista progetto del velivolo sia da quello della verifica delle prestazioni, delle qualità di volo e l'addestramento dei piloti.

Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI LEZIONI - PARTE GENERALE • Cenni alla teoria dei modelli. • Processo di progettazione sistemistica e ruolo svolto dagli strumenti di modellazione, simulazione e sperimentazione; definizione dei requisiti di progetto e di prova di un sistema. • Concetti generali sulla modellazione dinamica, sulla conseguente simulazione e sui relativi impieghi. • Concezione generale di un programma di simulazione dinamica a partire dai modelli multidisciplinari dei sottosistemi; confronto e discussione ragionata di modelli di sistemi basati su approcci diversi. Valutazione comparata fra modelli dinamici, a gradi di complessità e tipologie diversi, riferiti a un medesimo componente o sistema. Applicazioni significative nei sistemi dinamici aerospaziali. • Strumenti informatici e tecniche di simulazione. Analisi delle problematiche numeriche nella simulazione. • Cenni alle tecniche di progettazione multidisciplinare integrata (concurrent e simultaneous engineering) e alle tecniche di ottimizzazione multidisciplinare. • Concetti generali sull’attività sperimentale e sulle diverse tipologie di prove. LEZIONI - PARTE APPLICATIVA • Analisi dei comandi di volo, con particolare riferimento ai comandi primari di tipo fly-by-wire con attuatori EHA ed EMA. Principali componenti considerati: 1) componenti meccanici: motori in corrente continua, pompe idrauliche a cilindrata variabile, viti a circolazione di sfere/rulli, attuatori idraulici, superfici mobili del velivolo; 2) organi di regolazione e controllo: servovalvole oleodinamiche, sensori, logiche per il controllo della posizione. Per ciascun componente saranno sviluppati più modelli, con livelli di complessità e di ordine crescenti, che includono anche le principali non linearità (giochi, attrito secco, isteresi, saturazioni, ecc.). • Analisi dettagliata delle servovalvole elettroidrauliche a due stadi (flapper-nozzle, jet-pipe, jet-deflector): principio di funzionamento e analogie tra le diverse architetture; descrizione del comportamento dinamico tipico nell'interazione tra i due stadi; considerazioni sulle tempistiche tipiche e sulle conseguenti ipotesi semplificative adottabili. ESERCITAZIONI DI CALCOLO • Modellazione numerica di sistemi dinamici elementari (termici e meccanici) con diversi livelli di complessità . • Modellazione di nonlinearità (giochi e finecorsa meccanici, saturazioni, attriti, ecc.). • Modello dinamico di macchine elettriche e di semplici servomeccanismi elettromeccanici (EMA). • Modello dinamico elettro-fluido-meccanico complessivo della servovalvola in formulazione di quarto e di terzo ordine; possibili semplificazioni di primo ordine e istantanee, pregi e difetti comparati. Gruppo di attuazione degli ipersostentatori: layout a motore idraulico + trasmissione a barre di torsione fail-safe + attuatori finali e freni. • Modello dinamico elettro-fluido-meccanico completo di servovalvola e martinetto per servoposizione: formulazioni di ordine 6 e 5; semplificazioni di ordine 3 e 2; pregi e difetti comparati. • Integrazione dei suddetti modelli in un sistema di azionamento completo. • Analisi parametrica del comportamento dei modelli mediante simulazione. Definizione delle cifre di merito per valutare il raggiungimento dei requisiti di progetto. • Definizione di un piano di prove sperimentali da implementare su un banco di prova (cenni). • Simulazione di logiche di diagnostica, di gestione del guasto e di tolleranza al guasto. ESERCITAZIONI DI LABORATORIO • Banco didattico attuatori elettroidraulici (3,0 h). • Banco didattico-sperimentale attuatori elettromeccanici (1,5 h). • Introduzione ai sensori ottici FBG e loro impiego in campo aerospaziale (1,5 h). Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Simulazione del volo)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI Parte generale Cenni alla teoria dei modelli. Processo di progettazione sistemistica e ruolo in esso ricoperto dagli strumenti costituiti da modellazione, simulazione e sperimentazione; definizione dei requisiti di progetto e dei requisiti di prova di un sistema. Concetti generali sulla modellazione dinamica, sulla conseguente simulazione e sui suoi impieghi. Concezione generale di un programma di simulazione dinamica a partire dai modelli multidisciplinari dei sottosistemi; comparazione e discussione ragionata di modelli di sistemi basati su differenti approcci. Valutazione comparata fra modelli dinamici, a differente grado di complessità e tipologia, riferiti a un medesimo componente o sistema. Applicazioni significative nei sistemi dinamici aerospaziali. Strumenti informatici e tecniche per la simulazione. Analisi delle problematiche numeriche nella simulazione. Cenni alle tecniche di progettazione multidisciplinare integrata: concurrent e simultaneous engineering. Cenni alle tecniche di ottimizzazione multisciplinare. Concetti generali sull’attività sperimentale e varie tipologie di prove. Calibrazione e valutazione. Definizione di un piano degli esperimenti. Strumenti per la sperimentazione e loro integrazione. Parte applicativa Analisi dei comandi di volo, con particolare riferimento ai comandi primari di tipologia fly-by-wire con attuatori EHA e EMA. Componenti loro modellazione; 1) componenti meccanici: motori in corrente continua, pompe idrauliche a cilindrata variabile, viti a circolazione di sfere/rulli, attuatori idraulici, superfici mobili del velivolo, 2) organi di regolazione e controllo: servovalvole oleodinaniche, sensori, logiche per il controllo della posizione. Per ciascun componente sono sviluppati più modelli, con livello di complessità e ordine crescenti, comprendenti anche le principali non linearità (giochi, attrito secco, isteresi, saturazioni, ecc..). Modello dinamico elettro-fluido-meccanico complessivo servovalvola in formulazione di quarto e terzo ordine; possibili semplificazioni di primo ordine e istantanea, pregi e difetti comparati. Gruppo di attuazione ipersostentatori: layout a motore idraulico + trasmissione a barre di torsione fail-safe + attuatori finali e freni. Modello dinamico elettro-fluido-meccanico completo di servovalvola + martinetto per servoposizione: formulazioni di ordine 6 e 5; semplificazioni di ordine 3 e 2, pregi e difetti comparati. Servovalvole elettroidrauliche a due stadi: cassetto come secondo stadio; pilotaggi di primo stadio, tipi, flapper-nozzle, jet-pipe, jet-deflector. Principio di funzionamento jet-pipe e analogie con altri tipi, descrizione di tipico comportamento dinamico nell'interazione tra i due stadi, considerazioni su tempistiche tipiche e conseguenti adottabili ipotesi semplificative. Integrazione dei succitati modelli in un sistema di azionamento completo. Analisi parametrica del comportamento dei modelli tramite uso della simulazione. Definizione di cifre di merito per valutare il raggiungimento dei requisiti di progetto. Definizione di un piano di prove sperimentali da implementare su banco sperimentale. Simulazione di logiche di diagnostica, di gestione del guasto e di tolleranza al guasto. Impostazione di un semplice caso di ottimizzazione multidisciplinare su un caso riguardante i comandi di volo di un velivolo. SIMULAZIONE DEL VOLO Introduzione sulla simulazione. Cenni storici. Classificazione dei simulatori di volo. Il simulatore come strumento per lo sviluppo del progetto. Il simulatore per l’addestramento. La simulazione in volo. Aspetti del progetto dei simulatori di volo. Definizione dei vari step di simulazione, inclusa la simulazione processor-in-the loop e hardware-in-the loop. Definizione del modello matematico del velivolo. Sistemi di riferimento e trasformazioni di coordinate. Cenni sulla dinamica del velivolo rigido, estesa anche al volo in alta incidenza. Equazioni del moto e loro linearizzazione. Metodologie di integrazione delle equazioni del moto. Costruzione dei database aerodinamici. Modelli matematici del velivolo (ala fissa) finalizzati alla simulazione del volo. Risposta ai comandi. Dominio del tempo e della frequenza. Simulatori per droni ad ala fissa e multirotorici: modelli lineari, nonlineari e sviluppo dei vari elementi del simulatore. Metodi di identificazione dei parametri di un sistema. Criteri di realizzazione di un simulatore. Linguaggi ed ambienti di programmazione. Descrizione software e hardware di simulazione. Concetto di scenario sintetico, in particolare della realtà virtuale. Ambiente ROS e Gazebo: definizione e applicazione per sistemi robotici. Simulation in the loop e autopiloti di droni. Ambiente ROS e Python: definizione e applicazione ad un robot da terra. Simulatori open-loop e closed-loop. Simulatori di progetto e di ricerca: differenze tra i simulatori in ambiente di ricerca-universitario e in ambito industriale.

Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Simulazione del volo)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato progettuale individuale;
Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali)Exam: Compulsory oral exam; Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Simulazione del volo)Exam: Written test; Individual project;
... Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI L’esame consiste in una prova orale obbligatoria, finalizzata ad accertare il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi dell’insegnamento. La prova verte sull’intero programma e mira a verificare sia la conoscenza e la comprensione degli aspetti teorici e metodologici trattati durante le lezioni, sia la capacità di applicare tali conoscenze all’analisi e alla soluzione di problemi ingegneristici, con particolare riferimento ai sistemi di comando di volo primari e, più in generale, agli azionamenti. Una parte della prova è dedicata alla discussione delle esercitazioni svolte durante l’insegnamento, comprese le attività di simulazione numerica al calcolatore e le esperienze di laboratorio. Lo studente dovrà essere in grado di illustrare le metodologie adottate, motivare le scelte effettuate, interpretare criticamente i risultati ottenuti e collegarli ai principi teorici affrontati nelle lezioni. Nel corso della prova orale potrà inoltre essere richiesta la risoluzione per iscritto di brevi esercizi o problemi, di natura teorica o applicativa, analoghi a quelli affrontati durante le esercitazioni al calcolatore e le attività di laboratorio. Tali esercizi costituiscono parte integrante della prova orale e sono finalizzati a verificare la capacità dello studente di impostare correttamente un problema, individuare le ipotesi e i modelli appropriati e svilupparne la soluzione. La valutazione complessiva terrà conto della correttezza e completezza delle conoscenze, della capacità di applicarle a problemi non puramente mnemonici, della capacità di integrare aspetti appartenenti a discipline diverse, della qualità dell’analisi e dell’interpretazione dei risultati, nonché della chiarezza, precisione e proprietà di linguaggio nell’esposizione. Il superamento dell’esame richiede il conseguimento di una valutazione pari ad almeno 18/30. I voti più elevati saranno attribuiti agli studenti che dimostrino piena padronanza degli argomenti, autonomia nell’impostazione e nella discussione dei problemi e capacità di stabilire collegamenti critici tra i diversi contenuti dell’insegnamento. La lode potrà essere attribuita in presenza di una preparazione particolarmente completa e approfondita, accompagnata da elevata capacità di analisi, autonomia di ragionamento e particolare chiarezza espositiva. N.B. Il voto finale unico del corso integrato "01PETXA - Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo� è determinato sulla base dei voti conseguiti nei due moduli in cui si articola l’insegnamento. In particolare, il voto finale corrisponde alla media aritmetica dei due voti parziali, arrotondata all’intero più vicino. L’esame si intende superato esclusivamente qualora, in entrambi i moduli, sia stata conseguita una valutazione non inferiore a 18/30. L’attribuzione della lode è possibile esclusivamente nel caso in cui, in entrambi i moduli, sia stata conseguita una valutazione pari a 30 e lode. Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Simulazione del volo)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI L’esame, orale, verterà su tutti gli argomenti dell'insegnamento e, in particolare, sulla esposizione delle relazioni delle esercitazioni. La presentazione in sede d’esame delle relazioni di tutte le esercitazioni, in copia personale, è condizione necessaria per accedere all’esame stesso; parte della valutazione sarà basata sulla corretta comprensione del significato e sulla chiarezza e l’ordine di dette relazioni. SIMULAZIONE DEL VOLO Il superamento dell’esame per il corso 02IIQMT - Simulazione del volo prevede quanto segue: • Preparazione di un rapporto tecnico relativo al simulatore A320. Questo documento dovrà essere consegnato COMPLETO entro l’ultima lezione del corso. La valutazione del risultato prodotto sarà collettiva (max 2/30). • Preparazione di una relazione di progetto relativa allo sviluppo di un simulatore. Lo stile editoriale deve essere quello di un “tutorial� ovvero di una guida ragionata all’utilizzo del programma (con esempi e risultati tipici). Questo documento dovrà essere consegnato COMPLETO entro due giorni prima (48h) dell’appello in cui si risulta iscritti. Il progetto dovrà essere svolto in forma individuale e riportare tutto quanto ritenuto essenziale per descrivere la soluzione implementativa adottata. La valutazione del risultato prodotto sarà individuale (max 14/30). • Redazione in aula di un elaborato scritto in risposta (forma aperta) ad una serie di quesiti tecnici specifici. La prova scritta dura 2 ore. La valutazione del risultato prodotto sarà individuale (max 16/30).

Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI Testi di riferimento per il corso: a) Dispense fornite a cura del docente. Per approfondimenti e ulteriore consultazione: a) Dean C. Karnopp, Donald L. Margolis, Ronald C. Rosenberg, "System Dynamics: Modeling and Simulation of Mechatronic Systems", 4th Edition Wiley, 2006. b) MIL-STD-810G Department of Defense Test Method Standard for Environmental Engineering Considerations and Laboratory Tests. c) Garret N. Vanderplaats, "Numerical Optimization Techniques for Engineering Design", ISBN 0-944956-01-7, 3rd Edition, Vanderplaats Research & Development Inc., 2001. Modellazione, simulazione e sperimentazione dei sistemi aerospaziali/Simulazione del volo (Simulazione del volo)MODELLAZIONE, SIMULAZIONE E SPERIMENTAZIONE DEI SISTEMI AEROSPAZIALI Testi di riferimento: a) Dispense fornite a cura del docente. Per approfondimenti e ulteriore consultazione: a) Dean C. Karnopp, Donald L. Margolis, Ronald C. Rosenberg, "System Dynamics: Modeling and Simulation of Mechatronic Systems", 4th Edition Wiley, 2006. b) MIL-STD-810G Department of Defense Test Method Standard for Environmental Engineering Considerations and Laboratory Tests. c) Garret N. Vanderplaats, "Numerical Optimization Techniques for Engineering Design", ISBN 0-944956-01-7, 3rd Edition, Vanderplaats Research & Development Inc., 2001. SIMULAZIONE DEL VOLO Si utilizza materiale didattico apposito che non coincide con testi disponibili. A questi si fa comunque esplicito riferimento nel materiale fornito, dove vengono consigliati alcuni testi per gli approfondimenti. Le dispense (in parte in inglese), gli stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione agli studenti iscritti all’insegnamento sul portale della didattica.

Capacità di eseguire delle analisi teoriche e numeriche, di tipo interdisciplinare, sulle varie scienze costituenti il progetto di un veicolo aerospaziale.

Il corso si propone di presentare agli allievi, in una visione interdisciplinare, le problematiche della progettazione dei veicoli aerospaziali sintetizzando le conoscenze acquisite nei corsi di aerodinamica, meccanica del volo, sistemi, strutture aerospaziali, motori per aeromobili. Fra le applicazioni maggiore rilevo sarà dato al progetto velivolo commerciale subsonico. Gli studenti saranno messi in grado di utilizzare il software maggiormente in uso nell’industria aerospaziale quali i mezzi di disegno 3D e di calcolo sia teorico che numerico per il progetto di un veicolo aerospaziale (Nastran, etc.). Si approfondiranno inoltre alcuni temi delle strutture aerospaziali ed in particolare il loro progetto a fatica.

Rassegna dei veicoli spaziali. Scenario delle prospettive dello spazio; esplorazione spaziale; obiettivi e fase del progetto; vincoli, analisi e requisiti della missione; Prestazioni e Sicurezza della Missione. Carichi di progetto, effetti ambientali a terra e nello spazio: vuoto, radiazioni, protezione da micro-meteoriti, etc. Rassegna di aeromobili. Analisi preliminare di avamprogetto o progetto concettuale. Indagine di Mercato; Fasi Del Progetto; Layout Fusoliera, Ala, etc. Analisi critica delle diverse configurazioni. Progetto come ottimizzazione; indici di merito; stima preliminare dei pesi, centramento del velivolo e caratteristiche inerziali. Prestazioni del Velivolo, Analisi e Stima dei Costi. Principi di Project Mangament e organizzazione delle attività . Influenza sul progetto delle Norme di Aeronavigabilità . Sicurezza in volo. Progetto Aerodinamico [scelta dei profili in funzione dei requisiti di volo; caratteristiche aerodinamiche dei profili alari (2D) e delle superfici portanti (3D); contributo dei diverse componenti alla resistenza totale; sistemi di ipersostentazione. etc. Progetto per le prestazioni e qualità di volo; requisiti di volo; decollo, atterraggio, salita in quota e missione operativa; stabilità e manovrabilità ; etc. Potenze necessarie per il volo, sistemi propulsivi, consumi ed autonomie. Inquinamento acustico ed atmosferico. Progetto e realizzazione di Velivoli elettrici. Progetto strutturale: tema e requisiti di specifica. Livelli di carichi di progetto. Prescrizioni di robustezza, rigidezza, elasticità . Carichi derivanti da manovre dell'aeromobile e dalla turbolenza atmosferica. Norme di aeronavigabilità . Campo di sicurezza assoluto e campo di sicurezza regolamentare. Fattori di carico. Principali tipi di manovre e relativi fattori di carico. Condizioni ambientali. Concetto di struttura safe-life, fail-safe e damage tolerant. Fatica e meccanica della frattura come aspetti caratterizzanti il progetto delle strutture aeronautiche; spettri di carico a fatica. Problemi relativi alla sicurezza, vita a fatica ed affidabilità delle strutture aerospaziali. Fenomeni di concentrazioni di tensioni. Principali materiali aerospaziali (Leghe di Mg, Al, Ti, Acciai, Compositi): caratteristiche meccaniche, criteri di scelta e di impiego. Teoria dei laminati multistrato e delle strutture sandwich. Fenomeni non-lineari tipici delle strutture aeronautiche. Stabilità delle strutture; cassoni alari soggetti a flessione e/o torsione, etc. Tensioni correttive. Prove sperimentali. Durante le esercitazioni, vengono illustrate le più moderne metodologie di progettazione integrata dei velivoli, privilegiando lo studio delle metodologie di prototipazione rapida che si basano su schemi iterativi e ricorsivi, rispetto agli schemi a cascata o sequenziali, ormai obsoleti. A partire da un set di requisiti di alto livello, ogni studente è invitato ad applicare le metodologie e gli strumenti forniti a lezione per svolgere tutte le principali attività necessarie alla definizione di un concetto fattibile di velivolo. Tra le principali attività svolte dagli studenti, si notino: la derivazione dei requisiti di progetto e la loro suddivisione formale secondo gli standard internazionalmente riconosciuti; la derivazione di una popolazione statistica adeguata; derivazione di leggi statistiche e confronto rispetto ai modelli semi-empirici presenti in letteratura; Definizione di diagrammi Payload-Range; l'individuazione di aree di fattibilità e suggerimento delle possibili soluzioni ottimali; avamprogetto dell’ala, dalla selezione del profilo alare, allo sviluppo dell’ala tridimensionale; progettazione della fusoliera; progettazione degli impennaggi e delle relative superfici mobili; valutazione preliminare delle prestazioni aerodinamiche e propulsive; verifica dei requisiti relativi alla corsa di decollo ed atterraggio e delle caratteristiche inerziali, anche attraverso l’uso di modellazione CAD parametrica.

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto individuale;
Exam: Written test; Individual essay;
... Lo studente sarà seguito personalmente dal docente e/o dai collaboratori nell’apprendimento, durante le lezioni, le esercitazioni ed il laboratorio in corso d’anno. E’ fortemente consigliata la frequenza delle lezioni e delle esercitazioni in laboratorio. Si andrà a verificare la conoscenza adeguata degli aspetti metodologici-operativi insegnati durante il corso, e la capacità di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi relativi ai contenuti del Corso. Per il corso A l'accertamento consisterà in una prova orale che sarà preceduta da una valutazion delle relazioni prodotte. Per il corso B la preparazione dello studente sarà verificata mediante un esame scritto a risposta aperta sugli argomenti trattati a lezione organizzati in quesiti derivati da esempi o situazioni operative, congiuntamente alla valutazione delle due relazioni conclusive. Le relazioni conclusive (non obbligatorie) in pdf devono essere consegnate via e-mail o sulla pagina “elaborati� del portale almeno tre giorni prima la data ufficiale dell’appello. Il contributo delle relazioni al voto finale viene valutato da 0 a 5/30 per la prima parte e da 0 a 5/30 per la seconda parte (complessivamente da 0 a 10/30), in base alla qualità della relazione, dei calcoli effettuati e dei programmi elaborati. L’esame scritto viene valutato da 0 a 23/30. Voto finale (da 0 a 30/30 e lode) sarà ottenuto dalla somma del voto delle relazioni e dell’esame scritto. All’esame non è ammesso l’utilizzo di alcun tipo di materiale se non quello concordato con il docente.

1) L.R. Jenkinson, P. Simpkin, D. Rhodes: "Civil Jet Aircraft Design", Arnold Publ., 1999. 2) E. Torenbeek: "Synthesis of Subsonic Airplane Design", Delft Univ. Press, 1976. 3) J. Roskam: "Airplane Design", Part I-VIII, Roskam, 1985 4) D. Howe: “Aircraft Conceptual Design Synthesis�, Professional Engineering Publ., 2000. 5) D. P. Raymer: “Aircraft Design: A Conceptual Approach�, AIAA Education Series, 1989. 6) D. Stinton: “The Design of the Aeroplane�, BSP Professional Books, Oxford, 1993. 7) L.R. Jenkinson, J. F. Marchman III: “Aircraft Design Projects for engineering students�, Butterworth-Heinemann. (Elsevier Science Ltd), 2003. 8) C. Matthews: “Aeronautical Engineer’s Data Book�, Butterworth-Heinemann, 2002. 9) G. Romeo: Appunti per il corso di "Progettazione di Veicoli Aerospaziali". Vol. 1 e 2. Politeko Ed. (Non esaustivo). 10) G. Romeo, G. Frulla: "Buckling & Post-Buckling Of Advanced Composite Structures", Pubblicazioni varie. 11) E. Antona, 'Appunti di Progetto di Aeromobili', 2005

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)Ci si attende che l’allievo acquisisca le conoscenze che gli consentano di: • comprendere le diverse tipologie di missioni spaziali, le loro peculiarità e la loro influenza sui sistemi che devono svolgerle, apprendendo i metodi tipici dell'ingegneria sistemistica; • progettare e analizzare la missione spaziale e i sistemi in essa coinvolti, mediante l’apprendimento delle metodologie, degli strumenti, dei processi e delle normative in uso nel campo aerospaziale; • confrontarsi con problematiche trasversali quali l’affidabilità , la sicurezza e i costi dei sistemi complessi e gestirne la progettazione; • utilizzare i principali strumenti di supporto alla progettazione: software di simulazione funzionale e fisica Ai fini dell’autonomia di giudizio e delle abilità comunicative, si stimolerà l’allievo chiamandolo a: • svolgere applicazioni progettuali sui sistemi in oggetto • stimare rapidamente gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l'ingegnere si deve attendere nei principali casi di riferimento • redigere relazioni tecniche secondo gli standard ECSS e/o NASA • presentare il proprio lavoro ai docenti e colleghi, attraverso la simulazione di una review di progetto • conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese.Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)Gli studenti dovranno essere in grado di: conoscere le principali manovre spaziali e valutarne i requisiti propulsivi; conoscere in modo approfondito i principali propulsori elettrici, le loro prestazioni e i campi di applicazione; applicare le conoscenze acquisite per valutare soluzioni propulsive e relative prestazioni in relazione ai requisiti di missione.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)L’obiettivo dell'insegnamento è quello di presentare la complessità , le criticità e le potenzialità delle missioni spaziali e di fornire gli strumenti per la loro progettazione. Il modulo Progetto di missioni e sistemi spaziali ha l’obiettivo di sviluppare la capacità di comprendere e saper gestire il progetto delle missioni spaziali e dei sistemi coinvolti nella loro realizzazione, grazie all’acquisizione delle metodologie di progettazione e degli strumenti ingegneristici tipici delle attività spaziali. Il corso è basato sulla modalità didattica pratica e interattiva, per cui l’allievo è coinvolto a partecipare attivamente alla propria formazione, includendo in particolare il lavoro in team per lo sviluppo del progetto della missione spaziale. Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)L'insegnamento presenta la complessità , le criticità e le potenzialità delle missioni spaziali e fornisce agli studenti gli strumenti per la loro progettazione. Il modulo Propulsione spaziale si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti le principali manovre spaziali e descrivere i sistemi propulsivi per la loro realizzazione, con particolare riferimento alla propulsione elettrica. Vengono presentati i principali metodi per la generazione di spinta nello spazio mediante l’accelerazione elettrotermica, elettrostatica o elettromagnetica di un propellente e descritti i più importanti propulsori elettrici attualmente realizzati o in via di sviluppo. Indicativamente ciascun modulo è articolato in quarantacinque ore di lezione e quindici di esercitazione.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Le lezioni verteranno sui seguenti argomenti: - Esempi di missioni spaziali notevoli, lo stato attuale della ricerca in campo spaziale e le prospettive future. - Elementi di una missione spaziale e loro integrazione: il concetto di architettura di missione. Definizione degli elementi di una missione spaziale: l’oggetto della missione, il payload, il bus, il sistema di lancio, l’analisi dell’orbita, il sistema di terra, il controllo operazioni, l’architettura della rete di comunicazioni. Suddivisione della missione in segmenti. - Definizione del Payload: esame dell'oggetto della missione, tipologie di payload. - Overview delle funzioni del bus di servizio e i sottosistemi principali di un veicolo spaziale. Linee guida per il dimensionamento dei principali sottosistemi di bordo. - Strumenti dell’ingegneria di sistema: metodi per l'analisi delle necessità degli stakeholders, per la derivazione dei requisiti, l'analisi funzionale, per condurre studi di trade-off e l’analisi decisionale. - Elementi e strumenti del Project Management. Fasi di sviluppo della missione spaziale. Analisi del rischio e dei costi di un programma spaziale. La progettazione di una missione spaziale (project work), con applicazione e approfondimento delle conoscenze apprese a lezione: - Fasi del progetto: dallo studio di fattibilità alla preliminary requirements review (PRR). - La definizione degli obiettivi di missione. - Studio dell’oggetto della missione. - Metodologie per l’analisi e definizione dei requisiti di missione e per la loro allocazione. - L’analisi funzionale per la definizione dell’architettura di missione e dei requisiti funzionali. - Metodologie per il trade-off di architetture alternative. - Metodi, tecniche e strumenti per lo sviluppo del progetto del sistema primario e del suo supporto. - La definizione della geometria della missione. - La gestione dei vincoli imposti dall’ambiente spaziale. - Progetto e dimensionamento del payload. - Progetto e dimensionamento dei sottosistemi di bordo e dei sistemi di supporto a terra. - Definizione dei budget di progetto. - La progettazione della campagna di prove e verifiche per la qualifica e l’accettazione. - Analisi del rischio e analisi del costo della missione e del programma spaziale. Sono previsti degli interventi da parte di docenti esterni, esponenti di primarie industrie e/o agenzie spaziali.Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)PROPULSIONE SPAZIALE Principi della propulsione nello spazio Spinta e impulso specifico. Equazione di Tsiolkowski. Perdite di velocità . Confronto propulsione chimica ed elettrica. Impulso specifico ottimale. Trasferta di Hohmann. Manovre di evasione e cattura, trasferte interplanetarie. traiettorie a bassa spinta e approssimazione di Edelbaum. Richiami di elettromagnetismo, ionizzazione e definizione di plasma. Collisioni tra particelle: classificazione e sezioni d’urto. Conducibilita’ scalare e parametro di Hall; moto di particelle in campi elettromagnetici variabili. Propulsione elettrotermica: perdite, propellenti. Resistogetti: particolarita’ costruttive e prestazioni. Arcogetti: particolarita’ costruttive e prestazioni. Propulsione elettrostatica: rendimento ideale e ionizzazione. Accelerazione elettrostatica: legge di Child ed effetti bidimensionali, accelerazione/decelerazione. Neutralizzazione. Caratteristiche e prestazioni di propulsori elettrostatici. FEEP e colloidal thrusters. Propulsori a effetto Hall: geometria, funzionamento e prestazioni Propulsione elettromagnetica: equazioni magnetogasdinamica; propulsori MPD self field: pumping e blowing. Prestazioni di propulsori MPD self-field e applied field.Vasimr. Propulsione elettromagnetica instazionaria; particolarita’ costruttive e prestazioni di PPT Generatori di potenza. Propulsione nucleare, propulsori avanzati, vele solari.

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato grafico individuale; Elaborato grafico prodotto in gruppo; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria;
Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)Exam: Compulsory oral exam; Individual graphic design project; Group graphic design project; Group essay; Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)Exam: Compulsory oral exam;
... Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI L’apprendimento è verificato mediante valutazione dei documenti prodotti durante il corso e di un colloquio finale. Al fine di verificare il pieno raggiungimento degli obiettivi e quindi l’acquisizione delle competenze attese, il colloquio verte sugli argomenti teorici così come sul contenuto del project work, e sui contributi dati dalle testimonianze aziendali se applicabili. Al colloquio, lo studente è tenuto a presentare il proprio contributo al lavoro di gruppo mediante predisposizione di un elaborato grafico (di norma nella forma di una presentazione powerpoint), che verrà discussa col docente in una sessione di domande e risposte. La durata della prova orale è di norma di 20 minuti. Ciascun team di progetto deve inoltre preparare due documenti: la relazione relativa al project work (nella forma di un Executive Summary Report) e un elaborato grafico di illustrazione del progetto (di norma nella forma di una presentazione powerpoint). Questi documenti devono essere consegnati obbligatoriamente al termine del corso, mediante procedura informatica sul portale della didattica. La presentazione personale invece viene consegnata in sede di colloquio. Il voto finale del modulo di Progetto di Missioni e Sistemi Spaziali sarà dato dalla valutazione complessiva della prova orale, dell’Executive Summary Report e della presentazione finale del project work. Il voto massimo è di 30/30 e lode.Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)PROPULSIONE SPAZIALE L’esame è orale (30-40 minuti). Consiste in due o tre domande, sviluppate attraverso la discussione teorica e/o lo svolgimento di brevi calcoli, volte ad accertare la conoscenza delle caratteristiche costruttive, dei principi di funzionamento e delle prestazioni dei propulsori spaziali, e delle caratteristiche delle principali manovre spaziali. Voto massimo 30 e lode. I due moduli concorrono equamente alla definizione del voto

Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Progetto di missioni e sistemi spaziali)PROGETTO DI MISSIONI E SISTEMI SPAZIALI Il materiale di riferimento è preparato dal docente ed è disponibile sulla pagina del corso sul portale della didattica. Il materiale è redatto in lingua inglese. Sono suggeriti i seguenti testi di approfondimento (alcuni sono disponibili sul web, altri in biblioteca): - Space Mission Analysis and Design (SMAD), 3rd Edition, W.J. Larson and J.R. Wertz, Space Technology Library, Vol. 8, oppure Space Mission Engineering: The New SMAD, J.R. Wertz, D.F. Everett, J.J. Puschell, Space Technology Library, Vol. 28 - Elements of Spacecraft Design, C.D. Brown, AIAA Education Series - Mission Geometry; Orbit and Constellation Design and Management, J.R. Wertz et alii, Space Technology Library, Vol. 13 - Human Spaceflight; Mission analysis and Design, W.J. Larson, Space Technology Series, McGraw Hill - ECSS standards (http://www.ecss.nl/) - NASA System Engineering Handbook, NASA/SP-2007-6105, Rev1. Progetto di missioni e sistemi spaziali/Propulsione spaziale (Propulsione spaziale)PROPULSIONE SPAZIALE R. G. Jahn, Physics of Electric Propulsion, Prima Edizione, McGraw-Hill, New York, NY, 1968. L. Casalino Dispense disponibili sul portale della didattica.

Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)Al termine dell’insegnamento gli studenti e le studentesse saranno capaci di comprendere e utilizzare i requisiti funzionali e le specifiche di progetto, i componenti e i sistemi meccanici dei tipi già noti valutandone caratteristiche e limiti, di determinare forma e dimensione di nuovi componenti del motore, di prevederne la resistenza e la durata, di valutare i materiali più adatti ad ogni applicazione, di tenere conto delle normative e dei vincoli tecnologici, di adottare gli strumenti di calcolo numerici o analitici più appropriati, di conoscere i criteri per valutare e approvare un progetto nel suo complesso e, in conclusione, di assumere la responsabilità di una decisione basandosi su evidenze in linea con criteri tecnici aggiornati. In dettaglio, chi apprende i contenuti dell’insegnamento sarà in grado di, -) verificare per cedimento a fatica, in particolare fatica tridimensionale, i componenti del motore; -) dimensionare un giunto bullonato; nello specifico un collegamento flangiato tra albero e disco; -) calcolare lo stato di tensione e deformazione, in campo elastico e in campo elasto-plastico, nei dischi rotanti e con gradiente termico; -) determinare lo stato di tensione e l’accostamento nei contatti Hertziani; -) scegliere un cuscinetto a catalogo in base alla specifica applicazione; -) quantificare la distribuzione delle forze al contatto nei corpi volventi di un cuscinetto rotante ad alta velocità ; -) analizzare la cinematica delle ruote dentate e verificare la resistenza del dente a fatica e a contatto Hertziano in riferimento alle normative. -) risolvere problemi lavorando in gruppo.Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)Progetto di Motori per Aeromobili Gli studenti dovranno essere in grado di conoscere in modo approfondito le problematiche connesse al progetto e lo sviluppo del motore con i suoi componenti. Dovranno essere in grado di valutare criticamente le scelte progettuali e le loro implicazioni. Infine dovranno apprendere la capacità di lavoro in un team di sviluppo

Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)Chi progetta i propulsori ha il compito di dare forma ai componenti strutturali e ai loro sistemi considerando le condizioni al contorno poste dal progetto termodinamico e fluidodinamico del motore. L’insegnamento Costruzione di Motori per Aeromobili esamina la macchina "motore aeronautico" dal punto di vista meccanico, identifica le principali parti che compongono il motore, la loro cinematica e studia la capacità dei suoi componenti di resistere alle sollecitazioni meccaniche e termiche. L’insegnamento è in lingua italiana. OBIETTIVO DELL’INSEGNAMENTO Questo insegnamento si propone di fornire le conoscenze e le abilità di base necessarie al progetto e alla verifica di alcuni componenti meccanici presenti nel motore aeronautico. Inoltre, a un livello superiore, l’insegnamento mira a rendere gli studenti e le studentesse indipendenti nello scegliere i metodi appropriati di analisi teorica, numerica e sperimentale per proporre soluzioni alla progettazione di un nuovo componente sulla base di specifiche.Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)Progetto di Motori per Aeromobili L'insegnamento si propone di presentare e di fornire agli studenti le problematiche e le metodologie utilizzate per il progetto dei propulsori aeronautici a turbina, "Gas Turbine Engines". In questo insegnamento gli studenti saranno messi nelle condizioni di poter effettuare il progetto preliminare termodinamico e 0D del propulsore aeronautico e dei suoi singoli componenti. Il progetto avverrà considerando il profilo di missione, i requisiti e i vincoli dell'aeromobile ("Request for Proposal", RFP). L'attenzione verrà indirizzata allo sviluppo di un turbofan con mixer e post-combustore che dovrà equipaggiare un "Air-to-Air Fighter" di prossima generazione.

Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)Gli argomenti in Programma sono selezionati sia perché sono frequenti e importanti nei motori aeronautici sia perché coprono una gamma di classi di problemi e metodi sufficientemente ampia anche se purtroppo – per evidenti limiti di tempo – non completa. Il programma proposto è preventivo, saranno possibili limitati cambiamenti (L: lezione; EA: esercitazione in aula). 1 - FATICA (L & EA 12h) - Criteri per l’interpretazione del comportamento a fatica dei materiali, per la scelta dei parametri che governano la fatica, per la determinazione sperimentale dei loro valori. Criteri di passaggio dai parametri di riferimento ottenuti sperimentalmente alle situazioni di maggiore complessità che si trovano presenti nei componenti. Curva di Woehler e diagramma di Haigh. Fattore di concentrazione delle tensioni e fatica. Fatica multiassiale. Modello di Miner per tensioni variabili. Metodi di conteggio dei cicli. Verifica a fatica di un elemento di trasmissione: applicazione al progetto di semestre "gearbox". 2 - SOLIDI ASSIALSIMMETRICI (L & EA. 12h) Calcolo dello stato di tensione e deformazione in campo elastico di dischi rotanti con gradiente termico. Cenni ai dischi di uniforme resistenza; stato di tensione in campo elasto-plastico. Metodo di Grammel per dischi a spessore variabile. Confronto con i risultati ottenuti con un modello agli elementi finiti. Applicazione a un accoppiamento forzato per trasmissione di coppia. Applicazione a un disco reale di compressore o turbina a profilo variabile, e relativi criteri di verifica. 3 - CONTATTI HERTZIANI (L & E 9,0h) Analisi della teoria di Hertz e conseguenze per le pressioni di contatto e per lo stato di sollecitazione, statico e a fatica. Teoria di base della fatica a rotolamento. Applicazione ad alcuni contatti tipici e determinazione delle condizioni di resistenza. 4 - CUSCINETTI A ROTOLAMENTO (L & E 9,0h) Distribuzione dei carichi tra corpi rotolanti per cuscinetti radiali e obliqui, analisi delle tensioni al contatto sulle piste. Limiti statici e applicazione dei criteri di Palmgren-Weibull per la fatica di rotolamento. Giustificazione delle formule di verifica statica e a fatica secondo i manuali. Montaggio dei cuscinetti. Applicazione a un cuscinetto ad alta velocità . Applicazione al progetto di semestre "gearbox". 5 - COLLEGAMENTI FILETTATI (L & E 10,5h) Distribuzione dei carichi tra vite e madrevite, montaggio e interferenza vite/pezzo, ripartizione del carico, verifica di resistenza della vite. Applicazione a un collegamento asta/stantuffo di un cilindro idraulico. Applicazione a un collegamento tra dischi e albero di una turbina di bassa pressione. 6 - INGRANAGGI (L & E 7,5h) Ingranaggi a evolvente. Geometria, spostamento dei profili, interferenza, resistenza a fatica e a contatto. Strisciamento specifico. Applicazioni a una gamma di problemi in contesto applicativo. Applicazione al progetto di semestre "gearbox".Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)Progetto di Motori per Aeromobili Il processo del progetto: richiami di termodinamica, filosofia del progetto, esempio dei requisiti di missione per un AAF (Air-to-Air Fighter). Analisi dei vincoli: prestazioni di volo in termini di spinta e carico alare, analisi delle manovre di volo, carichi aerodinamici, inviluppo di volo. Analisi di missione: termodinamica del volo, pesi e consumo di carburante, esempio di analisi di missione (RFP) per un AAF. Analisi parametrica e prestazionale del ciclo termodinamico: spinta installata e non installata, consumo specifico, il modello di gas, portata d'aria e spillamenti, rendimenti dei componenti, analisi prestazionale “off-design� del motore e dei componenti, selezione del motore più appropriato, analisi di sensitività , parametri adimensionali, mappe di compressore, combustore, turbina, il "matching" dei componenti. Dimensioni di massima del motore: resistenza addizionale per presa d'aria e ugello di scarico, dimensionamento della presa, dimensionamento dell'ugello di scarico, scelta del numero di motori. Progetto dei componenti motore: quantità globali e di interfaccia, linea di funzionamento del motore, elementi di progetto delle turbomacchine (fan, compressore, turbina) con relativo "flowpath", sistema di combustione e componenti, presa d'aria e ugello.

Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Elaborato progettuale in gruppo;
Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group essay; Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)Exam: Compulsory oral exam; Group essay; Group project;
... Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)Agli studenti e studentesse si chiede di dimostrare, dopo aver frequentato questo insegnamento, di aver acquisito le conoscenze specifiche e la capacità di applicarle. In particolare, devono - conoscere la teoria e i modelli matematici e applicarli alla progettazione o alla verifica dei componenti delle turbomacchine; - calcolare le prestazioni meccaniche dei componenti che interagiscono assemblati in una macchina, e quindi la cinematica, le forze e le tensioni scambiate; - individuare i punti critici di cedimento, secondo tutti i possibili meccanismi di rottura, valutare le incertezze e applicare i coefficienti di sicurezza appropriati, valutare se le sollecitazioni sono ammissibili; - analizzare un componente di macchina esistente per verificare se soddisfa i requisiti assegnati; introdurre le opportune modifiche di progettazione per mitigare le tensioni e incrementare resistenza e durata o per migliorare le prestazioni; - conoscere alcune norme di progettazione meccanica relative alla costruzione delle macchine. - identificare i dati necessari a un progetto e avere strumenti per reperirli in sedi affidabili; - presentare, in forma sia orale sia scritta, un insieme chiaro e ben strutturato di considerazioni pertinenti sulle assunzioni di progetti, sui metodi impiegati e sui risultati; - valutare gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l’ingegnere si deve attendere nel proprio contesto; - leggere, comprendere e commentare materiale tecnico da libri, da manuali e da qualsiasi altra fonte; - leggere correttamente il disegno meccanico di una macchina (tipiche e professionalmente necessarie le diverse soluzioni alternative per i montaggi dei cuscinetti), identificare i vincoli imposti dalle sollecitazioni meccaniche e termiche, dai requisiti funzionali e dai materiali. L’esame finale, che accerta l’acquisizione delle conoscenze e della capacità di applicarle sopracitate, consiste di una prova scritta - della durata di 2 ore senza l'ausilio di appunti, libri o altro (in qualsiasi forma, cartacea o digitale) e di una prova orale, della durata di circa 40 minuti. Prova scritta La prova scritta consiste di 3 quesiti: 1 domanda sulle conoscenze e 2 esercizi di applicazione delle abilità . Le domande corrispondono ciascuna a una parte di capitolo scelto tra quelli relativi alle conoscenze illustrate a lezione, gli esercizi a un problema di calcolo affine a quelli sviluppati durante le esercitazioni. Il punteggio attribuito alla prova scritta è di 30 punti, assegnati sulla base della griglia di valutazione sotto riportata. - Conoscenze e abilità complete e approfondite unite ad una corretta, precisa, sicura capacità di comprensione e applicazione; capacità nello stabilire collegamenti disciplinari e multidisciplinari e nel rielaborare con senso critico il lavoro svolto e i risultati ottenuti: da 27 a 30/30. - Conoscenze corrette e buone abilità ; buona comprensione e capacità di effettuare collegamenti disciplinari e multidisciplinari: da 24 a 26/30. - Conoscenze e abilità corrette; buona comprensione e applicazione delle conoscenze: da 21 a 23/30. - Conoscenze degli aspetti principali degli argomenti e abilità essenziali pur commettendo errori non gravi: da 18 a 22/30. - Conoscenze e abilità incomplete; conoscenze applicate in modo incompleto e impreciso; errori e carenze logico-rielaborative: da 15 a 17/30. - Conoscenze e abilità con gravi lacune; gravi errori di comprensione e individuazione delle soluzioni; gravi carenze logico rielaborative: da 12 a 14/30. - Conoscenze e abilità del tutto mancanti o frammentarie; insufficiente comprensione del problema e incapacità di individuare le soluzioni; mancanza di logica e capacità di rielaborazione: massimo 11/30. Per essere ammessi alla prova orale è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 18/30 punti con un minimo di 6 punti per ciascun quesito. Prova orale Dopo la correzione degli scritti l’allievo viene convocato, se ne ha i requisiti, per una prova orale della durata di circa 40 ,minuti. La prova orale consiste di - una revisione della prova scritta in cui gli esaminatori informano l’allievo o l’allieva sui criteri di correzione, ricevono eventuali precisazioni e decidono se modificare il giudizio. - Un colloquio tecnico con gli esaminatori che approfondiscono le conoscenze e la capacità di affrontare autonomamente un problema di progettazione meccanica individuando la migliore applicazione delle conoscenze acquisite. Questo colloquio vale fino a 30/30. La durata del colloquio è di circa 20 minuti. - Una discussione con gli esaminatori di parti della relazione sulle esercitazioni che lo studente ha raccolto in un fascicolo personale. Questo fascicolo potrà essere presentato in forma di relazione scritta o di presentazione. Il fascicolo dovrà essere caricato nella sezione elaborati del portale della didattica una settimana prima della data dello scritto in cui lo studente o la studentessa intendono sostenere l’esame. Durante questa discussione saranno valutate sia le competenze acquisite per risolvere gli specifici problemi sia la chiarezza dell’esposizione e la completezza del lavoro svolto. Questa discussione vale fino a 30/30. La durata della discussione è di circa 20 minuti. La valutazione complessiva è data dalla media delle valutazioni parziali, ossia prova scritta, colloquio tecnico e discussione delle esercitazioni. L’esame è considerato superato se le diverse parti hanno una valutazione minima di 18/30. Gli esaminatori valuteranno, eventualmente con un’indagine supplementare, se assegnare il voto 30 e Lode.Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)Progetto di Motori per aeromobili L'esame è orale e prevede tre domande relative alla parte teorica e la discussione delle esercitazioni. È richiesta una dettagliata relazione sulle esercitazioni svolte che concorre, assieme all'esame orale, in maniera paritaria alla formulazione del voto finale. La relazione dovrà essere consegnata qualche giorno prima dello svolgimento della prova orale. La durata dell'esame sarà di circa mezz’ora.

Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)Poiché questo insegnamento è una particolare sintesi di molti aspetti della costruzione di macchine applicata alla propulsione aeronautica, è stato sviluppato materiale didattico apposito che non coincide con un unico testo disponibile sul mercato. Durante le lezioni saranno consigliati testi per approfondimenti e nel materiale fornito si fa esplicito riferimento a questi testi. LEZIONI - Le dispense (in inglese), stampati delle diapositive utilizzate a lezione, vengono messe a disposizione sul portale della didattica. ESERCITAZIONI - I testi dei problemi proposti, le schede tecniche, la sintesi da norme e manuali, (normalmente in inglese) sono messi a disposizione sul portale della didattica. I testi comprendono anche le tracce scritte di soluzione.Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)Progetto di Motori per aeromobili Appunti e materiale didattico verranno forniti dal docente durante il corso. Per un ulteriore approfondomento si consigliano i seguenti testi: - J.D. Mattingly, W.H. Heiser, D.T. Pratt, "Aircraft Engine Design - 2nd Edition", AIAA Educational, 2002. - J.D. Mattingly, H. von Ohain, "Elements of Propulsion: Gas Turbine and Rockets", AIAA Educational, - 2006

Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Sperimentazione su strutture aerospaziali)SPERIMENTAZIONE SU STRUTTURE AEROSPAZIALI Comprendere le principali problematiche inerenti la modellizzazione delle strutture aerospaziali per essere in grado di progettare ed eseguire le prove strutturali più comunemente richieste nella progettazione aerospaziale. Sviluppare una capacità di analisi delle misure sperimentali al fine di ricavarne le caratteristiche fondamentali e i parametri di interesse per la progettazione e verifica. Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Tecnologie aerospaziali)Al termine del corso ci si aspetta che lo studente abbia maturato le seguenti conoscenze: • Conoscenza delle principali tecniche di manifattura dei materiali metallici, conoscenza delle tecniche di assemblaggio e dei principali fenomeni di degrado, tecniche di riparazione. • Conoscenza delle tecniche di manifattura dei materiali compositi. Proprietà delle singole fasi e del materiale finale. Difetti legati al processo di manifattura. Tecnologie per l'unione di materiali compositi. Fenomeni di degrado e tecniche di riparazione. • Principali processi di manifattura additiva e la loro applicazione nel campo aerospaziale. • Conoscenza delle tecniche di controllo non distruttivo. Tali conoscenze porteranno lo studente a maturare la capacità di scegliere il processo migliore per la realizzazione dei diversi componenti tipici delle strutture aerospaziali.

Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Sperimentazione su strutture aerospaziali)SPERIMENTAZIONE SU STRUTTURE AEROSPAZIALI Nella formazione dell’Ingegnere Aerospaziale questo Insegnamento svolge un ruolo di cerniera tra le nozioni di base impartite negli insegnamenti strutturali orientati all’analisi dello stato di tensione e deformazione delle strutture aerospaziali e il reale svolgimento di prove sperimentali sia in ambito aziendale che per scopi di ricerca. Scopo dell'Insegnamento: completare la preparazione degli studenti fornendo le conoscenze non ancora acquisite per poter comprendere le modalità di svolgimento delle varie prove sperimentali eseguite/eseguibili sulle strutture aeronautiche e spaziali (statiche, di fatica, di vibrazione, di flutter). A tal fine, durante le lezioni vengono anche illustrate prove sperimentali svolte su strutture reali, mettendo in evidenza aspetti critici e peculiarità . Sono previste prove di laboratorio svolte dagli studenti.Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Tecnologie aerospaziali)La recente evoluzione delle tecnologie impiegate nel campo aerospaziale ha portato ad un radicale cambiamento nella progettazione di aeromobili e navicelle spaziali. L’utilizzo sempre maggiore di materiali compositi e l’introduzione di tecniche di manifattura additive hanno rivoluzionato i processi di manifattura e integrazione delle strutture aerospaziali. Tali innovazioni ampliano le soluzioni di progetto disponibili ma richiedono una profonda conoscenza dei processi in modo da garantire gli standard richiesti nel campo aerospaziale. Questo corso si ripropone di fornire agli allievi le conoscenze di base relative ai principali processi di lavorazione oggi in uso nell’industria aerospaziale. Il corso sarà rivolto nella prima parte alle tecnologie rivolte alla realizzazione di strutture metalliche e alla loro integrazione. Verranno poi introdotte le tecnologie relative ai materiali compositi e verrà valutato l’impatto del loro utilizzo sulle scelte progettuali. Infine, verranno introdotte le tecnologie di più recente introduzione come le tecniche di manifattura additiva. Particolare attenzione sarà rivolta ai fenomeni di degrado e ai difetti tipici dei materiali e delle tecnologie considerate in modo da poterne valutare l’impatto sul progetto strutturale di un aeromobile. Saranno inoltre presentate le principali tecniche di controllo non distruttive quali strumenti per garantire l’integrità strutturale.

Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Sperimentazione su strutture aerospaziali)SPERIMENTAZIONE SU STRUTTURE AEROSPAZIALI ( 40 h circa) Introduzione all'Insegnamento. Flussi di progetto e relative prove (sviluppo, qualificazione, accettazione). Normativa relativa alle strutture. Criteri di verifica e di progetto. Livelli dei carichi di progetto e verifica. Importanza dei modelli analitici/numerici e sperimentali nella progettazione strutturale. Richiami di Teoria dei modelli e prove in similitudine. Elaborazione dei dati sperimentali mediante tecniche statistiche. Componentistica standard per prove di laboratorio: strain-gage e ponte di Wheatstone, disposizione degli strain-gage in casi particolari di carico, Interferometria. Materiali aerospaziali e loro caratterizzazione: prova di trazione, prova di compressione, prova di taglio, cenni di caratterizzazione ad elevati strain rates; Influenza delle proprietà statistiche nel progetto strutturale, Prove di compressione su pannelli, prove di buckling e post-buckling. Metodi sperimentali per la determinazione delle condizioni critiche di aste e pannelli. Metodo di Southwell. Determinazione sperimentale della tenacità a frattura di materiali metallici. Utilizzo della sperimentazione per l’identificazione e l’aggiornamento dei modelli numerici. Tecniche per il monitoraggio in real-time del comportamento strutturale. Introduzione di Alcuni modelli per l’analisi statica di tipici componenti aerospaziali (travi a semiguscio, strutture sandwich, giunzioni) e progetto delle relative prove. Progetto e analisi FEM di struttura in parete sottile e correlazioni con le prove di laboratorio. Considerazioni conclusive. Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Tecnologie aerospaziali)Il programma del corso sarà suddiviso come segue: • Introduzione delle tecnologie per la realizzazione di componenti aerospaziali, evoluzione storica, architetture tipiche e soluzioni di progetto di riferimento. (3h) • Materiali Metallici: Proprietà dei materiali e leghe di utilizzo comune. Tecniche di manifattura. Tecniche di lavorazione. Tecniche di assemblaggio. Fenomeni di degradazione e failure. (15h) • Materiali compositi: Proprietà delle principali fibre e matrici. Tecniche di manifattura con particolare attenzione alla produzione in autoclave. Tecniche di assemblaggio e incollaggio. Difetti indotti dalla manifattura e tecniche di mitigazione. Fenomeni di degrado e meccanismi di rottura. (15h) • Tecniche di manifattura additiva. (6h) • Tecniche per il controllo non distruttivo delle strutture. (6) • Materiali avanzati per applicazioni aerospaziali: materiali per la protezione termica, coating di protezione, metamateriali, materiali auto-riparanti. (4.5h) • Tecniche di riparazione di strutture in materiale metallico e composito. (4.5h)

Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Sperimentazione su strutture aerospaziali)Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Tecnologie aerospaziali)Modalita di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale;
Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Sperimentazione su strutture aerospaziali)Exam: Written test; Compulsory oral exam; Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Tecnologie aerospaziali)Exam: Compulsory oral exam; Individual essay;
... Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Sperimentazione su strutture aerospaziali)Verifica della conoscenza adeguata degli aspetti metodologici-operativi insegnati durante il corso e della capacità di interpretare e descrivere i problemi conseguenti alla sperimentazione strutturale . L'esame consta di un Elaborato scritto individuale della durata di 1 ora suddiviso in una serie di 3-4 quesiti relativi alla Sperimentazione ( voto max=27/30) e di un orale ( voto max =3/30) della durata non superiore a 30 minuti suddiviso in 2-3 domande sulle relazioni consegnate. Durante la prova scritta è possibile utilizzare esclusivamente il materiale didattico messo a disposizione dal docente il giorno stesso dell'esame. Il superamento della prova scritta con non meno di 15/30 da diritto all'accesso ad un colloquio orale che prevede la consegna obbligatoria delle relazioni scritte sulle esercitazioni svolte durante il corso e sulle quali verterà almeno una delle 2-3 domande previste. Il voto finale sarà determinato dalla somma del voto dello scritto e di quello ottenuto all'orale. L’esame si intende superato se il voto finale risulta non inferiore a 18/30. Il colloquio orale deve essere sostenuto in un appello della sessione in cui si è superata la prova scritta. Il voto unico finale del corso integrato risulterà dalla combinazione dei voti parziali ottenuti nei due moduli di cui è composto. Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Tecnologie aerospaziali)L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli aspetti metodologici-operativi insegnati durante il corso e della capacità di interpretare e descrivere i problemi dei processi tecnologici considerati. L’esame sarà formato da una discussione orale in cui si accerteranno le conoscenze maturate dal candidato attraverso domande dirette e discussione dell’elaborato contenente i risultati delle esercitazioni svolte in aula. Le valutazioni sono espresse in trentesimi. Il voto unico finale risulterà dalla combinazione dei voti parziali ottenuti nelle due parti in cui è suddiviso il corso (Sperimentazione su strutture aerospaziali + Tecnologie aerospaziali). L’esame si intende superato se il voto finale risulta non inferiore a 18/30.

Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Sperimentazione su strutture aerospaziali)SPERIMENTAZIONE SU STRUTTURE AEROSPAZIALI Materiale didattico scaricabile del sito docente. Traccia delle relazioni di calcolo effettuate durante le esercitazioni numeriche e pratiche. Fotocopie di grafici e tabelle necessari per lo svolgimento delle esercitazioni. a) Testo di riferimento per l'insegnamento: Appunti forniti dal docente. b) Per approfondimenti e ulteriore consultazione: Bray, Vicentini, Meccanica sperimentale. Levrotto & Bella Torino. 1975. J. Singer, J. Arbocz, T. Weller, Buckling Experiments: Experimental Methods in Buckling of Thin-Walled Structures. Vol I, II. Ewins, Modal testing: theory and practice. Wiley, 1994. Sperimentazione su strutture aerospaziali/Tecnologie aerospaziali (Tecnologie aerospaziali)Saranno messe a disposizione degli allievi copie delle presentazoni proiettate durante il corso b) Per approfondimenti e ulteriore consultazione: F.C. Campbell �Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials� Elsevier 2006 D.F. Horne: "Aircraft Production Technology", Cambridge Univ Press, 1986. M. Marchetti, Felli: "Tecnologie Aeronautiche", Editrice ESA, Milano D.H. Middleton: "Composite Materials in Aircraft Structures", Longman S.&T., UK, 1990 Lubin: "Handbook of Composites", Van Nostrand, New York Schwartz: "Composite Materials Handbook", McGraw-Hill Book Co., New York M. Marchetti, D. Cutolo: "Tecnologie dei Materiali Compositi", Editrice ESA, Milano, 1991 Noor: "Structures Technology for Future Aerospace Systems", AIAA Vol.188, Reston J. Delmonte, Tecnology of Carbon and Graphite Fiber Composites, Van Nostrand Reihnold, 1981.

Le informazioni dettagliate sull’insegnamento tirocinio sono consultabili sulla GUIDA STUDENTI, sezione TIROCINIO, dell’anno accademico in corso.

Modalita di esame: Accertamento (esame senza voto);
Exam: Check;