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PORTALE DELLA DIDATTICA

Sistemi di bordo aerospaziali

01MZBLZ

A.A. 2022/23

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/05 6 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale
2020/21
Gli aeromobili o i moduli spaziali sono prodotti complessi costituiti da numerosi sistemi che devono rispettare requisiti stringenti - emessi dagli Enti di aeronavigabilità e dal cliente - durante tutto il ciclo di vita. Il corso si propone anzitutto di introdurre gli studenti alla metodologia multi-disciplinare della progettazione sistemistica, con esemplificazioni relative ai più importanti sistemi di bordo aerospaziali; così facendo si fornirà una sintetica panoramica degli stessi. Dopo avere descritto le funzioni svolte da ciascun sistema, l'approccio tenderà a favorire una visione fisica della fenomenologia coinvolta con la presentazione di semplici modelli di dimensionamento. In particolare, il corso si propone di fornire, con un approccio pratico, conoscenze basilari dei sistemi di bordo, sottolineando le principali interazioni esistenti tra i diversi sistemi, le problematiche dell’integrazione a bordo, il loro effetto sul velivolo nel suo complesso e la necessità della manutenzione per garantire la sicurezza del volo. Una piccola parte del corso sarà dedicata alla descrizione di alcuni sistemi di bordo impiegati nel settore spaziale. Nonostante l’approccio pratico, gli argomenti esposti a lezione richiameranno spesso i principi della fisica e della chimica e alcuni concetti di aeronautica generale, dei fondamenti di aerodinamica, più alcuni accenni a elementi di pilotaggio, navigazione, prestazioni, stabilità e controllo, sicurezza, manutenzione, costi operativi e impatto ambientale.
Aircraft and spacecraft are complex products comprised of many systems which must meet demanding customer and operational lifecycle value requirements. The aim of this course is to provide the students with an understanding of the fundamental concepts of aerospace systems, in multi-disciplinary applications with complex interactions typical of the system design engineering. In particular, the course aims to expand the students’ knowledge of airborne systems, their role, design and integration, providing students with an appreciation of the considerations necessary when selecting aircraft on-board systems and the effect of systems on the aircraft as a whole, with a practical and qualitative appreciation of the systems which aircraft carry on-board to enable them to function safely and effectively. A quick overview on space system will be also given. Topics will include aviation fundamentals, basic airmanship, aerospace physics elements, basic aerodynamics, performances, stability & control, safety, maintenance, operating costs and environment protection.
Al completamento del corso gli studenti avranno acquisito: • Il concetto di aeromobile inteso come un sistema, operante all'interno dell’ancora più complesso sistema del trasporto aereo, comprendente, in particolare, la manutenzione. • Le conoscenze basilari dell’ingegneria dei sistemi: definizione dei requisiti, gestione delle interfacce verifica e validazione del progetto. • La capacità di identificare i principali sistemi di bordo aerospaziali, le funzioni da questi svolte, le architetture, le prestazioni , i principi operativi, con richiami alle fonti energetiche che permettono il funzionamento di ciascun sistema. • La capacità di individuare le caratteristiche salienti e le scelte progettuali effettuate attraverso l'analisi retrospettiva di sistemi di aeromobili o di moduli spaziali esistenti. • La capacità di applicare i concetti appresi a lezione con semplici calcoli di dimensionamento di elementi dei sistemi di bordo
At the successful completion of the course, students will have gained: • An appreciation of an aircraft as a system, operating within a larger air transportation system, including maintenance, and comprised of many subsystems • Understanding of, and ability to apply, very basic concepts for: Systems Engineering: Requirements, Interface management, Verification and Validation • The function, architecture and key performance issues of major systems, identifying the main aircraft systems and explain their purposes and principles of operation, and relating the sources of systems power and distribution methods. • An ability to understand complex systems and design choices through the retrospective analysis of existing aircraft systems • An ability to apply the knowledge gained by the course performing some preliminary calculations on parts of the described systems.
Nozioni generali di fisica, elettrotecnica, termodinamica e chimica.
Aerospace physics, electrotechnics, thermodynamics and chemistry elements
Brevi cenni all’ingegneria dei sistemi nel settore aerospaziale Filosofia di progetto e agganci con la sicurezza a) Sistemi di bordo aeronautici Carrello d’atterraggio (ATA 32) Comandi di volo (ATA 27) Sistema idraulico (ATA 29) Sistema elettrico (ATA 24) Sistema combustibile (ATA 28) Sistema pneumatico (ATA 36) Sistema di condizionamento e pressurizzazione cabina (ATA 21) Sistema antighiaccio (ATA 30) Sistema anti-incendio (ATA 26) Sistemi motore Luci (ATA 33) Equipaggiamenti interni (ATA 25) Sistema ossigeno (ATA 35) Trattamento acqua (ATA 38) Sistema di bordo di ausilio alla manutenzione (ATA 45) Sistema di Potenza secondaria Sistemi d’emergenza Green Aviation: influenza dei sistemi sulla riduzione delle emissioni inquinanti Cenni alle configurazioni sistemistiche innovative del prossimo futuro b) Introduzione ai sistemi di bordo nel settore spaziale
Introduction to Aerospace Systems Engineering Aerospace Systems Design Philosophy and Safety a) Aircraft systems Landing Gear (ATA 32) Flight Controls (ATA 27) Hydraulic Power (ATA 29) Electrical Power (ATA 24) Aviation Fuels and Fuel Systems (ATA 28) Pneumatic/Vacuum (ATA 36) Air Conditioning and Cabin Pressurisation (ATA 21) Ice and Rain Protection (ATA 30) Fire Protection (ATA 26) Engine Subsystems Lights (ATA 33) Equipment and Furnishings (ATA 25) Oxygen (ATA 35) Water/Waste (ATA 38) On Board Maintenance Systems (ATA 45) Aircraft Secondary Power Systems Aircraft Emergency Systems Green Aviation: Fuel Penalties of Systems Advanced and Possible Future Airframe Systems b) Introduction to Space Systems
Il corso sarà costituito da lezioni teoriche in aula, testimonianze tecniche di rappresentanti aziendali, con esperienza pluridecennale nel settore aerospaziale, ed esercitazioni di calcolo. Il materiale didattico sarà fornito agli studenti in anticipo. Esercitazioni su semplici esempi di calcolo incentrati essenzialmente sul dimensionamento di componenti di alcuni sistemi di bordo (carrello d'atterraggio, comandi di volo e sistemi idraulico, elettrico e combustibile). Tutta la didattica sarà svolta con il supporto di materiale didattico messo a disposizione degli studenti sul portale della didattica.
The course will consist of theoretical lectures in the classroom, technical testimonies of company representatives, with decades of experience in the aerospace sector, and calculation exercises. The teaching material will be provided to the students in advance. Practical exercises on simple examples of calculation essentially focused on the dimensioning of components of some on-board systems (landing gear, flight controls and hydraulic, electric and fuel systems). All teaching will be carried out with the support of educational material made available to students on the webpage of the course.
Tutte le dispense e copia del materiale didattico proiettato a lezione saranno rese disponibili in versione digitale, scaricabile liberamente dagli studenti iscritti al corso tramite il portale WEB della didattica. Il docente durante le lezioni farà riferimento ai seguenti libri di testo: S. Chiesa, fascicoli tematici su impianti di bordo di vario tipo, Ed. CLUT, Torino. I. Moir, A. Seabridge, “Aircraft Systems: Mechanical, Electrical and Avionics Subsystems Integration”, Volume 21 di Aerospace Series, John Wiley & Sons, 2008.
All lecture notes/slides will be handed out as digital versions that can be downloaded from the WEB page of the course. The teacher at lessons will suggest textbooks, from the following list. S. Chiesa, several thematic booklets, Ed. CLUT, Torino. I. Moir, A. Seabridge, “Aircraft Systems: Mechanical, Electrical and Avionics Subsystems Integration”, Volume 21 of Aerospace Series, John Wiley & Sons, 2008.
Modalità di esame: Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
Lo studente sarà seguito personalmente dai docenti nell'apprendimento, anche durante le esercitazioni in corso del semestre, sfruttando gli strumenti della didattica in remoto (chat, abilitazione a domande audio, email e organizzazione di eventuali lezioni di approfondimento su richiesta); sarà verificata l'adeguata conoscenza degli aspetti metodologici e applicativi insegnati a lezione e la capacità di utilizzare tale conoscenza per interpretare, descrivere e risolvere alcuni semplici problemi relativi alla materia. Si prevede di effettuare una prova di valutazione scritta, della durata di un'ora, in cui non è possibile consultare materiale didattico; è consentito l'uso della sola calcolatrice scientifica. L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale del corso e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo nella soluzione di un esercizio. L'esame scritto consiste nella risposta a una ventina di domande a risposta multipla, a una domanda in forma aperta (indicativamente richiedente una pagina), infine, a un esercizio di calcolo. Le domande richiedono in parte la scelta della risposta corretta tra le tre indicate (quiz a risposta multipla, l’errore non penalizza con voti negativi), in parte l'esecuzione di semplici calcoli a mente il cui risultato può non essere suggerito. L’esercizio di calcolo è scelto in similitudine a quelli presentati nelle esercitazioni del corso. Il superamento della prova scritta si ottiene con la votazione di 18/30 punti, mentre lo svolgimento corretto e completo della prova permette il raggiungimento della votazione massima di 30/30. Una particolare cura e completezza nella risposta alla domanda in forma aperta consente di raggiungere la votazione complessiva massima di 30 e lode. Dopo la correzione dell'elaborato, in fase di registrazione del voto, è prevista una breve discussione ragionata con lo studente degli errori commessi, con ulteriore verifica dell'apprendimento. Il risultato positivo dell'esame deve essere registrato nella stessa sessione, pena il decadimento del voto ottenuto. Lo studente è pregato di inviare al docente una email, spedita dalla casella postale personale del Politecnico di Torino, con cui dichiara la volontà di accettare il voto conseguito.
Exam: Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
The student will be personally supervised by the teachers during the learning, during the exercises along the semester, using remote teaching tools (chat, audio questions, emails and organizing any in-depth lessons on request), verifying the adequate knowledge of the methodological and applicative aspects taught during the course and the ability to use this knowledge to interpret, describe and solve some simple problems related to the subject. It is planned to carry out a written evaluation test, lasting one hour, in which the consultation of lecure notes and handnotes in not allowed, but the pocket calculator. The exam is aimed at ascertaining the knowledge of the topics listed in the official program of the course and the ability to apply the theory and the relative calculation methods in the solution of an exercise. The written exam consists of answering twenty multiple-choice questions, an open question (indicatively requesting a page) and, finally, a calculation exercise. The questions require in part the choice of the correct answer among the three indicated (multiple choice quizzes, the error does not penalize with negative votes), in part the execution of simple calculations in mind whose result may not be suggested. The calculation exercise is chosen in a similar way to those presented in the course exercises. The passing of the written test is obtained with the score of 18/30 points, while the correct and complete performance of the test allows the achievement of the maximum mark of 30/30. A particular care and completeness in the answer to the question in open form allows to reach the maximum total mark of 30 and praise. After the correction of the elaborate, during the recording of the vote, there will be a brief reasoned discussion with the student of the errors committed, with further verification of learning. The positive result of the examination must be recorded in the same session, otherwise the vote will be null and void. Students are requested to send the teacher an email, sent from the personal mailbox of the Politecnico di Torino, with which they declare their willingness to accept the grade obtained.
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
Lo studente sarà seguito personalmente dai docenti nell'apprendimento, anche durante le esercitazioni in corso del semestre, sfruttando gli strumenti della didattica in remoto (chat, abilitazione a domande audio, email e organizzazione di eventuali lezioni di approfondimento su richiesta); sarà verificata l'adeguata conoscenza degli aspetti metodologici e applicativi insegnati a lezione e la capacità di utilizzare tale conoscenza per interpretare, descrivere e risolvere alcuni semplici problemi relativi alla materia. Si prevede di effettuare una prova di valutazione scritta, della durata di un'ora, in cui non è possibile consultare materiale didattico; è consentito l'uso della sola calcolatrice scientifica. L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale del corso e la capacità di applicare la teoria ed i relativi metodi di calcolo nella soluzione di un esercizio. L'esame scritto consiste nella risposta a una ventina di domande a risposta multipla, a una domanda in forma aperta (indicativamente richiedente una pagina), infine, a un esercizio di calcolo. Le domande richiedono in parte la scelta della risposta corretta tra le tre indicate (quiz a risposta multipla, l’errore non penalizza con voti negativi), in parte l'esecuzione di semplici calcoli a mente il cui risultato può non essere suggerito. L’esercizio di calcolo è scelto in similitudine a quelli presentati nelle esercitazioni del corso. Il superamento della prova scritta si ottiene con la votazione di 18/30 punti, mentre lo svolgimento corretto e completo della prova permette il raggiungimento della votazione massima di 30/30. Una particolare cura e completezza nella risposta alla domanda in forma aperta consente di raggiungere la votazione complessiva massima di 30 e lode. Dopo la correzione dell'elaborato, in fase di registrazione del voto, è prevista una breve discussione ragionata con lo studente degli errori commessi, con ulteriore verifica dell'apprendimento. Il risultato positivo dell'esame deve essere registrato nella stessa sessione, pena il decadimento del voto ottenuto. Lo studente è pregato di inviare al docente una email, spedita dalla casella postale personale del Politecnico di Torino, con cui dichiara la volontà di accettare il voto conseguito.
Exam: Written test; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
The student will be personally supervised by the teachers during the learning, during the exercises along the semester, using remote teaching tools (chat, audio questions, emails and organizing any in-depth lessons on request), verifying the adequate knowledge of the methodological and applicative aspects taught during the course and the ability to use this knowledge to interpret, describe and solve some simple problems related to the subject. It is planned to carry out a written evaluation test, lasting one hour, in which the consultation of lecure notes and handnotes in not allowed, but the pocket calculator. The exam is aimed at ascertaining the knowledge of the topics listed in the official program of the course and the ability to apply the theory and the relative calculation methods in the solution of an exercise. The written exam consists of answering twenty multiple-choice questions, an open question (indicatively requesting a page) and, finally, a calculation exercise. The questions require in part the choice of the correct answer among the three indicated (multiple choice quizzes, the error does not penalize with negative votes), in part the execution of simple calculations in mind whose result may not be suggested. The calculation exercise is chosen in a similar way to those presented in the course exercises. The passing of the written test is obtained with the score of 18/30 points, while the correct and complete performance of the test allows the achievement of the maximum mark of 30/30. A particular care and completeness in the answer to the question in open form allows to reach the maximum total mark of 30 and praise. After the correction of the elaborate, during the recording of the vote, there will be a brief reasoned discussion with the student of the errors committed, with further verification of learning. The positive result of the examination must be recorded in the same session, otherwise the vote will be null and void. Students are requested to send the teacher an email, sent from the personal mailbox of the Politecnico di Torino, with which they declare their willingness to accept the grade obtained.


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