Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Evoluzione dei veicoli aerospaziali

01OQDLZ, 01OQDJM, 01OQDLI, 01OQDLM, 01OQDLN, 01OQDLP, 01OQDLS, 01OQDLX, 01OQDMA, 01OQDMB, 01OQDMC, 01OQDMH, 01OQDMK, 01OQDMN, 01OQDMO, 01OQDMQ, 01OQDNX, 01OQDOA, 01OQDOD, 01OQDPC, 01OQDPI, 01OQDPL

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (Mechanical Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo (Automotive Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica (Computer Engineering) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo - Torino
Corso di Laurea in Electronic And Communications Engineering (Ingegneria Elettronica E Delle Comunicazioni) - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Chimica E Alimentare - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Civile - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Energetica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino
Corso di Laurea in Matematica Per L'Ingegneria - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Del Cinema E Dei Mezzi Di Comunicazione - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Gestionale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 54
Esercitazioni in aula 6
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Maggiore Paolo Professore Associato ING-IND/05 45 0 0 0 10
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/05 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2018/19
Scopo del corso è fornire una visione d'insieme del prodotto aerospaziale sottolineando come, nel corso degli anni, siano evolute le sue configurazioni con il progresso dell'ingegneria. Tale visione di insieme, importante per qualsiasi prodotto tecnologicamente evoluto, serve anche come introduzione alla necessità ingegneristica di un approccio sistemico per il quale sono necessari collegamenti logici tra vari argomenti, i quali potranno anche essere approfonditi in discipline specialistiche svolte negli anni successivi. Mediante l'illustrazione di come semplici modelli matematici possono essere utilizzati per interpretare la fenomenologia coinvolta nei sistemi aeronautici e spaziali, l'insegnamento si propone di: 1) fornire un certo grado di sensibilità agli ordini di grandezza e comprendere le motivazioni delle diverse scelte a livello di entità delle principali caratteristiche tecniche e architettoniche dei differenti tipi di velivoli e sistemi spaziali, 2) fare intravedere la tipologia dell'attività di modellazione matematica che assumerà, negli anni successivi, un ruolo preminente per l'ingegnere di qualsiasi specializzazione, 3) contribuire a spingere gli allievi ad applicare, in modo integrato, concetti e contenuti negli insegnamenti di matematica e chimica, seguiti nel primo semestre, e di fisica, informatica e geometria, in corso di svolgimento nel secondo semestre. Sono previste alcune ore di docenza e di testimonianze aziendali.
The aim of the course is to provide a global description of the aerospace systems, pointing out how their architectures and characteristics have changed during the evolution of the technology development; they are complex products comprised of many subsystems which meet demanding customer and operational value requirements. This picture, applicable to any other technologically advanced engineering product, introduces to the system theory approach in the engineering field which is based on the necessity to cope with many inter-connections among the disciplines that will also be explored in details in the following of the engineering studies. This course adopts a holistic approach to the aerospace product, understood as a system along its whole lifecycle, covering: basic systems engineering; cost and weight estimation; basic aircraft performance; safety and reliability; lifecycle topics; aircraft subsystems; risk analysis and management; and system realization. This approach would provide the student with 1) a sketch of the main characteristics and role of the different engineering disciplines concurring to the product design, 2) the strengthening of a mental logical scheme to better understand the connections among disciplines from the system engineering point of view. A survey of the main physical phenomena involving the aerospace field is carried out, with the presentation of simple mathematical models: 1) to provide the consciousness to the order of magnitude of the aerospace systems characteristics, the reasons of the engineer¿s choices and architectures, 2) to anticipate the significance of the mathematical modeling that will play, in the following years, an important role for any engineering specialist, 3) to stimulate the student to the application of the general principles, presented in the courses of mathematics and chemistry, attended in the first semester, and physics, information technology and geometry and, in the second semester. This course features some lectures delivered by distinguished guests from the aerospace industry.
Consapevolezza delle ragioni che hanno portato alle attuali configurazioni dei sistemi aerospaziali. Acquisizione di una visione globale del sistema aerospaziale nella quale le varie parti che lo costituiscono si integrano, svolgendo determinate funzioni, nel rispetto delle normative di aeronavigabilità e di opportuni requisiti espressi dal cliente. Consapevolezza dell’influenza del mercato sulle caratteristiche del prodotto aerospaziale. Consapevolezza di quali sono le diverse discipline coinvolte nel progetto dei sistemi aerospaziali e di come esse interagiscono. Consapevolezza della peculiarità, della complessità e delle criticità del programma di sviluppo di un sistema aerospaziale.
Being able to discuss the rational development of the aerospace systems up to their most recent configurations. Being able to describe the technical approach to the aerospace system design as a sum of integrating parts, each of them accomplishing particular requirements when performing specific functions and, in observance of the airworthiness regulations. Being aware of the most important engineering disciplines and how they interact in the design phase. Being able to apply the knowledge in sketching simple but rational aircraft layouts based on the application of some basic engineering foundations.
Nozioni generali di fisica, analisi matematica I e chimica.
Basic skills of physics, mathematical analysis and chemistry are required.
Evoluzione delle architetture dei sistemi aeronautici e spaziali e delle principali tappe dello sviluppo tecnologico dell'ingegneria aerospaziale. Descrizione degli elementi costitutivi del velivolo e delle funzioni svolte: ala, fusoliera, impennaggi, gondole motrici, comandi di volo, carrello di atterraggio, sistemi di bordo e installazioni, propulsori; presentazione di architetture tipiche. Discussione critica di come le architetture siano cambiate con l’evoluzione della tecnologia e con la mutazione delle condizioni politico-economiche. Sistema aerospaziale inteso come corpo tridimensionale nello spazio soggetto all'azione di sistemi di forze; funzione delle strutture e concetti di vincolo e gradi di libertà. Generalità sulle azioni aerodinamiche: principio di reciprocità, fluido viscoso, corpi tozzi e corpi aerodinamici, profili alari, pianta alare, portanza e resistenza indotta, distribuzione di portanza, resistenza aerodinamica, momento aerodinamico, cenni al regime supersonico. Ala, fusoliera e impennaggi: funzioni svolte, stabilità statica longitudinale e direzionale. Comandi di volo: comandi primari e secondari, compensazione dei comandi, trim, comandi potenziati, sensibilità artificiale. Propulsione: tipologie di propulsori, confronto tra la propulsione ad elica e a getto, consumo specifico, installazione sul velivolo. Carrello di atterraggio: architetture e funzioni, decollo, atterraggio e prescrizioni normative, distanza bilanciata di decollo. Cenni alle strutture aeronautiche. Cenni all'impiantistica di bordo. Caratteristiche globali del velivolo: profili di missione, peso dell'aeroplano e sua suddivisione, fattore di contingenza, atmosfera tipo internazionale, misure di velocità, prestazioni degli aeroplani. Cenni sull'elicottero: sostentazione con ala rotante. Sistemi spaziali: legge di gravitazione universale e principi di astrodinamica; problematiche del lancio ed evoluzione futura, lanciatori tradizionali; satelliti artificiali e sonde scientifiche e cenni alle problematiche del volo umano spaziale. Cenni ai velivoli transatmosferici. Sottosistemi di un sistema spaziale: struttura, alimentazione elettrica, controllo orbitale e di assetto, controllo termico. Cenni al ciclo di sviluppo di un sistema aeronautico e spaziale. Importanza della normativa e degli standard nel progetto aerospaziale. Requisiti di aeronavigabilità: sicurezza del volo.
Evolution of aeronautical and space systems architectures and the main steps of the aerospace engineering technological development. Description of the main parts of the aircraft and of the functions performed: wing, fuselage, tail unit, engines and nacelles, flight controls, landing gear, on-board systems and equipment, propellers; presentation of typical architectures. Critical discussion of how the architecture has changed with the technological evolution and with the mutation of political and economic conditions. Aerospace system intended as a three-dimensional body in space subject to the action of force systems; function of structures and concepts of constraint and degrees of freedom. General information on aerodynamic actions: reciprocity principle, viscous fluid, thick bodies and aerodynamic bodies, wing sections, wing plan, lift and induced drag, distribution of lift, aerodynamic drag, aerodynamic moment, outline of the supersonic regime. Wing, fuselage and empennage: functions performed, longitudinal and directional static stability. Flight controls: primary and secondary commands, command compensation, trim, enhanced commands, artificial sensitivity. Propulsion: types of engines, comparison between propeller and jet propulsion, specific consumption, installation on the aircraft. Landing gear: architectures and functions, take-off, landing and regulatory requirements, balanced field lenght. Introduction to aeronautical structures. Overview of on-board systems. Global characteristics of the aircraft: mission profiles, airplane weight and its subdivision, load factor, international standard atmosphere, airspeed measurements, aircraft performance. Hints on the helicopter: support with rotary wing. Space systems: law of universal gravitation and principles of astrodynamics; issues of launch and future evolution, traditional launchers; artificial satellites, scientific missions and hints on the problems of human space flight. Introduction to transatmospheric aircraft. Subsystems of a spacecraft: structure, power supply, orbit and attitude control, thermal control. Introduction to the development cycle of an aeronautical and space system. Importance of legislation and standards in the aerospace design. Airworthiness requirements: flight safety.
Lezioni in aula. Testimonianze di relatori esterni con esperienza pluridecennale nel settore aerospaziale. Esercitazioni su semplici esempi di calcolo; unità di misura con esercizio sulla conversione di grandezze tra il sistema di misura internazionale e il sistema tecnico anglosassone; calcolo di caratteristiche macroscopiche del velivolo quali carico alare, rapporto spinta/peso, allungamento alare, ecc..; calcolo dell’influenza di tali caratteristiche sulle prestazioni di un velivolo; soluzione di alcuni semplici problemi di equilibrio riguardanti i velivoli e i sistemi spaziali; stima di alcune caratteristiche del velivolo e dei suoi propulsori. Calcolo di coefficienti aerodinamici del velivolo; calcolo di portanza e resistenza durante il volo rettilineo e durante alcune semplici manovre. Tutta la didattica sarà svolta con il supporto di materiale didattico messo a disposizione degli studenti sul portale della didattica.
Classroom lessons. Testimonials from external speakers with decades of experience in the aerospace industry sector. Exercises on simple examples of calculation; unit of measure with exercises on the conversion of quantities between the international measurement system and the Anglo-Saxon technical system; calculation of macroscopic characteristics of the aircraft such as wing loading, thrust / weight ratio, wing span, etc ..; calculation of the influence of these characteristics on the performance of an aircraft; solution of some simple balance problems concerning aircraft; estimate of some characteristics of the aircraft and its propellers. Calculation of aerodynamic coefficients of the aircraft; calculation of lift and resistance during straight flight and during some simple maneuvers. All classes will be carried out with the support of handnotes and educational material made available to the students on the Politecnico di Torino website.
a) Testo di riferimento per il corso: E. Antona, S. Chiesa, P. Maggiore, Dispense del corso di “Evoluzione dei veicoli aerospaziali”, Torino, Politeko, 2016. b) Testi a supporto: JANE'S, “All the world aircraft”, Coulsdon, Jane's Information Group Ltd., annate varie. Riviste aeronautiche a carattere tecnico. G. Gabrielli, “Lezioni sulla scienza del progetto di aeromobili”, Levrotto & Bella. ENAC-RAI, Regolamento tecnico.
a) Testbook: E. Antona, S. Chiesa, P. Maggiore, Lecture notes of “Evoluzione dei veicoli aerospaziali”, Torino, Politeko, 2016. b) Backing textbook: JANE'S, “All the world aircraft”, Coulsdon, Jane's Information Group Ltd., annate varie. Technical aviation reviews. G. Gabrielli, “Lezioni sulla scienza del progetto di aeromobili”, Levrotto & Bella. ENAC-RAI, Regolamento tecnico.
Modalità di esame: prova scritta; prova scritta; prova scritta; prova scritta; prova scritta;
Controllo dell'apprendimento e modalità d'esame Lo studente sarà seguito personalmente dai docenti nell'apprendimento, durante le esercitazioni in corso d'anno, verificando l'adeguata conoscenza degli aspetti metodologici e applicativi insegnati durante il corso 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. L'esame scritto consiste nella risposta a 25 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 non è 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.
Exam: written test; written test; written test; written test; written test;
Control of learning and methods of examination The student will be personally supervised by the teachers during the learning, during the exercises along the semester, 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. The written exam consists of answering 25 multiple choice questions, an open question (indicatively a page long) 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 is not 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 the open form allows to reach the full marks. After the correction of the elaborate, during the registration phase of the exam, there will be a brief reasoned discussion with the student of the errors committed, with further verification of the learning. The positive result of the examination must be recorded in the same session, otherwise the mark will be null and void.


© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
m@il