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Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili

01SRZMT

A.A. 2022/23

2022/23

Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Costruzione di motori per aeromobili)

A chi progetta i propulsori si affida tipicamente il compito di dare forma ai componenti strutturali e loro sistemi, tenuto conto delle 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 e 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.

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Progetto di Motori per Aeromobili l corso 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 corso 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.

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Propulsion engineers are typically entrusted with the task of designing structural components and their systems, considering the boundary conditions posed by the thermodynamic and fluid dynamic design of the engine. The course Construction of Aircraft Engines examines the "aircraft engine" machine from a mechanical point of view, identifies the main parts that make up the engine and their kinematics, and studies the ability of its components to withstand mechanical and thermal stresses. The teaching is held in the Italian language. INTENDED LEARNING OUTCOMES This course aims to provide the basic knowledge and skills necessary for the design and testing of some mechanical components found in the aircraft engine. Also, at a higher level, the teaching aims to make students independent in choosing the appropriate methods of theoretical, numerical and experimental analysis to propose solutions to the design of a new component based on specifications.

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Aicraft Engine Design This course attempts to capture the essence of the aircraft engines design process by means of a realistic and complete design experience including control engine design. Starting by the Request for Proposal’s document (RFP) for the aircraft/engine system the students will learn the main principles behind the aircraft engine design process and its components. In particular, the attention will be focused on the design process for a modern mixer turbofan developed for an Air-to-Air next generation fighter.

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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.

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Progetto di Motori per Aeromobili Conoscenza delle problematiche connesse al progetto e lo sviluppo del motore e dei suoi componenti. Capacità di valutazione critica nelle scelte progettuali, capacità di lavoro in team di sviluppo.

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Agli specialisti in costruzione di macchine, e quindi anche agli ingegneri specializzati in progettazione e analisi meccanica dei propulsori, si affida tipicamente il compito di dare forma ai componenti strutturali e loro sistemi, tenuto conto delle condizioni al contorno poste dal progetto termodinamico e fluidodinamico del motore. Al livello di soglia questo ingegnere deve essere capace di analizzare un componente esistente o di produrre modifiche che consentano di soddisfare requisiti specificati. Applica metodi e utilizza software commerciali secondo specifiche assegnate e sotto la supervisione di un ingegnere più esperto. Al livello professionale standard questo ingegnere deve essere capace di produrre soluzioni nuove per componenti o sistemi che raggiungano date prestazioni. Deve essere indipendente nel scegliere i metodi appropriati di analisi teorica, numerica e sperimentale. Questo insegnamento si propone di fornire al livello di base le conoscenze e le abilità (ossia le capacità di applicare le conoscenze) necessarie al progetto e alla verifica dei componenti meccanici del motore aeronautico. Gli argomenti in Programma (punti da 1 a 7) 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. Al fine di sviluppare le competenze di soglia - comunque indispensabili - richieste nella verifica di qualsiasi componente di macchina, all’allievo si chiede di dimostrare, entro la fine di questo insegnamento di aver acquisito conoscenze sui seguenti punti di particolare importanza: - conoscere la teoria, e le prove sperimentali di supporto, che sono alla base dei modelli matematici di componenti meccanici; - 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 requisiti assegnati; - identificare i parametri dominanti nel progetto di un componente, definire la forma e le dimensioni di un componente di macchina , sapere introdurre le opportune modifiche di progettazione per incrementare resistenza e durata o per migliorare le prestazioni; - analizzare le prestazioni meccaniche dei componenti che interagiscono assemblati in una macchina, e quindi la cinematica, le forze e le tensioni scambiate; - sapere come mitigare le tensioni dovute ai carichi e i loro effetti ai fini della resistenza, agendo su forma e dimensione delle parti, sui materiali e loro trattamenti, sulle tecnologie; - conoscere i fondamenti teorici di norme, codici e regolamenti che devono essere utilizzati in un contesto professionale; - avere conoscenza di alcune norme, o di alcuni codici e regolamenti relativi alla progettazione meccanica nell’ambito della costruzione delle macchine. Inoltre l’allievo deve dimostrare di aver raggiunto la capacità di applicare le conoscenze: - leggere correttamente il disegno meccanico di una macchina o un suo sottosistema (tipiche e professionalmente necessarie le diverse soluzioni alternative per i montaggi dei cuscinetti), identificare le parti ed il loro assemblaggio, identificare i vincoli imposti dalle sollecitazioni meccaniche e termiche, dai requisiti funzionali e dai materiali; - proporre altri modi per assemblare componenti in un sistema meccanico per ottenere la stessa funzione; - applicare la teoria e i modelli matematici per la progettazione o la verifica dei componenti e della macchina; - identificare i dati necessari a un progetto e avere strumenti per reperirli in sedi affidabili; - identificare o proporre metodi per la verifica sperimentale di previsioni o modelli teorici; - 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; - leggere, comprendere e commentare materiale tecnico da libri, da manuali e da qualsiasi altra fonte; - valutare gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l'ingegnere si deve attendere nel proprio contesto; - conoscere, o essere in grado di rintracciare, la terminologia internazionale, e in particolare - ma non esclusivamente - quella inglese. Un progetto condotto lungo l’intero semestre consente di esplorare più a fondo le conseguenze di scelte diverse su un sistema meccanico complesso (è frequente il caso di un riduttore meccanico) e di sviluppare alcune delle caratteristiche di un livello standard professionale: - identificare architetture di macchina in competizione sulla base delle prestazioni richieste, anche in presenza di informazioni non complete - proporre nuove soluzioni progetti per componenti o sistemi della macchina; - proporre modifiche alla forma, dimensione e al materiale del componente o della sua interfaccia con altri componenti al fine di migliorarne le prestazioni; - proporre varianti al montaggio delle parti che compongono il sistema meccanico.

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Aicraft Engine Design Knowledge of the general design process for the main engines and its components. Ability to evaluate the design choices and to work in a design team.

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Chi accede a questo insegnamento conosce ed è capace di utilizzare gli stati di tensione e deformazione, le loro principali proprietà e la loro rappresentazione grafica (Mohr); il comportamento bi/tri-dimensionale dei materiali elastici; i criteri statici di verifica dei materiali elastici duttili e fragili (criteri della tensione normale massima, della tensione tangenziale massima o di Tresca, della massima energia di distorsione o di Von Mises). Inoltre, padroneggia la meccanica delle forze, la cinematica, la dinamica dei corpi rigidi; per quanto riguarda i corpi deformabili sa come ottenere la distribuzione delle caratteristiche di sollecitazione su corpi prismatici (travi sollecitate a trazione, flessione e torsione) e calcolare le tensioni sulle sezioni rette. È desiderabile che l’allievo disponga di nozioni sul calcolo matriciale. È infine necessaria la comprensione della lingua inglese scritta, al livello delle diapositive che il docente utilizzerà a lezione e degli estratti da pubblicazioni, testi tecnico/scientifici e manuali.

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Progetto di Motori per Aeromobili Gasdinamica, Fondamenti di Macchine, Motori per Aeromobili.

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L’allievo che accede a questo insegnamento conosce già, ed è capace di utilizzare per le applicazioni nella scienza dei materiali: gli stati di di tensione e deformazione, le loro principali proprietà e la loro rappresentazione grafica (Mohr); il comportamento bi/tri-dimensionale dei materiali elastici; i criteri statici di verifica dei materiali elastici duttili e fragili (criteri della tensione normale massima, della tensione tangenziale massima o di Tresca, della massima energia di distorsione o di Von Mises). Inoltre padroneggia la meccanica delle forze, la cinematica, la dinamica dei corpi rigidi; per quanto riguarda i corpi deformabili sa come ottenere la distribuzione delle caratteristiche di sollecitazione su corpi prismatici (trazione, flessione, torsione) e calcolare le tensioni sulle sezioni rette. È desiderabile che l’allievo disponga di nozioni sulla manipolazione di tensori e matrici. È infine necessaria la comprensione della lingua inglese scritta, al livello delle diapositive che il docente utilizzerà a lezione e degli estratti da pubblicazioni, testi tecnico/scientifici e manuali.

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Aicraft Engine Design Gasdynamics, Thermodynamics, Fundamentals of Machine, Aircraft Engine

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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 modesti 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".

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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.

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Il seguente programma è proposto di preventivo, saranno possibili modesti cambiamenti (L: lezione; E: esercitazione). 2 - (L & E 12h) Verifica a fatica di un elemento di trasmissione. 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 negli oggetti costruiti. Applicazione al progetto di semestre "gearbox". 3 - (L & E. 10,5h) Calcolo elastico di dischi rotanti di compressore o turbina. Cenni ai dischi di uniforme resistenza, dischi rotanti a profilo costante; analogie con il calcolo dei tubi spessi in campo sia elastico sia plastico e degli accoppiamenti forzati per interferenza. 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. 4 - (L & E 9,0h) Teoria dei contatti Hertziani. Analisi approfondita 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. 5 - (L & E 9,0h) Cuscinetti a rotolamento. 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. Applicazione a un cuscinetto ad alta velocità. Applicazione al progetto di semestre "gearbox". 6 - (L & E 10,5h) Collegamenti tramite viti. 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. Applicazione al progetto di semestre "gearbox". 7 - (L & E 10,5h) Ingranaggi ad evolvente, diritti ed elicoidali. Geometria, spostamento dei profili, interferenza, resistenza a fatica e a contatto. Applicazioni a una gamma di problemi in contesto applicativo. Applicazione al progetto di semestre "gearbox".

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Aicraft Engine Design The design process: design philosophy, Request-for-Proposal (RFP) for an Air-to-Air fighter (AAF), RFP for typical cargo and passenger aircraft, choosing the right engine architecture. Constraint analysis: flight performances, thrust and weight loading, aerodynamics loads and flight envelope, choosing the design point. Mission analysis: thermodynamics of flight, fuel and payload weight, take-off weight. Parametric and performances cycle analysis: engine design point determination, installed thrust and specific fuel consumption, off-design analysis, choosing the right engine, component matching. Sizing the engine. Engine component design: global and interface quantities, inlet, nozzle, fan, compressor, turbine, combustor, afterburner. The engine flow-path and the final geometry.

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L’insegnamento è strutturato in 6 crediti per un totale di 60 ore in aula con i docenti (39 ore di lezione, 21 ore di esercitazione). Il carico totale di studio per questo modulo di insegnamento è di circa tra 150 ore (25 ore per credito). Ciò include le ore in aula, il completamento delle relazioni di esercitazioni e la loro stesura, lo studio. Le ore di esercitazioni sono strettamente collegate ai contenuti delle lezioni in aula. Durante le esercitazioni l’allievo risolve problemi didattici o piccoli progetti atti a svilupparne la capacità di applicare le conoscenze ai problemi così come questi si presentano in pratica. Vengono fornite e illustrate tracce di svolgimento ma l’esercitatore non svolge tutto il problema alla lavagna. Si chiede invece agli studenti e studentesse di organizzarsi in piccoli gruppi per risolvere in squadra il problema. Il fascicolo per ogni esercitazione da svolgere è sarà caricato sul portale della didattica. Ciascun gruppo redige relazioni, in cui sono raccolti svolgimento e risultati, e ciascun componente del gruppo porterà la propria copia all’esame. Viene fornita assistenza continua in aula da parte di un esercitatore. Il docente titolare e il collaboratore sono disponibili su appuntamento (via email) per chiarimenti su lezioni ed esercitazioni. È richiesto l’uso di strumenti di disegno. È consigliato l’uso di fogli elettronici (Excel) o software di calcolo (MATLAB/Python).

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Progetto di Motori per Aeromobili Le esercitazioni saranno di carattere numerico e verteranno sul progetto preliminare globale e dei singoli componenti di un propulsore a turbina (turbofan) per un aeromobile di nuova generazione. In particolare, gli studenti divisi in team (max 4 persone) si occuperanno dello sviluppo di un propulsore per un caccia militare. Sarà obbligatorio per ciascun team presentare una relazione scritta che sarà parte integrale dell'esame finale. Per le esercitazioni verranno utilizzati i software matlab e EADsys.

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L’insegnamento è strutturato in 6 crediti per un totale di 60 ore in aula con i docenti (39 ore di lezione, 21 ore di esercitazione). Il carico totale di studio per questo modulo di insegnamento è di circa tra 150 ore (25 ore per credito). Ciò include le ore in aula, il completamento delle relazioni di esercitazioni e la loro stesura, lo studio. Le ore di esercitazioni sono strettamente collegate ai contenuti delle lezioni in aula. Durante le esercitazioni l’allievo risolve problemi didattici o piccoli progetti atti a svilupparne la capacità di applicare le conoscenze ai problemi così come questi si presentano in pratica. Vengono fornite e illustrate tracce di svolgimento ma non vengono svolti problemi alla lavagna. Si chiede invece agli allievi di organizzarsi in piccoli gruppi di al massimo tre persone. A ogni gruppo viene fornito un fascicolo per ogni esercitazione da svolgere. Ciascun gruppo redige relazioni, in cui sono raccolti svolgimento e risultati, e ciascun componente del gruppo porterà la propria copia all’esame. Viene fornita assistenza continua in aula da parte di un esercitatore. Il docente è disponibile su appuntamento (email) per chiarimenti sulle lezioni. È richiesto l’uso di strumenti di disegno. È consigliato l’uso di fogli elettronici (EXCEL) o software di calcolo (MATLAB).

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Aicraft Engine Design Students will be involved in the developing process of a modern aircraft engine and its components. Students will be organized into working teams (max 4 people for team), each of which will address the engine design for an air-to-air fighter. It is mandatory for each team write a report on the design process. This report will be an integral part of the final examination. Matlab and AEDsys will be used.

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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.

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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

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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 agli studenti iscritti all’insegnamento sul portale della didattica. Esercitazioni: testi di problemi proposti, schede tecniche, sintesi da norme e manuali, (normalmente in inglese) vengono forniti dagli esercitatori in aula. Vengono, in seguito, messi a disposizione anche sul portale della didattica. Gli esercitatori forniscono inoltre, in aula, e tracce scritte di soluzione. Gli studenti sono invitati a scaricare o a stampare preventivamente il materiale che verrà utilizzato in aula da docenti in aula, in modo da facilitare l’annotazione di appunti.

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Aicraft Engine Design Lecture notes. For further reading please refere to: - 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.

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Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

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Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Elaborato progettuale in gruppo;

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Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group essay;

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Exam: Compulsory oral exam; Group essay; Group project;

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Agli studenti e studentesse si chiede di dimostrare, alla fine di questo insegnamento, di aver acquisito conoscenze e la capacità di applicarle. In particolare, è necessario - 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 relative alla progettazione meccanica nell’ambito della 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 la capacità di applicarle, consiste di una prova scritta - della durata di 2 ore senza l'ausilio di appunti o libri - in qualsiasi forma, cartacea o digitale – e di una prova orale, della durata di circa 40 minuti. 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 (10 punti per quesito), 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. Dopo la correzione degli scritti l’allievo viene convocato, se ne ha i requisiti, per una prova orale della durata di circa 40 ,minuti. Questa 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 dettaglia relazione sulle esercitazioni svolte che concorre, assieme all'esame orale, in maniera paritaria alla formulazione del voto finale. L’esame dura circa mezz’ora.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.

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)

L’esame finale, che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità, consiste di una prova scritta - della durata di 2 ore senza l'ausilio di appunti o libri, in qualsiasi forma, cartacea o digitale – e di una prova orale, della durata di circa 30 minuti. La prova scritta consiste di 3 quesiti: 2 domande sulle conoscenze e 1 esercizio di applicazione delle abilità. Le domande corrispondono ciascuna a una parte di capitolo scelto tra quelli relativi alle conoscenze illustrate a lezione, l’esercizio a un problema di calcolo affine a quelli sviluppati durante le esercitazioni. Il punteggio attribuito alla prova scritta è di 24 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: 24 punti - conoscenze corrette e buone abilità; buona comprensione e capacità di effettuare collegamenti disciplinari e multidisciplinari: 20 punti - conoscenze e abilità corrette; buona comprensione e applicazione delle conoscenze: 18 punti - conoscenze degli aspetti principali degli argomenti e abilità essenziali pur commettendo errori non gravi: 14 punti - conoscenze e abilità incomplete; conoscenze applicate in modo incompleto e impreciso; errori e carenze logico-rielaborative: 10 punti - conoscenze e abilità con gravi lacune; gravi errori di comprensione e individuazione delle soluzioni; gravi carenze logico rielaborative: 6 punti - conoscenze e abilità del tutto mancanti o frammentarie; insufficiente comprensione del porblema e incapacità di individuare le soluzioni; mancanza di logica e capacatà di rielaborazione: 2 punti Ogni quesito consente di ottenere un massimo di 8 punti. Per essere ammessi a sostenere la prova orale è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 14 punti con un minimo di 4 punti per ciascun quesito. Dopo la correzione degli scritti l’allievo viene convocato, se ne ha i requisiti, per una prova orale. Questa consiste in: - una revisione della prova scritta in cui gli esaminatori informano l’allievo sui criteri di correzione, ricevono eventuali precisazioni dell’allievo e decidono se modificare il giudizio. - Un colloquio tecnico con i docenti per valutare la capacità di affrontare autonomamente un problema di progettazione meccanica individuando la migliore applicazione delle conoscenze acquisite. Il colloquio vale fino a 4 punti nella valutazione complessiva. - Una discussione con i docenti di parti della relazione sulle esercitazioni che lo studente ha raccolto in un fascicolo personale da presentare al momento della prova orale; la discussione accerta la raggiunta capacità di applicare le conoscenze. La discussione vale fino 4 punti nella valutazione complessiva. La valutazione complessiva delle conoscenze e abilità è data dalla somma delle valutazioni parziali, ossia prova scritta e prova orale (colloquio e discussione). Il punteggio massimo raggiungibile è 32 Se il punteggio risultasse superiore a 30 la commissione valuterà, anche con un’indagine supplementare, se assegnare il voto 30 e Lode all’allievo. Scopo di questa graduazione analitica della prestazione dello studente è quello di valutare in modo affidabile il livello di raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi sopra esposti.

Progetto di motori per aeromobili/Costruzione di motori per aeromobili (Progetto di motori per aeromobili)

Aicraft Engine Design The exam is oral. The candidates will be asked to discuss the topics covered during class and tutorials. A detailed report about the tutorials is requested that contributes, together with the oral examination, in an equal manner to the formulation of the final grade. The examination lasts about half an hour.

In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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