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PORTALE DELLA DIDATTICA

Simulazione del volo

02IIQMT

A.A. 2021/22

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale 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/03 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2020/21
Il corso 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.
The course introduces the concepts of simulation of flight, providing the essential elements for the design, the development and use of a flight simulator both from the point of view of aircraft design and from that of performance verification, flying qualities assessment and pilot training.
Capacità di utilizzo di tecniche di programmazione e di applicazione dei concetti acquisiti nei corsi di Meccanica del Volo.
Ability to use programming techniques and application of the concepts learned in the courses of Flight Mechanics.
Avere acquisito le nozioni fondamentali di informatica, fisica, meccanica, meccanica del volo e programmazione.
The student should be familiar with the basics of computer science, physics, mechanics, flight mechanics and programming.
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. Interfaccia uomo-macchina nella simulazione. Simulazione in batch e simulazione in real time. 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 e rotante) finalizzati alla simulazione del volo. Risposta ai comandi. Dominio del tempo e della frequenza. Simulatori per aeromobili ad ala rotante: caratteristiche e differenze rispetto al caso del velivolo ad ala fissa. Applicazioni della simulazione al campo spaziale. Criteri di realizzazione di un simulatore. Linguaggi ed ambienti di programmazione. Generazione delle immagini. Sistemi di rappresentazione delle immagini. Concetto di scenario sintetico. Simulatori open-loop e closed-loop. Ricostruzione al simulatore di manovre dei diversi tipi di aeromobili. Verifica dell’influenza dei parametri di progetto sul comportamento del velivolo. Costruzione del modello matematico di diverse classi di velivolo e verifica del comportamento sul simulatore. Valutazione della qualità di volo (ala fissa).
Introduction to simulation. Background. Classification of flight simulators. The simulator as a tool for the development of the project. The simulator for training. The simulation of flight. Aspects of the design of flight simulators. Man-machine interface in the simulation. Batch and real-time simulation. Definition of the mathematical model of the aircraft. Reference systems and coordinate transformations. Notes on the dynamics of the aircraft. Extension to high angle of attack. Equations of motion and their linearization. Methods of integration of the equations of motion. Construction of the aerodynamic database. Mathematical models of the aircraft (fixed and rotary wing) aimed at the simulation of the flight. Response to commands. The time domain and frequency domain. Simulators for rotorcraft: characteristics and differences compared to the case of fixed-wing aircraft. Space applications of flight simulators. Languages and programming environments. Visual rendering. Systems of representation of images. Concepts of synthetic scenario. Open-loop and closed-loop simulators. Reconstruction of the maneuvers for the different types of aircraft. Check the influence of design parameters on the behavior of the aircraft. Construction of the mathematical model for the different classes of aircraft and verify the behavior on the simulator.
L’attività didattica prevede un numero di ore di esercitazione in aula almeno pari al 30% del numero totale di ore previste per il corso. Durante le esercitazioni vengono proposti all’allievo problemi analoghi a quelli che si presentano nella pratica ingegneristica (dimensionamenti, interpretazione di dati di simulazione, etc.), onde svilupparne la capacità di applicare la teoria in un contesto applicativo. Si chiede agli allievi di organizzarsi in gruppi di cinque o al massimo sei allievi; ciascun gruppo redigerà relazioni da portare all’esame, in cui sono raccolti svolgimento e risultati delle esercitazioni. Viene fornita assistenza continua in aula da parte del docente. Gli esercizi sono proposti in progressione didattica e richiedono l’uso del calcolatore. E' prevista inoltre un'esercitazione pratica con un simulatore di volo di un velivolo commerciale (Airbus A320), che prevede la programmazione, l'esecuzione e l'analisi di una missione reale. Di norma per ogni ora di esercitazione in aula l’allievo deve prevedere, nell’ambito dei crediti assegnati, un lavoro personale a casa per completamenti ed integrazioni (progetto individuale).
Teaching provides a number of hours of classroom exercises (at least 30% of the total number of hours required for the course). During the classroom exercises the students solve problems similar to those that arise in engineering practice (dimensioning, interpretation of simulation data, etc.), in order to develop the ability to apply the theory in an application context. The students should organize classroom teams i.e. groups of five or at most six students. Each group will prepare reports, in which the results of the exercises are collected and commented. Continuous support is provided in the classroom by the teacher. The exercises are offered in educational progression and require the use of the computer. A training exercise is also performed with a flight simulator for a commercial aircraft (Airbus A320), which includes planning, execution and analysis of a complete real mission. Normally, for each hour of exercise in the classroom the student must provide an equivalent personal work at home (preparation of team and individual project).
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.
The course is based on a complete set of notes that does not match any of the available textbooks. Additional references are provided and recommended only for further details. Handouts (some in English) and slides used in class are available to students on the website.
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); Elaborato progettuale individuale; Elaborato progettuale in gruppo;
Il superamento dell’esame per il corso 02IIQMT - Simulazione del volo prevede quanto segue: • Preparazione di un rapporto tecnico per ciascuna delle esercitazioni pratiche assegnate durante il corso. L’attività esercitativa al calcolatore deve essere svolta in squadre di 5-6 studenti ed il rapporto tecnico deve essere elaborato congiuntamente. Questo documento dovrà essere consegnato COMPLETO entro l’ultima lezione del corso. La valutazione del risultato prodotto sarà collettiva (max 8/30) e non ripetibile. La consegna a fine semestre della relazione relativa alle esercitazioni non esenta lo studente dalla presenza in aula o in laboratorio durante il corso. • 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 l’ultima lezione del corso. 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 12/30) e non ripetibile. • Redazione di un elaborato scritto in risposta (forma aperta) ad una serie di quesiti tecnici specifici. Lo studente avrà a disposizione i SOLI appunti del corso e dovrà dimostrare confidenza e padronanza delle tematiche oggetto dell’insegnamento, coerentemente con i risultati di apprendimento attesi. La prova scritta dura 2 ore. La valutazione del risultato prodotto sarà individuale (max 12/30). In alternativa all’elaborato scritto in aula, il docente può avvalersi della modalità di esame scritta in remoto tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam, integrata con strumenti di proctoring (Respondus).
Exam: Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus); Individual project; Group project;
MODELLING, SIMULATION AND TESTING OF AEROSPACE SYSTEMS The final examination consists of two parts and an approximately one hour and a half oral exam. Part I is related with the theoretical subjects presented at lessons: the student can consult the lecture notes during the exam and must demonstrate both problem solving attitude and confidence with the subject (max 16/30). Part II is dedicated to the discussion of the student’s individual laboratory report (compulsory) prepared during the laboratories exercises; quality and clarity of the report will count 25% of the final grade (max 16/30). FLIGHT SIMULATION • Preparation of a technical report for each of the practical exercises assigned during the course. The activity must be carried out in teams of five/six students and the technical report should be drawn up jointly. This document must be delivered COMPLETE within the last lesson of the course. The evaluation of the product will be collective (max 8/30). • Preparation of a project report on the development of a simulator. The editorial style should be that of a "tutorial" or a guide to the rational use of the program (with examples and typical results). This document must be delivered COMPLETE within the last lesson of the course. The project must be done on an individual basis and report everything considered essential to describe the solution adopted. The evaluation of the product will be individual (max 12/30). • Written exam as a response (in an open form) to a series of specific technical questions. The student can consult the course notes during the exam and must demonstrate both problem solving attitude and confidence with the subject. The written exam lasts two hours. The evaluation of the product will be individual (max 12/30). The teacher can select a test procedure based on a written exam performed remotely via PC with the use of the Exam platform, integrated with proctoring tools (Respondus).
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); Elaborato progettuale individuale; Elaborato progettuale in gruppo;
Il superamento dell’esame per il corso 02IIQMT - Simulazione del volo prevede quanto segue: • Preparazione di un rapporto tecnico per ciascuna delle esercitazioni pratiche assegnate durante il corso. L’attività esercitativa al calcolatore deve essere svolta in squadre di 5-6 studenti ed il rapporto tecnico deve essere elaborato congiuntamente. Questo documento dovrà essere consegnato COMPLETO entro l’ultima lezione del corso. La valutazione del risultato prodotto sarà collettiva (max 8/30) e non ripetibile. La consegna a fine semestre della relazione relativa alle esercitazioni non esenta lo studente dalla presenza in aula o in laboratorio durante il corso. • 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 l’ultima lezione del corso. 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 12/30) e non ripetibile. • Redazione di un elaborato scritto in risposta (forma aperta) ad una serie di quesiti tecnici specifici. Lo studente avrà a disposizione i SOLI appunti del corso e dovrà dimostrare confidenza e padronanza delle tematiche oggetto dell’insegnamento, coerentemente con i risultati di apprendimento attesi. La prova scritta dura 2 ore. La valutazione del risultato prodotto sarà individuale (max 12/30). In alternativa all’elaborato scritto in aula, il docente può avvalersi della modalità di esame scritta in remoto tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam, integrata con strumenti di proctoring (Respondus).
Exam: Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus); Individual project; Group project;
MODELLING, SIMULATION AND TESTING OF AEROSPACE SYSTEMS The final examination consists of two parts and an approximately one hour and a half oral exam. Part I is related with the theoretical subjects presented at lessons: the student can consult the lecture notes during the exam and must demonstrate both problem solving attitude and confidence with the subject (max 16/30). Part II is dedicated to the discussion of the student’s individual laboratory report (compulsory) prepared during the laboratories exercises; quality and clarity of the report will count 25% of the final grade (max 16/30). FLIGHT SIMULATION • Preparation of a technical report for each of the practical exercises assigned during the course. The activity must be carried out in teams of five/six students and the technical report should be drawn up jointly. This document must be delivered COMPLETE within the last lesson of the course. The evaluation of the product will be collective (max 8/30). • Preparation of a project report on the development of a simulator. The editorial style should be that of a "tutorial" or a guide to the rational use of the program (with examples and typical results). This document must be delivered COMPLETE within the last lesson of the course. The project must be done on an individual basis and report everything considered essential to describe the solution adopted. The evaluation of the product will be individual (max 12/30). • Written exam as a response (in an open form) to a series of specific technical questions. The student can consult the course notes during the exam and must demonstrate both problem solving attitude and confidence with the subject. The written exam lasts two hours. The evaluation of the product will be individual (max 12/30). The teacher can select a test procedure based on a written exam performed remotely via PC with the use of the Exam platform, integrated with proctoring tools (Respondus).


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