Servizi per la didattica
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
Lezioni 27
Esercitazioni in aula 31,5
Esercitazioni in laboratorio 1,5
Tutoraggio 31,5
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Capello Elisa   Professore Associato ING-IND/03 12 25,5 12 0 2
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/03 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2021/22
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.
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. 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.
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.
È prevista 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 (in aula); Elaborato progettuale individuale; Elaborato progettuale in gruppo;
Exam: Written test; Individual project; Group project;
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).
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.
Exam: Written test; Individual project; Group project;
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 in aula 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).
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.
Modalità di esame: Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Elaborato progettuale individuale; Elaborato progettuale in gruppo;
Il superamento dell’esame per l'insegnamento 02IIQMT - Simulazione del volo prevede quanto segue: • Preparazione di un rapporto tecnico per ciascuna delle esercitazioni pratiche assegnate durante il semestre. 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 semestre. • 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 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 using the PoliTo platform; 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 tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; 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 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). • Utilizzando la piattaforma Respondus e Lockdown Browser, l’elaborato, della durata di un’ora, viene condotto senza l’aiuto di appunti o libri, ed è composto da 6 quesiti a risposta chiusa del tipo a scelta multipla e una/due domande aperte. La valutazione del risultato prodotto sarà individuale (max 16/30).
Exam: Computer-based written test using the PoliTo platform; 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).
Esporta Word


© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
Contatti