Il corso si propone di presentare e di fornire agli studenti le problematiche e le metodologie utilizzate per il progetto
preliminare dei propulsori aeronautici.

Gasdinamica, Fondamenti di Macchine, Motori per Aeromobili.

Il processo del progetto: richiami di termodinamica, filosofia del progetto, esempio di missione 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 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.

Il corso si propone di presentare le problematiche e di fornire i metodi analitici e numerici per il
progetto preliminare dei propulsori aeronautici a turbina, "Gas Turbine Engines".
Partendo dai requisiti, dai vincoli e dal profilo di missione di un aeromobile ("Request for Proposal", RFP) verranno analizzate tutte le problematiche relative al progetto globale del propulsore e dei suoi
singoli componenti.

Programma del Corso
Il processo del progetto: richiami di termodinamica, filosofia del progetto, esempio di missione 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: richiami del modello 0-D, modello 1-D e funzionamento instazionario, rendimenti dei componenti, analisi prestazionale del motore e dei suoi componenti, selezione della configurazione motore pi`u appropriata, analisi di sensitività, parametri adimensionali, il "matching" dei componenti. Dimensioni di massima del motore: resistenza addizionale per presa d’aria e ugello di scarico, dimensionamento della presa subsonica e supersonica, dimensionamento dell’ugello di scarico, scelta del numero di motori. Progetto dei componenti motore: quantit`a globali e di interfaccia, linea di funzionamento, elementi di progetto delle turbomacchine (fan, compressore, turbina) con relativo "flowpath", sistema di combustione e componenti, presa d’aria e ugello, inversori di spinta.

Esercitazioni
Le esercitazioni, di carattere numerico, verteranno sul progetto preliminare di un turbofan per l’equipaggiamento di un caccia "Air-to-Air" di nuova generazione.

Le esercitazioni verteranno sul progetto di un propulsore turbofan.

Dispense del docente
JD Mattingly, WH 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.

Appunti del docente.
JD Mattingly, WH 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.

La valutazione dello studente avverrà per mezzo di un esame orale

La valutazione dello studente avverrà per mezzo di un esame orale sugli argomenti svolti a lezione e durante le esercitazioni. Come strumento di calcolo verrà utilizzato MATLAB.