Il Corso copre aspetti multidisciplinari a completamento di quadro complessivo dello studio di un
sistema propulsivo. Nei corsi generalisti lo studente ha avuto modo di apprendere le tecniche di
valutazione delle prestazioni a progetto e fuori-progetto, nonché dei criteri per la progettazione e il
dimensionamento dei singoli componenti motore.
Le criticità di funzionamento e la gestione dei relativi rischi non vengono analizzati se non per la
definire di criteri progettuali.
Nella gestione pratica del propulsore invece il pilota gestisce una sistema estremamente complesso
mediante un solo comando, demandando ad un sistema di controlli l’erogazione, la modulazione e
l’ottimizzazione delle prestazioni richieste, nonché la gestione degli eventi critici e delle instabilità
di sistema.

Panoramica dettagliata delle criticità di un sistema propulsivo. Capacità di analisi e di
progettazione di un sistema minimale di controlli per la gestione delle principali configurazioni
motore.

Sono presupposte conoscenze di base nel campo delle macchine a fluido e della meccanica dei
fluidi, nonchè le competenze acquisite nel corso di Motori per Aeromobili.

Generalità.
Richiami di controllo di sistemi dinamici e di regolazione dei motori.

a) Analisi dei limiti fisici dei singoli componenti, ossia lo studio di quelle condizioni di
funzionamento del singolo componente che possono pregiudicare l’integrità o la sicurezza di
esercizio del sistema complessivo. Ove possibile viene fornito un adeguato modello dinamico del
fenomeno. Questa parte del corso copre essenzialmente aspetti multidisciplinari che ricadono nello
studio delle instabilità e dei limiti dei principali componenti motore:
Stallo rotante e pompaggio dei compressori. Starting e windmilling in un compressore plurialbero.
Problemi di accoppiamento aeroelastico, termico, vibroacustico. Limiti di flutter in un compressore
assiale. Stall Flutter, unstalled supersonic flutter, choke flutter. Instabilità di combustione.

b) Il propulsore aerospaziale come sistema con controllo retroazionato.
Controllability delle varie architetture motore (SCramjet/ Ramjet, Turbojet, Turbofan, Turboprop).
Definizione dei limiti operativi (Application Requirements) in base al profilo di missione e alle
condizioni ambientali.
Gestione dei limiti fisici della macchina (Physical Limiting Control Modes).
Gestione delle prestazioni nelle fasi stazionarie della missione (Steady performances control
modes).Gestione dei transitori (Transient control modes)
Sensori e attuatori. Sistemi con ridondanza.

Durante le esercitazioni, di carattere numerico, vengono riproposti modelli dinamici con i quali
poter simulare effettivamente alcuni dei fenomeni e dei sistemi analizzati a lezione.
Simulazione del pompaggio e dello stallo rotante. Condizioni di risonanza e instabilità aeroelstiche
in una schiera di palette. Controllo di un propulsore per velivolo da superiorità aerea.
Controllo di un propulsore per velivolo da trasporto. Controllo di un propulsore per applicazioni
elicotteristiche.

Appunti forniti dal docente.
Sobey A.J., Control of aircraft and missile powerplants- an introduction to the analysis and design
of engine control systems, Wiley.
Walsh P., Fletcher P., Gasturbine performances (second editino). Wiley,

Gli esami sono orali e prevedono domande relative alla parte teorica e la discussione delle
esercitazioni. L’esame dura circa mezz’ora.