Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti il funzionamento dei propulsori di impiego aeronautico. Dopo un richiamo dei concetti di base di termodinamica e meccanica utili allo studio dei propulsori, vengono descritti i principali propulsori di impiego aeronautico che si basano su turbine a gas, determinandone le prestazioni a progetto, analizzandone i componenti principali (ugelli, prese d'aria, combustori, post-combustori, turbine, compressori) e fornendo cenni sul funzionamento in regolazione. In una seconda parte del corso l'attenzione è invece rivolta alla propulsione aeronautica basata sui motori alternativi: viene fornita l'impostazione teorica di base per la valutazione delle prestazioni, in termini di potenza e consumo, del motore a ciclo Otto. Queste informazioni saranno integrate da cenni di nozioni di carattere pratico sulle tecnologie e i metodi di produzione e manutenzione degli organi principali e dei sistemi accessori.

Conoscenza dei principi di funzionamento dei principali propulsori di impiego aeronautico e degli organi che li costituiscono.
Capacita’ di valutazione delle prestazione dei principali motori aeronautici.

Termodinamica e meccanica di base.

Introduzione. Classificazione dei propulsori aeronautici e delle macchine a fluido. Richiami di termodinamica.
Motori a turbina a gas. Ciclo Brayton ideale e reale. La spinta: teorema della quantità di moto, spinta standard netta, spinta lorda, resistenza addizionale, consumi specifici e rendimenti. Descrizione e valutazione delle prestazioni a progetto dei diversi propulsori e turbomotori: autoreattore, turboreattore semplice, turbo albero, turboelica, turboreattore a doppio flusso con flussi separati e by-pass. Sistemi per l'aumento di spinta/potenza; post-combustione.
Portata ed andamento delle pressioni in ugelli. Prese d'aria subsoniche e supersoniche. Combustori.
Turbine ad azione, a salti di velocità, a salti di pressione e turbine a reazione. Turbocompressori assiali e centrifughi.
Accoppiamento turbina-compressore in turbine a gas monoalbero e in turbogetti monoalbero (linea di funzionamento). Influenza di condizioni di volo, controllo dei motori e operazioni a terra (cenni).
Motori alternativi. Fondamenti teorici: ciclo Otto; indicatori di prestazioni; fattori della potenza utile; influenza del rapporto di miscela; caratteristica meccanica; regolazione; variazione delle prestazioni con la quota; principi della sovralimentazione; anomalie della combustione. Aspetti costruttivi: architettura del motore aeronautico; basamento; albero motore; cilindri; pistoni; bielle; albero a camme; valvole. Strumentazione. Caratteristiche dei combustibili e lubrificanti per impiego aeronautico. Altri impianti e sistemi: refrigerazione; lubrificazione; alimentazione dell'aria; alimentazione del combustibile (carburatori e sistemi di iniezione); sovralimentazione; scarico.

Calcolo di prestazioni a progetto di autoreattore, turbina a gas, turboreattore (semplice e doppio flusso), motori alternativi. Calcolo delle prestazioni di motori aeronautici nel funzionamento a punto fisso e in quota.

- Appunti e materiale didattico verranno forniti dal docente durante il corso.
- M.J. Kroes, T.W. Wild, Aircraft Powerplants, 7th ed., McGraw-Hill, New York, 1994.
- P.G. Hill, C.R. Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, Addison-Wesley, 1992.

L’esame nel primo dei due appelli che seguono immediatamente la conclusione delle lezioni è scritto, mentre è orale in tutti gli altri appelli dell’anno accademico.
L’esame scritto consiste nella risposta a 15 domande presentate in un questionario. Il tempo massimo a disposizione è di 2 ore. Le domande richiedono in parte risposte su argomenti di teoria, in parte l’esecuzione di calcoli il cui risultato non è suggerito.
Gli esami orali consistono in due o tre domande poste ad ogni candidato, sviluppate attraverso la discussione e lo svolgimento di brevi calcoli e durano circa un quarto d’ora l’una.