Il corso si propone di presentare e di fornire agli studenti le problematiche e le metodologie utilizzate per il progetto dei propulsori aeronautici a turbina, "Gas Turbine Engines". Partendo dal profilo di missione e dai requisiti e dai vincoli dell'aeromobile ("Request for Proposal", RFP) gli studenti saranno messi nelle condizioni di poter effettuare il progetto preliminare globale del propulsore e dei suoi singoli componenti. A tal fine, l'attenzione verrà indirizzata allo sviluppo di un turbofan con mixer che dovrà equipaggiare un "Air-to-Air Fighter" di prossima generazione.

Conoscenza delle problematiche connesse al progetto e lo sviluppo del motore e dei suoi componenti..
Capacità di valutazione critica nelle scelte progettuali, capacità di lavoro in team di sviluppo.

Gasdinamica, Fondamenti di Macchine, Motori per Aeromobili.

Il processo del progetto: richiami di termodinamica, filosofia del progetto, esempio dei requisiti di missione per un 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 "off-design" 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.

Le esercitazioni saranno di carattere numerico e verteranno sul progetto preliminare globale e dei singoli componenti di un propulsore a turbina (turbofan) per un aeromobile di nuova generazione. In particolare, gli studenti divisi in due squadre si occuperanno dello sviluppo di un propulsore per un caccia militare e per un velivolo da trasporto civile di grandi dimensioni. Per le esercitazioni verranno utilizzati i software matlab e EADsys.

- Appunti e materiale didattico verranno forniti dal docente durante il corso.
- J.D. Mattingly, W.H. 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.

L’esame si svolgerà in forma orale e sarà basato sulla relazione tecnica che ogni studente dovrà presentare per sostenere l’esame.