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 per mezzo di tre domande basate sulla relazione tecnica che ogni studente dovra' presentare per sostenere l'esame.
La durata dell'esame sara' di circa 20 minuti.