Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti il funzionamento dei principali motori/propulsori di impiego aeronautico: motoelica, turboelica/turboalbero, turbogetto, turbofan e autoreattore. Verranno inoltre analizzate le turbomacchine comunemente impiegate in campo aerospaziale (turbocompressori assiali e centrifughi, turbine assiali e turbopompe), determinandone le prestazioni sia in funzionamento nominale che “fuori progetto”. Indicativamente il corso è articolato in sessanta ore di lezione e venti di esercitazione.

Conoscenza dei principi di funzionamento e delle prestazione dei motori e propulsori di impiego aeronautico; conoscenza dei principi di funzionamento in condizioni nominali e fuori progetto e delle prestazioni di turbomacchine motrici ed operatrici.

Elementi di termodinamica, fluidodinamica e meccanica di base.

Classificazione delle macchine a fluido. Richiami di termodinamica. Velocità del suono e proprietà di ristagno in una corrente fluida. Numero di Mach. Flusso adiabatico ed isoentropico di una corrente unidimensionale stazionaria. Pressione critica e condizioni di criticità. Lavoro di espansione e di compressione. Rendimenti adiabatici ed idraulici. Turbocompressori: Espressione del lavoro in una turbomacchina; triangoli di velocità. Compressore assiale: triangoli di velocità; lavoro, perdite e rendimento; grado di reazione. Mappa del compressore. Pompaggio, stallo rotante. Funzionamento fuori progetto, avviamento. Equilibrio radiale e cenni su criteri di svergolamento. Compressori centrifughi. Regolazione dei turbocompressori. Turbine:Turbina assiale semplice ad azione; descrizione della macchina, triangoli di velocità, profili delle palettature; espressione del lavoro e del rendimento nel caso ideale e reale. Turbina assiale semplice a reazione; grado di reazione; triangoli di velocità e profili delle palettature; espressione del lavoro e del rendimento nel caso ideale e reale; confronto con la turbina ad azione. Turbopompe: cavitazione ed NPSH. Motori alternativi: Ciclo ideale, ciclo limite e ciclo indicato. Rendimenti. Coefficiente di riempimento. Pressione media indicata ed effettiva. Caratteristica meccanica. Influenza delle condizioni ambiente. Sovralimentazione. Spinta e rendimento propulsivo, definizione di prestazioni per propulsori aeronautici. Ciclo Joule-Bryton. Prese d'aria. Prestazioni a progetto dei diversi aeropropulsori e turbomotori: autoreattore, turboreattore semplice, turboreattore a doppio flusso (flussi separati e miscelati), turboelica. Postcombustione. Cenni su endoreattori.

Si svolgeranno esercitazioni numeriche su: funzionamento di ugelli compressori e turbine: turbogetto: turboelica: turbofan a flussi separati e a flussi uniti. Laboratorio su caratteristiche costruttive di motori e propulsori; visita alla collezione Capetti di motori per aeromobili.

P.G. Hill, C.R. Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, Addison-Wesley, 1992. A. Beccari, Macchine, Vol. 1, CLUT, 1980. G. Colasurdo, Motori alternativi (dispense)

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test;

... La prova di valutazione è scritta, della durata di due ore, sotto forma di 2 o 3 quesiti a risposta aperta su argomenti di teoria sviluppati nelle lezioni, e non prevede l'uso di materiale didattico. I quesiti sono in forma di domande articolate, in modo da guidare lo studente nella descrizione delle caratteristiche costruttive, dei principi di funzionamento e delle prestazioni di macchine, motori, e propulsori trattati nel corso.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.