PORTALE DELLA DIDATTICA

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Progetto dei sistemi aerospaziali integrati

01NZKMT

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 35,5
Esercitazioni in laboratorio 45,5
Tutoraggio 18
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Viola Nicole Professore Ordinario IIND-01/E 26,5 0 24,5 0 11
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/05 8 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale ed astronautica
2018/19
Nella formazione dell’ingegnere Aerospaziale con ampia visione Sistemistica questo corso svolge la funzione di sintesi finale, a livello di visione globale di "integrazione dei sistemi aerospaziali" in quanto, non solo un singolo sistema (o sottosistema) deve essere un’armonica integrazione di equipaggiamenti, ma, a sua volta, deve integrarsi in modo ottimale con tutti gli altri sistemi e sottosistemi, sia di bordo, che esterni all’aeromobile, come il Sistema di Supporto Logistico. In realtà oggi si sta affermando un concetto ancora più avanzato e complesso che è il cosiddetto "Sistema di Sistemi", dettato dall’esigenza di far operare in maniera integrata più Sistemi, delle svariate tipologie viste, il che si potrà ottenere in modo ottimale solo se i Sistemi dei vari aeromobili saranno stati progettati in maniera integrata. Altro obiettivo, altrettanto importante, è quello di far acquisire agli Allievi la "forma mentis" del Progettista Sistemista, in grado di definire e integrare "sotto-sistemi" e/o "componenti" in un "Sistema" in grado di soddisfare i requisiti preposti; basilare per questo aspetto sarà la capacità di condurre valutazioni numeriche e l’acquisizione di una spiccata capacità di valutare ordini di grandezza e scelte "architetturali". In quest’ottica appare anche estremamente importante far conoscere agli Allievi la tipologia di strumenti normalmente usati dai Progettisti di Sistemi. Mentre la prima parte del corso inquadra la problematica della definizione integrata dei sistemi aerospaziali per gli aspetti funzionali/prestazionali, a livello di velivolo completo e dalla missione del velivolo dettati e condizionati, la seconda parte è mirata agli aspetti peculiari dei vari Sistemi sia per quanto riguarda le scelte qualitative o di architettura sia per le definizioni quantitative (dimensionamento) senza dimenticare le caratteristiche di Sicurezza, Affidabilità e Manutenzione; anche nella seconda fase il ruolo dell’"integrazione è fondamentale, sia per gli aspetti installativi che per l’integrazione del Sistema di Supporto Logistico; a tal fine si approfondiranno le conoscenze basiche e si mirerà a fare acquisire la capacità di valutazioni anche quantitative.
Within the educational growth of students in Aerospace Engineering with particular emphasis on Systems Engineering, the present course represents the final synthesis for "aerospace systems integration", as at the same time the single system (or subsystem) is considered and designed to be an harmonic integration of equipment and to be able to perfectly integrate with all other systems (or subsystems), which are both on board and outside the vehicle, like the Logistic Support System. Apart from these systems, an innovative concept, the so called System of Systems, is getting more and more important today and it has to be seriously taken into account, as there is a growing interest and need to make various types of systems operate together in an integrated way. A fundamental objective of the present course is therefore represented by the development of the capability of learning the Systems Engineering view and approach to design, in order to make the students able to define and integrate subsystems and/or components to form a system that meets requirements. Students will therefore learn how to size subsystems and components and how to evaluate and compare architectural layout alternatives, through the application of the typical Systems Engineering design tools. While the first part of the course focuses on issues related to the definition of integrated aerospace systems, specifically from the point of view of functions/performance, the second part of the course focuses on the peculiar features of the various subsystems, from the point of view of sizing and qualitative or architectural choices, including considerations on Safety, Reliability and Maintenance. The role of integration is fundamental both in the first and in the second part of the course. In particular in the second part of the course integration plays a crucial role for installation studies and for considerations on Logistic Support System.
Capacità di operare in attività di progettazione sistemistica ai diversi livelli e di svolgere il ruolo di "Progettista Logistico", alla luce di una chiara visione d’integrazione dei Sistemi, capacità di utilizzare moderni strumenti di Progettazione Sistemistica, capacità di ricerca di informazioni su prodotti tecnici e di relativa valutazione preliminare, capacità di documentazione.
Capability of performing systems engineering design activities at different levels as well as acting as Logistic Support System designer, taking into account systems integration, Systems Engineering design tools, technical products data searching and evaluation and reporting.
Conoscenze sui sistemi aerospaziali, meccanica del volo, strutture.
Fundamentals of aerospace systems, flight mechanics, structures.
Introduzione al Corso ed organizzazione dello stesso. Modalità d’esame. Presentazione del Programma. Illustrazione delle configurazioni Sistemistiche di alcuni moderni aeromobili . Metodologia per il Progetto dei Sistemi: Analisi dei requisiti, Analisi funzionale, Definizione di Architettura di Sistemi Integrati, Dimensionamento preliminare, Modellazione matematica, Stima Pesi e Volumi.Integrazione dei requisiti a livello Sistema e definizione dei requisiti dei Sotto-Sistemi; l’esempio del velivolo con sua definizione architettonica, dimensionamento concettuale e definizione dei Sotto-Sistemi (30 ore). Definizione dei principali sottosistemi: Avionica, Comandi di Volo e Carrello d’atterraggio, Combustibile, ECS, Anti-Ghiaccio, Generazione pneumatica, Generazione Idraulica ed Elettrica; integrazione dei suddetti sistemi e definizione dei principali Equipaggiamenti. Integrazione installativa dei Sistemi e organizzazione della stessa. Illustrazione di uno strumento computerizzato per la Progettazione integrata dei Sistemi di bordo di un Aeromobile e relativa applicazione (30 ore). Linee base per l’integrazione dei Sistemi. Realizzazione del "Digital Mock-Up at Conceptual Level". Sicurezza, Affidabilità e Manutenzione nel Progetto dei Sistemi e Sistema di Supporto Logistico Integrato. Analisi dei fattori installativi ed Analisi Zonale di Sicurezza. Stima preliminare dei Costi (20 0re).
Module introduction and schedule. Examination. Module table of contents. Systems design methodology: requirements analysis, functional analysis, definition of integrated systems architecture, preliminary sizing, mathematical modeling, weight and volume estimation, mission analysis and complex scenario definition. Requirements integration at system level and definition of subsystems requirements. Example: aircraft architectural layout definition, conceptual sizing and subsystems definition (30 hours). Definition of main aircraft subsystems: Avionics, Flight Controls and Landing Gear, Fuel/Propellant and Propulsion System, Environmental Control System and Environmental Control and Life Support System, Thermal Control System, Thermal Protection System, Anti-Ice System, Air System, Hydraulic and Electric System; integration of subsystems and definition of main equipment. Subsystems installation studies. Presentation of a software tool for on board integrated systems design and related applications. Presentation of a software tool for mission analysis and complex scenario evaluation (30 hours). Fundamentals of systems integration. Digital Mock-Up at Conceptual Level. Safety, Reliability and Maintenance in Systems and Integrated Logistic Support System Design. Installation analysis and Zonal Safety analysis. Preliminary cost estimation (20 hours).
Esercitazione Progettuale con gli Allievi raggruppati in Gruppi di Lavoro, ognuno con assegnato il tema riguardante la definizione sistemistica di un velivolo assegnato. I passi principali per sviluppare i Temi progettuali saranno: -Definizione concettuale della piattaforma aerospaziale -Definizione della sua configurazione architettonica e realizzazione modello CAD -Definizione dei sotto-sistemi -Integrazione dei sotto-sistemi nel sistema con ottenimento di "Digital Mock-up" -Applicazione di tecniche per Manutenibilità e Sicurezza ("Zonal Analysis") al "Digital Mock-up" e previsione dei Costi. Il lavoro sarà, come detto, portato avanti in Gruppo ma con il criterio che ogni allievo deve partecipare a tutte le fasi dell’esercitazione e acquisire le capacità inerenti a tutti gli aspetti trattati. L’avanzamento dei lavori dei vari Gruppi sarà periodicamente oggetto di presentazioni in plenaria, in modo che ogni allievo, oltre a conoscere a fondo il Tema a cui partecipa, sia anche conscio delle problematiche affrontate e delle soluzioni definite da tutti gli altri Gruppi di Lavoro.
Design exercise: students are divided into groups and each group is in charge of carrying out the system design of a specific vehicle. Main steps of the design exercise are: - conceptual definition of the aerospace platform - architectural configuration definition and 3D CAD modeling - subsystems definition - integration of subsystems for digital mock-up - application of maintainability and safety analyses (Zonal Safety analysis) to digital mock-up and cost evaluation Even though the students will work in a group, each student has to participate to all phases, in order to acquire the capabilities needed to perform each step. Design reviews are planned in advanced and related presentations are envisaged, in order to let the students able to learn issues related to other students team work and their proposed solutions.
- DISPENSE DEL CORSO FORNITE DAL DOCENTE - D.P. RAYMER, AIRCRAFT DESIGN: A CONCEPTUAL APPROACH, AIAA EDUCATION SERIES, 1999 - I.ROSKAM, AIRPLANE DESIGN SERIES PART I, ROSKAM AVIATION AND ENGINEERING CORPORATION, 1989 - S. CHIESA, M. FIORITI, N. VIOLA “Methodology For An Integrated Definition Of A System And Its Subsystems: The Case-Study Of An Airplane And Its Subsystems" CHAPTER OF THE BOOK: SYSTEMS ENGINEERING - PRACTICE AND THEORY, ISBN: 978-953-51-0322-6 , INTECH, 2012 - Exercitations: the students, that attend the course, will be provided with the texts of the proposed topics and their solutions through the educational portal.
- Text of the course provided by the teacher - D.P. RAYMER, AIRCRAFT DESIGN: A CONCEPTUAL APPROACH, AIAA EDUCATION SERIES, 1999 - I.ROSKAM, AIRPLANE DESIGN SERIES PART I, ROSKAM AVIATION AND ENGINEERING CORPORATION, 1989 - S. CHIESA, M. FIORITI, N. VIOLA “Methodology For An Integrated Definition Of A System And Its Subsystems: The Case-Study Of An Airplane And Its Subsystems" CHAPTER OF THE BOOK: SYSTEMS ENGINEERING - PRACTICE AND THEORY, ISBN: 978-953-51-0322-6 , INTECH, 2012 - Exercitations: the students, that attend the course, will be provided with the texts of the proposed topics and their solutions through the educational portal.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Progetto di gruppo;
Exam: Compulsory oral exam; Group essay; Group project;
... L’esame verterà essenzialmente nella valutazione dei lavori progettuali svolti durante il corso, in particolare discutendo la Relazione dell’allievo sul Tema di Progetto cui ha partecipato. Un'ulteriore discussione verterà sulle attività svolte da Gruppi di Lavoro diversi da quello a cui ha partecipato l’allievo. Le discussioni sul tema progettuale affrontato dall’Allievo e, in maniera meno approfondita, sui casi progettuali sviluppati da altri gruppi di lavoro, hanno la finalità di verificare l'acquisita conoscenza delle problematiche della progettazione sistemistica dei prodotti aerospaziali, e l’acquisizione dei meccanismi secondo cui si sviluppa la progettazione sistemistica. Sarà anche importante verificare dalla relazione la capacità di esprimere in maniera chiara, sintetica e razionale i risultati di un’attività tecnica.
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.
Exam: Compulsory oral exam; Group essay; Group project;
The examination will focus mainly on the evaluation of the system design performed by the student during the module, on the basis of the report written by the student on the assigned design theme. The examination will also focus on the design activities carried out by the other students teams. The examination aims at verifying the knowledge acquired by the students on issues related to aerospace systems design and the capability of students to explain clearly, rationally and synthetically the results of their technical activity.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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