Nell’ambito di questo insegnamento si introducono sinteticamente le procedure analitiche per la valutazione delle prestazioni dei velivoli durante le fasi di volo librato e propulso (motoelica e turbogetto). Successivamente vengono illustrate le basi per lo studio analitico degli stati di equilibrio del velivolo. L'insegnamento intende inoltre fornire allo studente i principi della teoria del volo, partendo dall’estensione e dall’approfondimento dei concetti di base della meccanica del volo. Infine, vengono trattati i fondamenti della meccanica del volo dell’elicottero.

L’obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire all’allievo le competenze di base della meccanica del volo atmosferico. Quindi al termine dell’insegnamento si chiederà allo studente di: saper stimare le prestazioni di un aeromobile ad ala fissa e rotante; conoscere gli strumenti di analisi del comportamento del velivolo nelle condizioni di equilibrio e nel volo manovrato; comprendere i requisiti prescritti dalla normativa per la valutazione delle qualità di volo. Ai fini dell’autonomia di giudizio e della capacità di comunicazione tecnica, si verificherà che lo studente abbia acquisito le seguenti capacità: valutare numericamente un problema di tipo ingegneristico; prendere una motivata decisione progettuale in presenza di requisiti progettuali; stimare rapidamente gli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente l'ingegnere si deve attendere nei principali casi di riferimento della materia; la conoscenza della terminologia tecnica internazionale, in particolare quella inglese. Queste capacità vengono acquisite attraverso lo studio di alcuni problemi, indicati nel programma (soprattutto nella parte esercitativa), che vengono proposti in quanto esemplari, ovvero rilevanti per le applicazioni tecniche e adatti a introdurre la gamma di metodi che nel complesso l’ingegnere aerospaziale deve conoscere.

L’allievo che accede a questo insegnamento deve conoscere gli strumenti di base del calcolo differenziale e integrale, della geometria analitica nel piano e nello spazio. È desiderabile inoltre che l’allievo disponga di nozioni di base sull’algebra delle matrici e conosca i fondamenti della meccanica applicata. È’ infine auspicabile la comprensione della lingua inglese parlata e scritta.

L’atmosfera ISA. Misura della velocità. Sistemi di riferimento fondamentali per la meccanica del volo. Angoli di Eulero. Equazioni del moto del velivolo. Il volo librato. Generalità sui sistemi propulsivi: turbogetto, turbofan, motoelica e turboelica. L’elica: principio di funzionamento, prestazioni, caratteristiche geometrico-costruttive, regolazione del passo ed impianti correlati. Utilizzo operativo dei sistemi propulsivi di interesse aeronautico: accensione e strumentazione di bordo. Spinta e potenza necessarie. Inviluppo di volo. Tangenza ed autonomia del turbogetto. Tangenza ed autonomia del motoelica. Prestazioni in salita del motoelica. Prestazioni in salita del turbogetto e confronti con il motoelica. Fattori di carico, diagramma di manovra e di raffica. Manovre nel piano longitudinale. La virata. Decollo ed Atterraggio. Equilibrio e stabilità statica, concetti generali. Stabilità statica longitudinale. Stabilità statica direzionale e laterale. Le superfici di controllo (caratteristiche costruttive ed aerodinamiche). Cenni alla stabilità dinamica (modi caratteristici). Qualità di volo (normativa di riferimento). Introduzione alla meccanica del volo dell’elicottero. Terminologia. Equilibri. Aerodinamica del rotore e regimi di volo (autorotazione). Potenza necessaria e prestazioni. Comandi per la regolazione del passo. Cenni alla dinamica del rotore (articolazione della pala e dinamica di flappeggio). Accoppiamenti aeromeccanici e vibrazioni. Blade tracking.

Di norma alle ore di lezione corrisponde un numero di ore di esercitazione in aula pari al 33% del totale, strettamente collegate alle lezioni, durante le quali all’allievo vengono proposti problemi atti a sviluppare la sua capacità ad applicare la teoria nel contesto dei problemi pratici. I problemi vengono presentati alla lavagna e se ne illustra la procedura di svolgimento. Viene fornita assistenza continua in aula da parte di un esercitatore. Il materiale per le esercitazioni viene fornito dagli esercitatori. Gli esercizi sono proposti in progressione didattica e richiedono l’uso di calcolatrici tascabili. Di norma per ogni ora di esercitazione in aula l’allievo deve prevedere un lavoro personale a casa per completamenti.

Esiste un libro di testo (G. Guglieri, Introduzione alla meccanica del volo, ed. CELID, TORINO, 2005) e vengono indicati testi alternativi in lingua italiana e inglese per eventuali approfondimenti. Lezioni: le dispense sono raccolte in un libro di testo. Esercitazioni: i testi dei problemi proposti vengono forniti dagli esercitatori in aula e vengono messi a disposizione anche sul portale della didattica. Gli esercitatori forniscono inoltre, in aula, le tracce scritte di soluzione.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test;

... Esiste il solo esame finale che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese (capacità di risolvere problemi numerici tipici della meccanica del volo e comprensione teorica degli equilibri statici e dinamici in volo) tramite lo svolgimento di una prova scritta di 2 ore senza l'aiuto di appunti o libri. La prova orale è sostituita dalla prima parte della prova scritta che accerta le conoscenze teoriche della materia. La prova scritta consiste di 6 quesiti, di cui 3 domande di teoria e 3 esercizi. Le domande corrispondono ciascuna a un argomento scelto tra quelli della teoria esposta a lezione, gli esercizi a un problema di calcolo del tipo svolto a esercitazione. Per le domande si richiede di esporre la teoria, dimostrandone la conoscenza e la padronanza in termini di elaborazione analitica e rappresentazione grafica. Per gli esercizi si chiede di fornire procedimento e risultati numerici al fine o di dimostrare la capacità di individuarne la soluzione esatta, coerentemente con gli ordini di grandezza attesi. In alternativa alla prova scritta in aula, il docente può avvalersi della modalità di esame scritta in remoto tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam, integrata con strumenti di proctoring (Respondus). L’esame scritto, della durata di 2 ore, senza l'aiuto di appunti o libri, è composto da 8 quesiti a risposta chiusa (scelta multipla o vero/falso) di tipo teorico e 8 esercizi brevi con risposta numerica singola, ammessa con tolleranza di calcolo. Anche in questa modalità di esame finale, non è prevista prova orale. La prova scritta si ritiene superata con un punteggio minimo di 18 punti su un massimo di 30.

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.