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Technological challenges of commercial high-speed flight
01HVQIW
A.A. 2023/24
Course Language
Inglese
Degree programme(s)
Doctorate Research in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Course structure
| Teaching | Hours |
|---|---|
| Lezioni | 20 |
Lecturers
| Teacher | Status | SSD | h.Les | h.Ex | h.Lab | h.Tut | Years teaching |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ferretto Davide | Ricercatore L240/10 | IIND-01/E | 20 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Co-lectures
Context
| SSD | CFU | Activities | Area context | *** N/A *** |
|---|
Il corso mira a fornire agli studenti di Dottorato un'ampia visione sulle principali sfide tecnologiche del volo commerciale ad alta velocità, concentrandosi sulla progettazione sia del veicolo che dei sistemi di bordo. In tutto il mondo, sia il settore aeronautico che quello spaziale stanno attualmente manifestando il loro interesse nel campo del trasporto supersonico e ipersonico. Lo sviluppo di tecnologie abilitanti per il volo ad alta velocità è infatti visto come un punto cruciale per lo sviluppo di futuri servizi di linea su rotte a lungo raggio. Inoltre, il potenziale radicamento nel mercato di tali tecnologie è visto anche come passo fondamentale verso il futuro accesso riutilizzabile allo spazio, mediante servizio commerciale. In questo contesto, il corso offre agli studenti una panoramica dei più recenti progressi sull'argomento, fornendo allo stesso tempo un’analisi dei principali veicoli candidati all’ingresso in servizio nei prossimi decenni, i cui casi di studio saranno adeguatamente approfonditi. Saranno inoltre discusse le metodologie per la progettazione di veicoli e sistemi di bordo, sviluppate durante le ultime attività di ricerca. A questo scopo sono previsti anche alcuni brevi interventi di esperti internazionali, attualmente attivi nell'ambito di iniziative legate all'alta velocità.
This course aims at providing PhD students with a wide perspective on the main technological challenges of commercial high-speed flight, focusing on both vehicle and on-board systems design. Worldwide, both aeronautical and space domains are currently conveying their interest in the field of supersonic and hypersonic transportation. Indeed, the development of enabling technologies to allow high-speed flight is seen as crucial gate for future long haul routes flight service. Complementary, all these efforts are considered also as preparatory steps towards the future reusable access to space vehicles segment. In this context, this course offers to the students an overview of the most recent advancements on the topic, both providing an insight on the current situation of potential vehicle candidates scheduled to entry into service in the next decades, which will be analyzed in the context of future aviation roadmap, and discussing the methodologies for vehicle and on-board systems design, developed during latest research activities. At this purpose, some short keynote speeches from international experts, currently active within high-speed related initiatives, are also planned.
Avanprogetto di velivoli convenzionali, sistemi aeronautici di bordo
Conceptual design of conventional aircraft, on-board systems for aeronautical applications
Parte I: Introduzione al volo commerciale ad alta velocità (3 hours)
• Il volo ad alta velocità nel contesto dell’aviazione commerciale del futuro
• Panoramica sui regime di volo supersonico ed ipersonico
• Analisi storica dei principali concept sviluppati e dei loro profili di missione
• Casi di studio rilevanti: successi e fallimenti
• Tecnologie abilitanti per il volo commerciale ad alta velocità
Parte II: Sfide progettuali a livello velivolo (6 hours)
• Metodologia integrata di avanprogetto
• Carburanti tradizionali vs idrogeno
• Come gestire le principali problematiche relative ad aerodinamica, controllo termico, caratterizzazione del sistema propulsivo e della cellula del velivolo: interventi di esperti appartenenti a centri di ricerca Europei
• L’importanza dell’analisi del ciclo di vita del prodotto e della sua competitività in servizio
Parte III: Sfide progettuali a livello di sistemi di bordo (8 hours)
• Controllo del volo
• Gestione combustibile e integrazione con il sistema propulsivo
• Controllo ambientale di bordo
• Generazione di potenza secondaria
• Gestione integrata dell’energia
• Panoramica dell’impatto dei sistemi di bordo sull’architettura velivolo
Part IV: Valutazione finale (3 hours)
• Presentazioni degli studenti
Part I: Introduction on commercial high-speed flight (3 hours)
• The high-speed flight role in the future of commercial aviation
• Supersonic and hypersonic flight regimes summary
• Historical overview of main configurations and mission concepts
• Relevant high-speed flight initiatives: reasons for success and failures
• Enabling technologies for commercial high-speed flight
Part II: Design Challenges – vehicle level (6 hours)
• Integrated Conceptual Design approach
• Hydrocarbon fuels versus hydrogen
• How to cope with aerodynamic, thermal, propulsive and structural issues: keynote speeches by experts from research centers in Europe
• Relationships with life cycle assessment and competitiveness
Part III: Design Challenges – on-board systems level (8 hours)
• Flight control
• Propellant management and propulsion system integration
• Environmental control
• Secondary power generation
• Integrated thermal and energy management
• Overall impact of on-board systems at vehicle level
Part IV: Final Assessment (3 hours)
• PhD Students Presentations
Modalità mista
Mixed mode
Presentazione orale
Oral presentation
P.D.1-1 - Gennaio
P.D.1-1 - January