Scopo del corso è fornire una visione d'insieme del prodotto aerospaziale sottolineando come, nel corso degli anni, siano evolute le sue configurazioni con il progresso dell'ingegneria. Tale visione di insieme, importante per qualsiasi prodotto tecnologicamente evoluto, serve anche come introduzione alla necessità ingegneristica di un approccio sistemico per il quale sono necessari collegamenti logici tra vari argomenti, i quali potranno anche essere approfonditi in discipline specialistiche svolte negli anni successivi. Mediante l'illustrazione di come semplici modelli matematici possono essere utilizzati per interpretare la fenomenologia coinvolta nei sistemi aeronautici e spaziali, l'insegnamento si propone di: 1) fornire un certo grado di sensibilità agli ordini di grandezza e comprendere le motivazioni delle diverse scelte a livello di entità delle principali caratteristiche tecniche e architettoniche dei differenti tipi di velivoli e sistemi spaziali, 2) fare intravedere la tipologia dell'attività di modellazione matematica che assumerà, negli anni successivi, un ruolo preminente per l'ingegnere di qualsiasi specializzazione, 3) contribuire a spingere gli allievi ad applicare, in modo integrato, concetti e contenuti negli insegnamenti di matematica e chimica, seguiti nel primo semestre, e di fisica, informatica e geometria, in corso di svolgimento nel secondo semestre. Sono previste alcune ore di docenza e di testimonianze aziendali.

Consapevolezza delle ragioni che hanno portato alle attuali configurazioni dei sistemi aerospaziali. Acquisizione di una visione globale del sistema aerospaziale nella quale le varie parti che lo costituiscono si integrano, svolgendo determinate funzioni, nel rispetto delle normative di aeronavigabilità e di opportuni requisiti espressi dal cliente. Consapevolezza dell’influenza del mercato sulle caratteristiche del prodotto aerospaziale. Consapevolezza di quali sono le diverse discipline coinvolte nel progetto dei sistemi aerospaziali e di come esse interagiscono. Consapevolezza della peculiarità, della complessità e delle criticità del programma di sviluppo di un sistema aerospaziale.

Nozioni generali di fisica, analisi matematica I e chimica.

Evoluzione delle architetture dei sistemi aeronautici e spaziali e delle principali tappe dello sviluppo tecnologico dell'ingegneria aerospaziale. Descrizione degli elementi costitutivi del velivolo e delle funzioni svolte: ala, fusoliera, impennaggi, gondole motrici, comandi di volo, carrello di atterraggio, sistemi di bordo e installazioni, propulsori; presentazione di architetture tipiche. Discussione critica di come le architetture siano cambiate con l’evoluzione della tecnologia e con la mutazione delle condizioni politico-economiche. Sistema aerospaziale inteso come corpo tridimensionale nello spazio soggetto all'azione di sistemi di forze; funzione delle strutture e concetti di vincolo e gradi di libertà. Generalità sulle azioni aerodinamiche: principio di reciprocità, fluido viscoso, corpi tozzi e corpi aerodinamici, profili alari, pianta alare, portanza e resistenza indotta, distribuzione di portanza, resistenza aerodinamica, momento aerodinamico, cenni al regime supersonico. Ala, fusoliera e impennaggi: funzioni svolte, stabilità statica longitudinale e direzionale. Comandi di volo: comandi primari e secondari, compensazione dei comandi, trim, comandi potenziati, sensibilità artificiale. Propulsione: tipologie di propulsori, confronto tra la propulsione ad elica e a getto, consumo specifico, installazione sul velivolo. Carrello di atterraggio: architetture e funzioni, decollo, atterraggio e prescrizioni normative, distanza bilanciata di decollo. Cenni alle strutture aeronautiche. Cenni all'impiantistica di bordo. Caratteristiche globali del velivolo: profili di missione, peso dell'aeroplano e sua suddivisione, fattore di contingenza, atmosfera tipo internazionale, misure di velocità, prestazioni degli aeroplani. Cenni sull'elicottero: sostentazione con ala rotante. Sistemi spaziali: legge di gravitazione universale e principi di astrodinamica; problematiche del lancio ed evoluzione futura, lanciatori tradizionali; satelliti artificiali e sonde scientifiche e cenni alle problematiche del volo umano spaziale. Cenni ai velivoli transatmosferici. Sottosistemi di un sistema spaziale: struttura, alimentazione elettrica, controllo orbitale e di assetto, controllo termico. Cenni al ciclo di sviluppo di un sistema aeronautico e spaziale. Importanza della normativa e degli standard nel progetto aerospaziale. Requisiti di aeronavigabilità: sicurezza del volo.

Lezioni in aula. Testimonianze di relatori esterni con esperienza pluridecennale nel settore aerospaziale. Esercitazioni su semplici esempi di calcolo; unità di misura con esercizio sulla conversione di grandezze tra il sistema di misura internazionale e il sistema tecnico anglosassone; calcolo di caratteristiche macroscopiche del velivolo quali carico alare, rapporto spinta/peso, allungamento alare, ecc..; calcolo dell’influenza di tali caratteristiche sulle prestazioni di un velivolo; soluzione di alcuni semplici problemi di equilibrio riguardanti i velivoli e i sistemi spaziali; stima di alcune caratteristiche del velivolo e dei suoi propulsori. Calcolo di coefficienti aerodinamici del velivolo; calcolo di portanza e resistenza durante il volo rettilineo e durante alcune semplici manovre. Tutta la didattica sarà svolta con il supporto di materiale didattico messo a disposizione degli studenti sul portale della didattica.

a) Testo di riferimento per il corso: E. Antona, S. Chiesa, P. Maggiore, Dispense del corso di “Evoluzione dei veicoli aerospaziali”, Torino, Politeko, 2016. b) Testi a supporto: JANE'S, “All the world aircraft”, Coulsdon, Jane's Information Group Ltd., annate varie. Riviste aeronautiche a carattere tecnico. G. Gabrielli, “Lezioni sulla scienza del progetto di aeromobili”, Levrotto & Bella. ENAC-RAI, Regolamento tecnico.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test; Written test; Written test; Written test; Written test;

... Controllo dell'apprendimento e modalità d'esame Lo studente sarà seguito personalmente dai docenti nell'apprendimento, durante le esercitazioni in corso d'anno, verificando l'adeguata conoscenza degli aspetti metodologici e applicativi insegnati durante il corso e la capacità di utilizzare tale conoscenza per interpretare, descrivere e risolvere alcuni semplici problemi relativi alla materia. Si prevede di effettuare una prova di valutazione scritta, della durata di un'ora. L'esame scritto consiste nella risposta a 25 domande a risposta multipla, a una domanda in forma aperta (indicativamente richiedente una pagina), infine, a un esercizio di calcolo. Le domande richiedono in parte la scelta della risposta corretta tra le tre indicate (quiz a risposta multipla, l’errore non penalizza con voti negativi), in parte l'esecuzione di semplici calcoli a mente il cui risultato non è suggerito. L’esercizio di calcolo è scelto in similitudine a quelli presentati nelle esercitazioni del corso. Il superamento della prova scritta si ottiene con la votazione di 18/30 punti, mentre lo svolgimento corretto e completo della prova permette il raggiungimento della votazione massima di 30/30. Una particolare cura e completezza nella risposta alla domanda in forma aperta consente di raggiungere la votazione complessiva massima di 30 e lode. Durante la prova scritta non è prevista la consultazione di materiale didattico o appunti. E' consentito l'uso della sola calcolatrice scientifica. Dopo la correzione dell'elaborato, in fase di registrazione del voto, è prevista una breve discussione ragionata con lo studente degli errori commessi, con ulteriore verifica dell'apprendimento. Il risultato positivo dell'esame deve essere registrato nella stessa sessione, pena il decadimento del voto ottenuto.

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.