L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti il funzionamento dei propulsori di impiego aeronautico. Dopo un richiamo dei concetti di base di termodinamica e meccanica utili allo studio dei propulsori, vengono descritti i principali propulsori di impiego aeronautico che si basano su turbine a gas, determinandone le prestazioni a progetto, analizzandone i componenti principali (ugelli, prese d'aria, combustori, post-combustori, turbine, compressori) e fornendo cenni sul funzionamento in regolazione. In una seconda parte dell'insegnamento l'attenzione è invece rivolta alla propulsione aeronautica basata sui motori alternativi: viene fornita l'impostazione teorica di base per la valutazione delle prestazioni, in termini di potenza e consumo, del motore a ciclo Otto. Queste informazioni saranno integrate da cenni di nozioni di carattere pratico sulle tecnologie e i metodi di produzione e manutenzione degli organi principali e dei sistemi accessori.

Conoscere i principi di funzionamento dei principali propulsori di impiego aeronautico e degli organi che li costituiscono. Valutare le prestazione dei principali motori aeronautici.

Termodinamica e meccanica di base.

Introduzione (circa 20 ore): Classificazione dei propulsori aeronautici e delle macchine a fluido. Richiami di termodinamica ed aerodinamica. Prese ed ugelli. La spinta: teorema della quantità di moto, spinta standard netta, spinta lorda, resistenza addizionale, consumi specifici e rendimenti. Motori basati su turbina a gas (circa 35 ore): Ciclo Brayton ideale e reale. Descrizione e valutazione delle prestazioni a progetto dei diversi propulsori e turbomotori: autoreattore, turboreattore semplice, turbo albero, turboelica, turboreattore a doppio flusso con flussi separati e by-pass. Sistemi per l'aumento di spinta/potenza; post-combustione. Portata ed andamento delle pressioni in ugelli. Prese d'aria subsoniche e supersoniche. Combustori. Turbine ad azione, a salti di velocità, a salti di pressione e turbine a reazione. Turbocompressori assiali e centrifughi. Accoppiamento turbina-compressore in turbine a gas monoalbero e in turbogetti monoalbero (linea di funzionamento). Influenza di condizioni di volo, controllo dei motori e operazioni a terra (cenni). Motori a combustione interna (circa 25 ore): Fondamenti teorici: ciclo Otto; indicatori di prestazioni; fattori della potenza utile; influenza del rapporto di miscela; caratteristica meccanica; regolazione; variazione delle prestazioni con la quota; principi della sovralimentazione; anomalie della combustione. Aspetti costruttivi: architettura del motore aeronautico; basamento; albero motore; cilindri; pistoni; bielle; albero a camme; valvole. Strumentazione. Caratteristiche dei combustibili e lubrificanti per impiego aeronautico. Altri impianti e sistemi: refrigerazione; lubrificazione; alimentazione dell'aria; alimentazione del combustibile (carburatori e sistemi di iniezione); sovralimentazione; scarico.

L’insegnamento comprende lezioni ed esercitazioni inerenti gli argomenti trattati nelle lezioni, in particolare lo studio dei principali sistemi propulsivi di carattere aeronautico, la valutazione delle condizioni di funzionamento dei relativi componenti e la stima delle prestazioni del propulsore in condizioni di progetto, al decollo e in quota. Gli studenti dovranno inoltre svolgere una serie di homework individuali, ognuno dei quali è focalizzato su di un particolare propulsore o su di un componente di particolare rilevanza. Le relative relazioni individuali contribuiranno al voto finale.

- Appunti e materiale didattico verranno forniti dal docente durante l'insegnamento. - M.J. Kroes, T.W. Wild, Aircraft Powerplants, 7th ed., McGraw-Hill, New York, 1994. - P.G. Hill, C.R. Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, Addison-Wesley, 1992. - J. D. Mattingly, Elements of Gas Turbine Propulsion, 6th ed., McGraw-Hill, New York, 2013.

Dispense; Esercizi; Materiale multimediale ;

E' possibile sostenere l’esame in anticipo rispetto all’acquisizione della frequenza

Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Elaborato scritto individuale; Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Optional oral exam; Individual essay; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... Gli studenti dovranno essere in grado di: - Padroneggiare gli argomenti teorici trattati durante l'insegnamento ed aver compreso i relativi strumenti analitici; - Aver acquisito capacità di analisi critica di applicazioni pratiche inerenti gli argomenti dell'insegnamento. Criteri, regole e procedure per l'esame: L'esame è scritto, erogato tramite la piattaforma Exam su pc personali degli studenti (in presenza). Le domande possono essere a risposta chiusa, aperta ed esercizi di calcolo. Il tempo massimo a disposizione è di 2 ore. Le domande richiedono in parte risposte su argomenti di teoria ed in parte l'esecuzione di calcoli analoghi a quelli visti ad esercitazione. Durante l'esame non sarà possibile consultare appunti personali, libri, formulari od altro materiale didattico. Il punteggio massimo dello scritto è di 30 punti. Al raggiungimento di almeno 27 punti su 30 è possibile sostenere un esame orale integrativo e facoltativo la cui valutazione minima è di -3 punti e quella massima di +3 punti e che permette l'eventuale ottenimento della lode. In occasione dell'esame orale integrativo saranno anche valutate le esercitazioni svolte durante l'insegnamento, presentate in forma di relazione scritta ed individuale.

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.