L'insegnamento si propone di presentare e di fornire agli studenti le problematiche e le metodologie utilizzate per il progetto dei propulsori aeronautici a turbina, "Gas Turbine Engines". In questo insegnamento gli studenti saranno messi nelle condizioni di poter effettuare il progetto preliminare termodinamico e 0D del propulsore aeronautico e dei suoi singoli componenti. Il progetto avverrà considerando il profilo di missione, i requisiti e i vincoli dell'aeromobile ("Request for Proposal", RFP). L'attenzione verrà indirizzata allo sviluppo di un turbofan con mixer e post-combustore che dovrà equipaggiare un "Air-to-Air Fighter" di prossima generazione.

Gli studenti dovranno essere in grado di conoscere in modo approfondito le problematiche connesse al progetto e lo sviluppo del motore con i suoi componenti. Dovranno essere in grado di valutare criticamente le scelte progettuali e le loro implicazioni. Infine dovranno apprendere la capacità di lavoro in un team di sviluppo

Gasdinamica, Fondamenti di Macchine, Motori per Aeromobili.

Il processo del progetto: richiami di termodinamica, filosofia del progetto, esempio dei requisiti di missione per un AAF (Air-to-Air Fighter). Analisi dei vincoli: prestazioni di volo in termini di spinta e carico alare, analisi delle manovre di volo, carichi aerodinamici, inviluppo di volo. Analisi di missione: termodinamica del volo, pesi e consumo di carburante, esempio di analisi di missione (RFP) per un AAF. Analisi parametrica e prestazionale del ciclo termodinamico: spinta installata e non installata, consumo specifico, il modello di gas, portata d'aria e spillamenti, rendimenti dei componenti, analisi prestazionale “off-design” del motore e dei componenti, selezione del motore più appropriato, analisi di sensitività, parametri adimensionali, mappe di compressore, combustore, turbina, il "matching" dei componenti. Dimensioni di massima del motore: resistenza addizionale per presa d'aria e ugello di scarico, dimensionamento della presa, dimensionamento dell'ugello di scarico, scelta del numero di motori. Progetto dei componenti motore: quantità globali e di interfaccia, linea di funzionamento del motore, elementi di progetto delle turbomacchine (fan, compressore, turbina) con relativo "flowpath", sistema di combustione e componenti, presa d'aria e ugello.

Le esercitazioni saranno di carattere numerico e verteranno sul progetto preliminare globale e dei singoli componenti di un propulsore a turbina (turbofan) per un aeromobile di nuova generazione. In particolare, gli studenti divisi in team (max 4 persone) si occuperanno dello sviluppo di un propulsore per un caccia militare. Sarà obbligatorio per ciascun team presentare una relazione scritta che sarà parte integrale dell'esame finale. Per le esercitazioni verranno utilizzati i software matlab e EADsys.

Appunti e materiale didattico verranno forniti dal docente durante il corso. Per un ulteriore approfondomento si consigliano i seguenti testi: - J.D. Mattingly, W.H. Heiser, D.T. Pratt, "Aircraft Engine Design - 2nd Edition", AIAA Educational, 2002. - J.D. Mattingly, H. von Ohain, "Elements of Propulsion: Gas Turbine and Rockets", AIAA Educational, - 2006

Slides; Libro di testo;

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto prodotto in gruppo; Elaborato progettuale in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Group essay; Group project;

... L'esame è orale e prevede tre domande relative alla parte teorica e la discussione delle esercitazioni. È richiesta una dettagliata relazione sulle esercitazioni svolte che concorre, assieme all'esame orale, in maniera paritaria alla formulazione del voto finale. La relazione sulle esercitazioni deve essere consegnata qualche giorno prima di sostenere l'esame finale. L’esame dura circa mezz’ora.

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.