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Anno Accademico 2009/10
01CCIFQ
Propulsione aerospaziale
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Marsilio Roberto ORARIO RICEVIMENTO AC ING-IND/07 28 28 0 0 4
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/07 5 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale ed astronautica
Esclusioni:
02LNS
Obiettivi dell'insegnamento
Nel loro insieme i corsi di Propulsione Aerospaziale, Endoreattori e Propulsori Astronautici intendono dare allo studente una formazione approfondita sulle modalitÓ di locomozione nello spazio, fornendo le nozioni di base della meccanica del volo spaziale, descrivendo le principali missioni spaziali e illustrando in dettaglio le caratteristiche dei propulsori necessari. In particolare, nella prima parte del corso di Propulsione Aerospaziale vengono esaminate le principali missioni nello spazio e le traiettorie di ascesa in orbita terrestre, evidenziando le corrispondenti esigenze propulsive. Nella seconda parte, di introduzione ai corsi di Endoreattori e Propulsori Astronautici, vengono illustrate le caratteristiche essenziali e le prestazioni dei propulsori impiegati e di possibile impiego.
Competenze attese
CapacitÓ di eseguire l'analisi preliminare delle missioni spaziali per definire i requisiti del sistema propulsivo e stimare il consumo di propellente.
Prerequisiti
Sono presupposte conoscenze di base nel campo della meccanica, fornite nei corsi per il conseguimento della laurea in Ingegneria Aerospaziale.
Programma
Leggi di Keplero; legge della gravitazione universale. Il problema dei due corpi: costanti del moto; traiettoria; tempo di volo. ProprietÓ geometriche delle coniche.
Sistemi cartesiani basati sul piano equatoriale e sul piano della traiettoria; trasformazione di coordinate; parametri orbitali classici. Traccia di un satellite sulla superficie terrestre; visibilitÓ di un satellite dalla superficie terrestre.
Satelliti terrestri: orbite circolari ed ellittiche; perturbazioni delle traiettorie kepleriane; orbite particolari (geostazionarie, eliosincrone, Molniya); tether; costellazioni di satelliti. Manovre orbitali nel piano e semplici cambiamenti di piano.
Il problema dei tre corpi: librazioni di Lagrange; sfera di influenza di un astro; approssimazione delle "patched conics". Missioni lunari.
Il sistema solare; traiettorie eliocentriche di trasferimento; periodo sinodico. Traiettoria di allontanamento dalla terra; finestra di lancio. Traiettoria di avvicinamento ai pianeti; cattura; "gravity assist".
Prestazioni di razzi e veicoli spaziali; definizione di spinta e resistenza. Equazione del moto di un razzo; variabili di stato e di controllo; vincoli sulla traiettoria. Equazione di Tsiolkovsky; perdite gravitazionali, per disallineamento della spinta e per resistenza atmosferica. Prestazioni del razzo monostadio; razzo polistadio. Traiettoria di un razzo per l'iniezione in orbita con propulsione continua e con fase balistica intermedia.
Requisiti del sistema propulsivo. Classificazione dei propulsori sulla base della fonte di energia. Prestazioni degli endoreattori chimici a propellenti solidi, liquidi e ibridi. Sistemi propulsivi con generazione di potenza elettrica: impulso specifico ottimale.
Laboratori e/o esercitazioni
In ciascuna esercitazione viene, di massima, affrontato un problema diverso di meccanica del volo spaziale, curandone particolarmente gli aspetti numerici. Tra i temi: traccia di un satellite sulla superficie terrestre; progetto di una costellazione di satelliti; trasferimento in orbita geostazionaria; missioneTerra-Luna; missione su Marte.
Bibliografia
a) Testo di riferimento per il corso:
R.B. Bate, D.D. Muller, J.E. White, Fundamentals of Astrodynamics, Dover, 1971.
b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
F.J. Hale, Introduction to Space Flight, Prentice-Hall, 1994.
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame
Prova orale tradizionale sui contenuti teorici del corso e discussione delle esercitazioni svolte.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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