Questo corso si propone di indirizzare l'allievo ingegnere allo studio del comportamento dinamico dell'elicottero con una visione interdisciplinare, quale indispensabile strumento per la comprensione dei meccanismi dinamici alla base del volo degli aeromobili ad ala rotante.
La prima parte del corso illustra il comportamento dinamico del rotore, partendo da modelli rappresentativi di crescente complessità ingegneristica. Vengono studiati gli equilbri del rotore isolato e dell'elicottero completo nei diversi regimi di volo. Sulla base di modelli semplificati viene anche valutata la stabilità dinamica e la risposta ai comandi. Nella seconda parte del corso sono illustrate le problematiche legate al comportamento elastico della pala ed ai fenomeni vibrazionali. Si estende dunque l'analisi al comportamento aero-meccanico dell'elicottero completo. Vengono infine discusse le caratteristiche dei sistemi di stabilizzazione e controllo automatico specifici per il caso ad ala rotante.
Questo insegnamento intende inoltre addestrare lo studente alla comunicazione internazionale nel settore e quindi sarà tenuto in lingua inglese (limitatamente alla parte di lezione).

Capacità di valutare gli equilibri e studiare le azioni dinamiche che caratterizzano l'elicottero. Sviluppo di una visione interdisciplinare mirata a comprendere i fenomeni dinamici alla base del volo dell'elicottero. Acquisizione dei fondamenti della modellistica matematica richiesta per lo studio del comportamento dinamico dei velivoli ad ala rotante. Capacità di discutere in lingua inglese gli argomenti trattati nel corso.

Meccanica Applicata. Meccanica del Volo.
Livello di base di comprensione della lingua inglese parlata e scritta.

Richiami di meccanica del volo dell'elicottero. Sistemi di riferimento. La dinamica del rotore (modello elementare con pala rigida). La teoria dell'elemento di pala (blade element). Il modello matematico del rotore e dell'elicottero completo. Gli stati di equilibrio in hover ed in volo traslato. Il modello dinamico elementare (matrici di stato). Stabilità dinamica. Modi propri ed autovalori caratteristici. La risposta dinamica ai comandi (modello di ordine ridotto). Qualità di volo e normativa di riferimento. Rassegna dei codici numerici per la dinamica del volo dell'elicottero. Effetti dell'elasticità della pala sulla dinamica del rotore. Vibrazioni indotte dal rotore. Problemi aeroelastici ed aero-meccanici. La stabilizzazione automatica ed il controllo del rotore, dai sistemi meccanici ai moderni sistemi di controllo: differenze ed analogie con il caso ad ala fissa.

Sono previste esercitazioni mirate a chiarire in forma applicativa i concetti sviluppati nel corso delle lezioni. In particolare, per un elicottero di riferimento in volo a punto fisso (hover) si richiede:
a) calcolo delle condizioni di equilibrio
b) calcolo delle caratteristiche di stabilità dinamica
c) calcolo della risposta al comando
Viene poi richiesta la preparazione di un elaborato (tesina) inerente un argomento di approfondimento concordato con il docente.

a) Dispense del corso:
G. Guglieri, Dinamica del Volo dell'Elicottero, in preparazione.
b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
A.R.S. Bramwell, G. Done, D. Balmford, Helicopter Dynamics, AIAA, 2001
W. Johnson, Helicopter Theory, Dover, 1980.

L'esame è scritto ed orale. L'accertamento scritto consiste nella risposta ad una serie di domande presentate in un questionario. Le domande richiedono in parte la risposta in forma aperta, in parte l'esecuzione di semplici calcoli. L'esame orale consiste nella discussione di un argomento specifico approfondito dallo studente durante il corso (elaborato in forma di tesina).