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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2020/2021
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 093484 - FONDAMENTI DI MECCANICA DEL VOLO ATMOSFERICO
Docente Riboldi Carlo Emanuele Dionigi
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (350) INGEGNERIA AEROSPAZIALE*EP093484 - FONDAMENTI DI MECCANICA DEL VOLO ATMOSFERICO

Obiettivi dell'insegnamento

Specifici

Acquisizione delle competenze necessarie per la valutazione delle caratteristiche e delle qualità di volo fondamentali di velivoli ad ala fissa. Concetti di modello matematico, gerarchia di modelli, approssimazioni; concetti di equilibrio, del suo controllo e della sua stabilità; caratterizzazione aerodinamica e propulsiva del velivolo; principali condizioni di volo e manovre, profilo di volo.

 

Metodologici

Visione complessiva del velivolo come macchina, integrando a livello basico nozioni di meccanica, aerodinamica, propulsione, strumentazione, in relazione alla sua missione e alle norme relative.

Sviluppo della capacità di elaborare scenari non necessariamente familiari mediante l’analisi di problemi in forma non codificata.

 

Secondari

Attraverso la struttura del compito scritto si richiede uno sviluppo:

    - della capacità di comunicazione scritta e di sintesi, tramite una parte di domande teoriche di ampio respiro da trattare in uno spazio volutamente limitato
    - della capacità di astrazione attraverso domande teoriche che richiedono la costruzione e l'esame di schemi di forze e la traduzione di tali schemi in termini matematici
    - della capacità di problem solving, attraverso problemi applicativi relativi alla materia in esame che richiedono la costruzione e l'uso di schemi risolutivi ad-hoc


Risultati di apprendimento attesi

Capacità di caratterizzazione e analisi di un tipico problema di meccanica del volo di un velivolo ad ala fissa. In particolare:

1) caratterizzazione dell'equilibrio dinamico del velivolo visto come corpo rigido, attraverso una opportuna definizione delle specifiche forze aerodinamiche e propulsive agenti in assegnate condizioni di quota e velocità

2) quantificazione delle caratteristiche di stabilità e controllabilità (sia longitudinale che latero-direzionale), sulla base di dati basici relativi a configurazione, geometria ed inerzia del velivolo, nonché delle caratteristiche aerodinamiche dei profili montati e dei gradi di libertà di controllo presenti a bordo. 

3) quantificazione delle prestazioni in volo rettilineo non accelerato, in orizzontale, salita e discesa, in termini di distanza percorsa e tempo di volo. Quantificazione della quota di tangenza. Individuazione delle condizioni di ottimo prestazionale in termini di assetto e velocità in salita, crociera e discesa, per un velivolo di caratteristiche assegnate.

4) analisi di un volo manovrato con quantificazione del fattore di carico. Studio dei fattori limitanti nell'ambito delle prestazioni in virata coordinata. Quantificazione delle prestazioni di raggio, tempo e angolo di rollio in condizioni di virata coordinata.

Oltre alla capacità di caratterizzazione e soluzione numerica di un tipico problema di meccanica del volo di un velivolo ad ala fissa in equilibrio stazionario (vedi sopra), lo studente possiederà le nozioni necessarie per avviare l'analisi di problemi di equilibrio dinamico e stabilità di un velivolo più complessi e diversificati (ad esempio, con applicazione a configurazioni costruttive non tradizionali).

 

 

 


Argomenti trattati

1)      Argomenti introduttivi: modelli di velivolo e dell’atmosfera, strumentazione di volo (definizione di quote e velocità), equazioni del moto per velivolo puntuale e velivolo rigido, elementi di aerodinamica dei velivoli (architettura delle superfici portanti, effetto delle superfici di controllo primarie e secondarie, ripartizione dalla resistenza), elementi di propulsione aeronautica (meccanica della propulsione, prestazioni dei propulsori, teoria dell’elica).

2)      Equilibrio, controllo e stabilità: equazioni del moto linearizzate, disaccoppiamento aerodinamico longitudinale e latero-direzionale, condizioni di equilibrio, manovre stazionarie, equazioni costitutive per le azioni aerodinamiche (longitudinali e latero-direzionali), stabilità statica e controllo (longitudinale e latero-direzionale), stabilità in manovra.

3)      Analisi delle traiettorie: prestazioni puntuali ed integrali in volo rettilineo (volo livellato, salita, discesa, planata), prestazioni in volo manovrato (richiamata, virata piatta, virata corretta), prestazioni terminali (decollo, decollo critico, atterraggio), elementi di pianificazione della missione (profilo di volo, ripartizione pesi e pianificazione combustibile, produttività di trasporto).

 

 

Modalità didattiche

Lezioni teoriche ed esercitazioni su argomenti affrontati a lezione.


Prerequisiti
 

Modalità di valutazione

Le prove necessarie ai fini della valutazione del corso consistono in

  1. un compito scritto composto da alcuni esercizi numerici e domande teoriche sull’intero programma d’esame (sono previsti esercizi di struttura non necessariamente codificata);
  2. un'eventuale prova orale a discrezione del docente.

Il voto finale risulta dalla composizione della prova 1 con la eventuale prova 2.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaG.J.J. Ruijgrok, Elements of airplane performance, Editore: VSSD, Anno edizione: 2009, ISBN: 978-9065622327
Risorsa bibliografica facoltativaJohn D. Anderson Jr., Introduction to Flight, Editore: McGraw-Hill Education, Anno edizione: 2015, ISBN: 978-0078027673
Risorsa bibliografica facoltativaB.N. Pamadi, Performance, Stability, Dynamics, and Control of Airplanes, Editore: AIAA Educational Series, Anno edizione: 2015, ISBN: 978-1624102745
Note:

Capitoli 1-2-3


Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
32:00
48:00
Esercitazione
18:00
27:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
27/09/2020