MOTORI AERONAUTICI E PROPULSIONE

Attività formativa monodisciplinare
Codice dell'attività formativa: 
39119

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2017/2018
Insegnamento (nome in italiano): 
MOTORI AERONAUTICI E PROPULSIONE
Anno di corso: 
2
Anno accademico di offerta: 
2018/2019
Crediti: 
8
Responsabile della didattica: 
Mutuazioni
  • Corso di studi in INGEGNERIA MECCANICA - Percorso formativo in PERCORSO COMUNE

Altre informazioni sull'insegnamento

Modalità di erogazione: 
Didattica Convenzionale
Lingua: 
Italiano
Ciclo: 
Primo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
80
Materiali didattici: 
Prerequisiti

Un buon ricordo di quanto appreso nei corsi di Macchine a fluido, Fisica tecnica, e Fluidodinamica (unitamente alle nozioni di Analisi 1 e 2) è fortemente raccomandato

Obiettivi formativi

Il corso intende fornire allo studente conoscenze relative al funzionamento, alla regolazione ed alla progettazione dei motori aeronautici.
I principi basilari della propulsione aeronautica, insieme alle caratteristiche ed al funzionamento di aerei ed elicotteri viene insegnato nella parte di propulsione del corso.

Contenuti dell'insegnamento

Fluidodinamica applicata alle macchine:
Condizioni allo scarico di turbine transoniche – Incidenza unica – Vorticità e moto tridimensionale – Flussi secondari nelle turbomacchine – Distribuzioni radiali di velocità - Effetti dovuti all’anularità delle schiere
Prestazioni delle turbomacchine:
Carico sullo stadio e sulla schiera – Diffusion factor ­­- Slip factor - Deviazione e relative correlazioni - Profili in schiera: parametri significativi e prestazioni - Criteri di carico - Off-design - Coefficienti di perdita- Perdite nelle turbomacchine e correlazioni per il loro calcolo - Incidenza e accelerazione - Progetto tridimensionale delle schiere: twist, sweep, lean
Funzionamento e regolazione dei compressori:
Curve caratteristiche - Stallo e pompaggio - Analisi dinamica della stabilità - Stabilità dei singoli componenti - Matching dei compressori multistadio e strategie di progetto - Regolazione dei compressori - Funzionamento a carico parziale
Accoppiamento compressore-turbina:
Cicli a gas per la propulsione aeronautica -
Legge del carico esterno e running line del turbogas - Funzionamento turbogas monoalbero - Funzionamento turbogas bialbero: generatore di gas e turbina libera - - Spinta e consumo specifici - Effetto delle condizioni di impiego - Ugelli a geometria variabile
Propulsione aeronautica:
Fondamenti di propulsione - Aerodinamica dei profili alari degli aerei - Effetti dovuti all'incidenza e alla comprimibilità - Caratteristiche delle eliche e loro funzionamento - Turbogetto, turbofan, turboelica - Postbruciatore - Spinta e potenza nel volo orizzontale uniforme - Autonomia di volo in tempo e spazio - Meccanica e aerodinamica degli elicotteri - Funzionamento e comandi - Rotore di coda - Volo a punto fisso ed orizzontale uniforme

Testi di riferimento

Osnaghi - TEORIA DELLE TURBOMACCHINE
Cohen, Rogers, Saravanamuttoo GAS TURBINE THEORY

Fotocopie e appunti verranno distribuiti durante il corso

Metodi didattici

Lezioni frontali

Modalità verifica profitto e valutazione

Esame orale

Prerequisites

A good memory of what learned during the courses of Fluid machinery, Thermodynamics, and Fluidynamics (as well as notions of Maths 1 and 2) is strongly recommended.

Educational goals

The course aims at improving the student's knowledge concerning the working characteristic of aircraft engines, as well as their control and design.
The basic principles of aircraft propulsion, together with features, properties and operating modes of airplanes and helycopters, is taught in the propulsion section of the course.

Course content

Turbomachinery fluidynamics:
Downstream conditions in transonic turbines – Unique incidence – Vorticity and three-dimensional flows – Secondary flows in turbomachines – Radial distributions - Annular blade rows
Turbomachine performances:
Stage and blade loading – Diffusion factor ­­- Slip factor - Deviation and its correlations - Airfoil cascades: parameters and performances - Loading criteria - Off-design conditions - Loss coefficients - Loss correlations in turbomachines - Incidence and acceleration - Three-dimensional design: twist, sweep, lean
Compressor working range and control:
Characteristic curves - Stall and surge - Dynamic analysis of stability - Stability of components - Matching of multistage compressors and design strategies - Regulation methods - Partial load operation
Matching compressor-turbine in turbogas:
Gas turbine cycles for aircraft propulsion -
External load and turbogas running line - Single shaft turbogas operation - Twin-shaft turbogas operation: gas generator and free turbine - Specific thrust and fuel consumption - Influence of working conditions - Variable geometry nozzles
Aeronautic propulsion:
Principles of propulsion - Aerodynamics of airplane airfoils - Incidence and compressibility effects - Propeller characteristics and operations - Turbojet, turbofan, turboprop - Afterburner - Thrust and power in uniform horizontal flight - Range and endurance - Helicopter aerodynamics and mechanics - Mode of operation and controls - Tail rotor - Hovering and uniform horizontal flight

Textbooks and reading lists

Osnaghi - TEORIA DELLE TURBOMACCHINE
Cohen, Rogers, Saravanamuttoo GAS TURBINE THEORY

Photocopies and notes will be given during the course

Teaching methods

Lectures

Assessment and Evaluation

Oral examination