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05/32 PRINCIPI DEL VOLO in Scienze e tecnologie del trasporto aereo L-28 MANCINI SIMONE, MAROCCHI MASSIMO
(programma)
Introduzione
1 Richiami di Fisica generale
1A Equazioni della dinamica: I legge di Newton
1B Le forze d’inerzia
1C Principio di azione e reazione
2 L’atmosfera Terrestre
2A Suddivisione dell’atmosfera e sua composizione
2B Variazione delle principali caratteristiche fisiche (pressione, densità e viscosità) in funzione dell’altitudine
2C ISA (Iternational Standard Atmosphere)
3 Nomenclatura dell’aeromobile
3A Definizione delle principali parti di un velivolo
3B Gli assi e movimenti di un velivolo
3C Forma dell’ala e di un profilo alare
4 I profili alari – I parametri fondamentali della corrente
4A Il profili NACA a 4 e 5 cifre
4B Numero di Mach: definizione della tipologia di flusso
4C La viscosità ed il Numero di Reynolds
Esercizio risolto: calcolo delle grandezze fisiche al variare della quota secondo l’ISA
Le Forze agenti su di un profilo alare
5 La portanza
5A Definizione delle forze agenti su di un aeromobile
5B Definizione di portanza: il teorema di Kutta e Joukowski
5C La portanza: l’angolo di attacco
6 La portanza
6A La portanza: upwash e downwash
6B La portanza: l’effetto Coandă
6C La portanza: i falsi miti
7 La resistenza
7A Lo strato limite: no-slip condition
7B La resistenza di attrito
7C La resistenza di forma (o di pressione)
8 Il fenomeno dello stallo
8A Moto laminare e moto turbolento: il numero di Reynolds critico
8B Lo strato limite e la turbolenza
8C I flussi separati: il fenomeno dello stallo
9 Coefficienti adimensionali e grafici caratteristici
9A I coefficienti adimensionali: CL, CD L’efficienza aerodinamica
9B I diagrammi caratteristici di un profilo alare: le polari
9C I punti caratteristici di una polare
10 Uso del Software open-source X-Foil
10A Introduzione all’uso del programma
10B Calcolo dei coefficienti per un angolo di incidenza assegnato un profilo
10C Calcolo del diagramma polare per il profilo alare in esame
Esercizio risolto: uso del programma open-source X-Foil: valutazione della portanza e della resistenza di un profilo NACA nel caso con viscosità e senza viscosità.
Dal Profilo alare all’ala finita
11 Dinamica del fluido sull’ala finita
11A Vortici sull’ala
11B La circolazione attorno all’ala
11C L’effetto suolo (Ground Effect)
12 La resistenza di un’ala finita: la potenza richiesta
12A La potenza indotta
12B La potenza parassita
12C La curva di potenza
13 Il carico alare e la sua distribuzione
13A Il rapporto di allungamento (Aspect Ratio)
13B Il carico alare
13C La distribuzione di carico ellittica
14 Coefficienti e diagrammi dell’ala finita
14A Correzione del CL e del CD per un’ala finita
14B Il fattore di Oswald
14C La polare di un’ala finita: differenze con la polare di un profilo alare
15 Ipersostentatori e geometrie di estremità
15A Winglets
15B Flaps
15C Slots e Slats
Esercizio risolto: calcolo delle prestazioni di un aeromobile tipo AV-8B II+ noti alcuni dati tecnici
Aerodinamica dei profili non standard e La sperimentazione in campo aerodinamico
16 La forma e la resistenza: Un approfondimento
16A Flusso attorno ad un cilindro: l’effetto Magnus
16B Gli stimolatori di turbolenza: la pallina da golf vs la pallina da ping pong
16C La formazione di ghiaccio sulle ali
17 lL'aerodinamica delle alte velocità - parte prima
17A Introduzione - parte prima
17B Introduzione - parte seconda
17C L'onda d'urto
18 L'aerodinamica delle alte velocità - parte seconda
18A Profili alari per flussi transonici - parte prima
18B Profili alari per flussi transonici - parte seconda
Esercizio risolto: analisi delle prestazione di un profilo alare non standard con il software X-foil
19 I tests aerodinamici
19A La galleria del vento: generalità
19B Le gallerie del vento subsoniche
19C Le gallerie del vento supersoniche
20 Aerodinamica dell’ala rotante
20A La teoria di R. Froude o del disco attuatore
20B Il volo stazionario: Hovering
20C Il volo traslato
La propulsione aeronautica
21 Generalità sulla propulsione aeronautica
21A Classificazione dei sistemi di propulsione
21B Scelta del sistema propulsivo in funzione della velocità di volo e della quota
21C L’elica aeronautica
22 I motori a combustione interna alternativi
22A Generalità sui motori alternativi
22B Il ciclo termodinamico di riferimento: il ciclo Sabathè
22C L’effetto sui motori della quota: la sovralimentazione
23 La turbina a gas - prima parte
23A Generalità sulle turbine a gas
23B Il ciclo termodinamico di riferimento: il ciclo Joule-Bryton
23C Il compressore assiale e centrifugo
24 La turbina a gas - seconda parte
24A La camera di combustione
24B La turbina di potenza
24C I turbofan ed i turboprop
Modulo di Mass & Balance
1A Definizioni e principi generali di caricamento e centraggio degli aerei.Richiami alle unità di misura. Terminologia aeronautica.
1B Definizioni e classificazioni JAR-OPS. Limitazioni di peso e posizione del Centro di Gravita su un aereo.
1C Equilibrio delle forze e bilanciamento della struttura.
Corda Media Aerodinamica e suo impiego.
2A Pesi e definizioni inerenti al caricamento e centraggio. Esempi di calcolo per la ricerca del CG.
2B Importanza della posizione del Centro di Gravità. Limiti del CG ( di Certificazione ed Operativi). Definizione dei Pesi.
2C Procedure e calcoli per spostare il carico a bordo allo scopo di determinare un corretto centraggio.
3A Posizione errata del CG. Procedure di carico o scarico dei pesi per correggere la posizione del CG.
3B Limitazioni volumetriche e strutturali dei vari compartimenti sull'aereo (ponte principale e stive) Risoluzione dei problemi inerenti ai carichi.
3C Caricamento e centraggio per tipologia di aerei.( SEP, MEP e MRJT).
Modulistica inerenta ad aerei SEP 1.
4A Mass & Balance per tipologia di aerei.Procedure riferite ad aerei classificati MEP. Importanza della posizione del CG sulla velocità minima di controllo (Vmc)
4B Procedure di centraggio per aerei MRJT. Spostamento del CG con il consumo del Carburante. Metodi per determinare il Massimo Carico Pagante
4C Procedure inerenti alla "Balance Chart".
Domande riepilogative.
(testi)
Flight Physics, E. Torenbeek – H. Wittenberg, first ed., Springer, 2009.
Understanding Flight, D. F. Anderson – S. Eberhardt, second ed., McGraw-Hill 2010.
Theory of Wing Sections, Including a Summary of Airfoil Data, I.H. Abbot – A.E: von Doenhoff, Dover Publications, New York, 1959.
Aerotecnica, M. Flaccavento - U. Hoepli, Milano, 2006.
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