Anno:periodo5:l Lezi oni.esercitazioni.laboratori:6+2(oresettimanali)
Docente:Ettore Antona .
Il corso si propone di presentare in una visione unitaria le problematiche della proget-tazione degli aeromobili,per quanto riguarda in particolare gli aspetti aerodinamici, strutturali, aeroelastici e meccanici,esaminate anche nel loro divenire nel progresso tecnico. Si forniscono nozioni fondamentali sui fenomeni fisici strutturati o connessi con la realizzazione degli aeromobili,sui fondamenti scientifici dei metodi impiegati nelle varie fasi del progetto. Si analizzano i concetti ispiratori delle norme e dei rego-lamenti nel contesto della evoluzione del pensiero sul progetto degli aeromobili.
Il corso, per sua natura. introduce a una visione organica di una attività che, nell'industria, nei laboratori e negli enti di ricerca e di controllo, occupa migliaia di specialisti. I concetti che sono alla base di tutte-questeattività fanno parte della"forma
mentis"cheèscopo della materia. .
V'è,tra le fasi del progetto. l'avamprogetto, che nella pratica è condotto da un numero ristretto di persone: esso si basa su nozioni e informazioni molto specializzate e viene assunto come "esercitazione annuale". Nel corpo delle esercitazioni sono poi inserite applicazioni di"calcolo strutturale".
REQUISITI
Nozioni propedeutiche:Analisi matemati ca:Meccanicarazionaleedapplicata,Scienza delle costruzioni, Costruzioniaeronautiche, Aerodinamica, Gasdinamica,Meccanica delvolo, Tecnol ogiedellecostru zioniaeronautiche.
PRQGRAMMA
Parte.l. Fondamenti del progetto. .Il problemadelprogetto. [8ore]
Natura probabilistica degli aspetti centrali del progetto. Sicurezza, affidabilità e altri concetti collegati. Evoluzionedel pensiero sugli aspetti sistemisticidel progetto. Sicu
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rezza,durata e affidabilità delle strutture aerospaziali. Strategie per la sicurezza. Pro-gettoe sua pianificazione. Dati sui componenti. Valutazione complessiva delle pro-babilità. Logichedecisionaliper lasicurezza e altri requisiti. Metodologie automatiche per isistemi.
Progettofondatosulla analisi del rischio (cenni).
Il progetto come processo decisionale ordinato. Decisionee rischio. Modelli funzio-nalieprobabilitàassociate. L'albero delledecisioni.
Simulazionee similitudinefisica nelprogettoaerospaziale. [4ore]
Analogie e simulazione. Similitudine fisica. Similitudinestrutturale. Similitudine dinamica.
Condizio namenti ambientali. [6 ore]
-Considerazioni generali sui materiali. Comportamentoa fatica.
Materiali per alte temperature . Effetti della corrosione e delfretting.
Nozioni dicalcolo delle probabilitàeteoria statistica. [4ore]
Introduzione. Definizioni di probabilità. Assiomatizzazione della teoria. Cambiamenti divariabile aleatoria. Principali distribuzionidi probabilità.
Fondam enti.dellarispostadinamicadei sistemi. [4ore]
Serie di Fourier e sua generalizzazione. Elementi di teoria delle funzioni analitiche. Trasformatadi Laplace. Variabili random nel dominio delle frequenze. Autocorrela-zione. Rispostadinamica. Teoria dell'informazione e meccanica statistica.
Stabilità deisistemi. [6ore]
Stabilità secondo Liapunov. Critica delle analisi di stabilità e dei concetti collegati.
Analisi della stabilità dei sistemi lineari.
Problemidistabilità dellestrutture. [4ore]
Considerazioni generali. Effetti delle nonlinearitàgeometriche. Effetti delle imperfe-zioni di forma. Instabilità a scatto. Effettodelle non linearità nel materiale.
Parte/l. Oggetto,problemie metodidelprogetto.
Ilproblemadelprogetto in aeronautica. [8ore]
Progetto come ottimizzazione. Indici di bontà. Indicidi carico. Fattori di ingrandi-mento. Fasidel progetto. Strumenti e metodi. Le provenelle varie fasi del progetto.
L'ambiente. .
Gliaeromobili. [6ore] .
Collocazione fra gli altriveicoli. Principidi funzionamento e di azionamento.
Classifi-cazione. Teoria impulsiva. Elementi descrittivi.
Sicurezza, affidabilità, manutenibilità degli aeromobili. [4ore]
Introduzione. Sicurezza in caso di formazione di ghiaccio. Sicurezza nel wind-shear.
Progetto aerodinamico (cenni di chiarimento alle esercitazioni).
Campi e modelli matematici. Sostentazione aerodinamica e profili alari. Caratteristi-che aerodinamiCaratteristi-che dei profili alari. Aerodinamica delle superfici portanti. Effetti della
comprimibilità. -
-Strato limite. Aerodinamica interna. Moderne tendenze del progetto aerodinamico.
60 Corsidilaurea.Torin o
Prestazioni,controllabilità, manovrabilità estabilità. [4ore]
Definizioni e discussione dei requisiti. Sistemi di riferimento.
Lunghezze,superfici e volumi di riferimento. Prestazioni. Caratteristiche divolo.
Progetto strutturale. [4 ore]
Evoluzionedella morfologia delle strutture. Tipologia dei componenti strutturali.
Funzioni della struttura. Funzioni dei componenti strutturali. Sintesi del progetto strutturale. Corretta introduzione delle forze. Fenomeni di concentrazione delle solle-citazioni e delle tensioni. Effetti delle interazioni sforzi -forma geometrica.
Determinazionedei carichi. [4ore]
Carichi di raffica:carichidi raffica continua,criterio di analisi della missione,criterio dell'inviluppo,confronto fra i due metodi. Altri tipi di carico introdotti nello spettro:
carichi dovuti a cicli GAG, carichi da wind-sheare da scia,carichi da manovra, altri carichi. Spettridi carico e storia delle tensioni:problemi di campionamento,spettri di carico, spettri a blocchi, spettri standard.
Analisidelle sollecitazioni. [6ore]
Teorie elementari. Stati correttivi. Metodi di analisi delle strutture.
Determinazionedegli ammissibili. [4ore]
Considerazioni generali. Accrescimento delle cricche. Sollecitazioni ammissibili senza cricche. Sollecitazioni ammissibili per resistenza residua. Sollecitazioni ammissibili perinstabilità strutturale.
Problemi aeroelastici. [4ore ]
Considerazioni generali. Divergenza. Inversione dei comandi. Flutter. Provein similitudine in aeroelasticità. Sicurezza nei problemi aeroelastici.
ESERCITAZIONI
Esercitazionidi avamprogetto. [2 3 ore]
Articolazione e fasi del progetto aeronautico.
Previsione del peso massimo al decollo e del peso a vuoto.
Sensibilità del peso massimo al decollo ai parametri di progetto.
Progetto preliminare della configurazione. Integrazione del sistema propulsivo.
Valutazione del CL ottimo per il rullaggio. Distanza bilanciata di decollo. Requisiti di distanza di decollo e di atterraggio nelle norme FAR23,FAR25 e nelle norme militari.
Metodo di valutazione approssimata della polare parabolica. Requisito di velocità massima o di crociera.
Requisiti di salita nelle norme FAR23e FAR25.
Requisiti di salita per ivelivoli militari. Virata. Esame di alcune configurazioni di velivoli di diverse categorie. Il pro getto della cabina di pilotaggio e della fusoliera. Requisitidicarico. Il progetto dell'alae delle superfici di ipersostentazione.
Problemi connessial progetto deicomandi di volo primari e secondari. Il progettodel carrello. Valutazione della posizionedel baricentro e centraggio.
Esercitazionidi calcolo strutturale. [15ore]
Esempi d'uso del "principio dei lavori virtuali".
Svergolamenti.
Stati di sollecitazione e di deformazione di strutture alari nelle ipotesi del semiguscio.
Calcolo di ordinate di fusoliere.
Pannellature in presenza di "aperture".
Problemi di stabilità.
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BIBLIOGRAFIA
Testidiriferimento:
Dispenseindicate e appuntifomiti dal docente.
Testiperapprofondimenti:
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1988.-F.M.Hoblit,Gustloads on aircraft : conceptsand applications, AIAA,Washington, 1988.
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