INTRODUZIONE
In campo aeronautico lo sviluppo dei codici che permettono di simulare il
comportamento del motore a getto nel passaggio da una condizione di regime ad un'altra sta prendendo sempre maggior spazio nell’ambito della progettazione dei propulsori. I primi esempi di codici sono degli anni cinquanta, dopo di che c’è stata un’evoluzione che da quegli anni fino ad oggi ha cercato di descrivere in maniera sempre più completa e precisa tutti i fenomeni fisici coinvolti nel funzionamento del motore.
Il progresso è stato talmente rapido che in pochi decenni i modelli sono passati da codici costituiti da sistemi di equazioni algebriche che permettono di determinare solo gli stati di regime, a codici basati sulle leggi di conservazione termofluidodinamiche in forma di equazioni differenziali che assieme a mappe rappresentative del funzionamento del compressore e della turbina consentono di ottenere soluzioni bi o tridimensionali1 dei transitori.
Oggigiorno le soluzioni bi o tridimensionali dei transitori generati dai modelli dinamici sono ritenute di primaria importanza per progettare e in seguito costruire motori di nuova concezione.
All’interno di questo quadro il lavoro svolto nella tesi è indirizzato allo sviluppo di un modello dinamico molto semplificato, ma che permetta di comprendere quali sono gli effetti principali che influiscono sul comportamento dei singoli componenti che formano il propulsore.
Lo strumento informatico utilizzato per raggiungere questo obiettivo è il Simulino, che è un “tool” molto potente ed estremamente versatile del Matlab.
Struttura della tesi
Le attività svolte nell’ambito del presente lavoro e i risultati conseguiti vengono presentati nella tesi secondo il seguente ordine:
• Nel capitolo 1 sono riportati i campi di applicazione dove è utile adoperare modelli che simulano la dinamica di motori di impiego aeronautico. • Nel capitolo 2 sono introdotti i modelli dinamici.
• Nel capitolo 3 sono riportati due esempi di modelli dinamici presenti letteratura.
1
Soluzioni tridimensionali consentono ad esempio di sapere la temperatura in qualsiasi punto su una pala appartenente al compressore.
• Nel capitolo 4 sono riportate tutte le informazioni necessarie allo sviluppo di un modello statico che serve a determinare:
1. la sezione dell’ugello di scarico.
2. la condizione di “trim” necessaria per inizializzare il modello dinamico. • Nel capitolo 5 è data una spiegazione dello sviluppo del modello dinamico.
Inoltre sono presenti una serie di grafici che mostrano le uscite generate dal modello dinamico con commenti per illustrali.
• Nel capitolo 6 sono riportate le conclusioni.
• Nel capitolo 7 sono mostrati i passi successivi che devono essere compiuti per migliorare il modello dinamico presentato.
• Nella appendice A sono riportate le ipotesi e le equazioni di partenza che descrivono il funzionamento dei componenti costituenti il motore, oltre ai passaggi matematici che sono svolti per determinare le equazioni utilizzate per sviluppare il modello statico e dinamico.
• Nella appendice B sono riportati i listati di tutti i programmi che sono stati redatti in questo lavoro di tesi.
