ITALIANO

Nel corso vengono fornite le conoscenze metodologiche di base per la valutazione preliminare delle prestazioni di velivoli ad ala fissa motorizzati e non, con riferimento alle diverse fasi di volo: decollo, salita, crociera, discesa, atterraggio, volo manovrato (virata e richiamata). L'influenza che le specifiche caratteristiche del velivolo (per es. peso, tipologia del propulsore, carico alare, ecc.) e le diverse condizioni operative (per es. quota e velocità) hanno sulle prestazioni verranno analizzate attraverso numerosi esempi numerici svolti in aula. Vengono dati, inoltre, i concetti base di stabilità statica longitudinale e latero-direzionale

• V. LOSITO, Fondamenti di Aeronautica Generale, Accademia Aeronautica
• J. D. ANDERSON, Introduction to Flight, McGraw-Hill International Edition
• B.W. McCORMICK, Aerodynamics, Aeronautics and Flight Mechanics, John Wiley & Sons
• WARREN F. PHILLIPS, Mechanics of Flight, John Wiley & Sons
• G. GUGLIERI, Introduzione alla meccanica del volo , CELID, Torino
• C. CASAROSA, Meccanica del Volo, Pisa University Press

Obiettivo principale del corso è quello di fornire le conoscenze metodologiche di base per la valutazione preliminare delle prestazioni di velivoli ad ala fissa motorizzati e non. I risultati attesi al termine dell’insegnamento riguardano la capacità dello studente di:
• sapere stimare le prestazioni di un velivolo ad ala fissa nelle varie fasi di volo, almeno in via preliminare
• sapere comprendere l'effetto che alcuni parametri di progetto (es. carico alare, rapporto spinta/peso) hanno sulle prestazioni
• avere acquisito una corretta teminologia nell'ambito della disciplina
• avere acquisito la conoscenza degli ordini di grandezza dei valori numerici che ragionevolmente ci si deve attendere per una corretta analisi dei risultati ottenuti nei vari casi di riferimento
• sapere valutare la rispondenza delle prestazioni ai vincoli normativi

Concetti di base dell’Aerodinamica degli aeromobili

Le lezioni frontali sono tenute dal/i docente/i del corso e hanno durata di 120 minuti.
Il corso prevede lo svolgimento in aula di numerosi esempi numerici applicati a velivoli specifici

Colloquio orale.
Ai fini della verifica dell'apprendimento, nella prova orale, saranno valutati in particolare:
1) Capacità dell'allievo di esporre in modo chiaro gli argomenti studiati con l'utilizzo di un linguaggio tecnico appropriato
2) Capacità di sintesi e di collegamenti tra gli argomenti trattati nel corso
3) Capacità di analisi critica di problemi inerenti la materia in studio
4) Conoscenza degli ordini di grandezza dei risultati numerici che ragionevolmente ci si deve attendere per una corretta analisi dei casi in studio

Sono disponibili le diapositive utilizzate durante il corso in formato pdf

Richiami al modello di atmosfera standard - Funzionamento dei principali strumenti a capsula: altimetro, anemometro e variometro - Modelli semplificati per la definizione delle forze di natura aerodinamica e propulsiva - Caratteristiche principali dei motori di uso aeronautico: motoelica, turbogetto, turbofan e turboelica - Le terne di riferimento: assi vento, assi corpo, assi aerodinamici - Moto rettilineo, uniforme, simmetrico, orizzontale - Volo in discesa e volo librato in aria calma, effetto del vento sul volo librato - Il volo in salita: salita rapida, salita ripida – Quota di tangenza teorica e pratica - Il volo in crociera: calcolo delle autonomie di distanza e di durata per velivoli con motore alternativo ad elica e motore turbogetto - Effetto del vento sulla autonomia di distanza - Il diagramma “Carico pagante vs Autonomia” - Fattore di carico, diagramma di manovra e di raffica - La virata - La richiamata - Il decollo: calcolo approssimato della pista di decollo, pista bilanciata di decollo, aspetti normativi, effetto del vento sulla corsa al suolo - L’atterraggio: calcolo approssimato della pista di atterraggio, aspetti normativi, effetto del vento sulla corsa al suolo - Cenni di stabilità statica longitudinale e latero-direzionale.

Italian

The course provides the methodological basis for the preliminary estimation of powered and unpowered fixed-wing aircraft performance. By using suitable simplifying assumptions, aircraft equations of motion will be written and solved in a closed form with reference to different flight phases/manoeuvres (cruise, climb, descent, take-off, landing, turn, pull-out). The influence that specific aircraft characteristics (e.g. weight, engine type, wing loading, etc.) and operating conditions (speed, altitude) have on performance will be emphasized through several numerical examples. Basic elements of aircraft longitudinal and lateral-directional static stability concepts will be provided.

• V. LOSITO, Fondamenti di Aeronautica Generale, Accademia Aeronautica
• J. D. ANDERSON, Introduction to Flight, McGraw-Hill International Edition
• B.W. McCORMICK, Aerodynamics, Aeronautics and Flight Mechanics, John Wiley & Sons
• WARREN F. PHILLIPS, Mechanics of Flight, John Wiley & Sons
• G. GUGLIERI, Introduzione alla meccanica del volo , CELID, Torino
• C. CASAROSA, Meccanica del Volo, Pisa University Press

The course mainly aims at providing the methodological basis for the preliminary estimation of powered and unpowered fixed-wing aircraft performance.
At the end of the teaching phase, the student will be required to:
• be able to estimate the performances of fixed wing aircraft
• have knowledge of how performance are affected by some design parameters such as wing loading or thrust to weight ratio
• use a proper technical terminology
• quickly estimate the orders of magnitude of numerical values that could be reasonably expected
• assess the aircraft performance compliance to airworthiness regulations

Basic knowledge of aicraft Aerodynamics is required

Lessons of 120 minutes length are given by lecturers. The course includes several classroom numerical examples applied to specific aircraft

Oral examination. In particular, it will be devoted to verify:
1) Ability of the student to present clearly the subjects using the appropriate technical language.
2) Ability to summarize and link the topics covered in the course
3) Capability to make a critical analysis of problems related to the subject under study
4) Knowledge of the orders of magnitude of numerical results that can reasonably be expected for a correct analysis of the case studies

Slides used during the course are available as a pdf file

The International Standard Atmosphere model - Flight speed and altitude measurement - The aerodynamic and propulsive forces modelling - Main characteristics of aviation engines : piston engines, turbojet engines, turbofan engines , turboprop engines - Reference frame definition: wind axes, body axes, aerodynamic axes - Flight at constant altitude and constant speed - Gliding flight performance in still air - Effect of wind on gliding performance - Climb flight phase: minimum time climb and minimum distance climb – Absolute and service ceiling - Aircraft flight envelope - Cruise flight phase: maximum range and maximum endurance for propeller driven aircraft and turbojet aircraft - Wind effect on cruise performance - Payload vs. Range diagram - Load factor definition, manoeuvre and gust load diagram - Turning flight: steady coordinated turn - The pull-up manoeuvre - Take-off phase: airworthiness regulations requirements - Preliminary calculation of AEO take off distance - Balanced field length - Wind effect on take-off ground run - Landing phase: airworthiness regulations requirements - Preliminary calculation of landing distance - Wind effect on landing ground run - Longitudinal static stability and control basic principles - Lateral-directional static stability basic principles.