ITALIANO

Il corso si propone di fornire le conoscenze di base relative a propulsori aerospaziali a cicli combinati che permettano di effettuare una missione di trasporto spaziale con un unico sistema dal decollo fino all'immissione in orbita.
L’attenzione è quindi rivolta a propulsori utilizzabili per velivoli trans-atmosferici, che sperimentano condizioni di volo dal basso subsonico all’ipersonico, descrivendo l’architettura dei motori a getto ed addentrandosi nell’analisi dei principali meccanismi fisici di interesse.

Appunti e materiale distribuito a lezione
Per ulteriori approfondimenti
W. H. Heiser, D. T. Pratt., Hypersonic Airbreathing Propulsion, AIAA Education Series, 1994

Obiettivo del corso è di approfondire la conoscenza dei propulsori a ciclo combinato per le alte ed altissime velocità, sviluppando nel discente le abilità necessarie per la comprensione dei fenomeni fisici di base e per la stima delle potenziali prestazioni, tenendo conto dei limiti legati ai componenti più importanti. Al termine del corso il discente avrà acquisito la conoscenza della meccanica e della termodinamica alla base del funzionamento di questi propulsori. Sarà inoltre in grado di identificare i principali parametri di progetto, e di studiarne l'influenza dei sulle prestazioni e sulle dimensioni di massima.

Nozioni di base di meccanica dei fluidi, di termo-dinamica, di gasdinamica e delle basi della propulsione a getto, considerando sia gli eso-reattori che gli endo-reattori.

Il corso è strutturato in lezioni frontali tenute dal docente.

Esame costituito da un colloquio orale vertente sugli argomenti previsti dal programma. Obiettivo dell’esame è verificare che l’allievo conosca le varie tipologie dei propulsori a ciclo combinato; ne sappia valutare le prestazioni e dimostri le conoscenze necessarie dei meccanismi fisici su cui si basa il funzionamento del propulsore stesso. Il discente dovrà rispondere a 3 domande, dalla cui valutazione si formerà il voto finale.

Propulsione per alte velocità, sia supersonico che ipersonico, finalizzato al volo trans-atmosferico.
Propulsori compositi e combinati. Eiettore ed applicazione al Rocket Based Combined Cycle Engine. Air-turborocket. Propulsori a ciclo variabile. Liquid Air Collection e LACE.
Elementi di combustione.
Scramjet
I componenti e il ciclo termodinamico. Analisi aero-termodinamica dei componenti: presa d’aria, combustore e ugello di scarico.
Prestazioni.
Propulsione nucleare termica.

Italian

The main elements of this course constitute the basic knowledge of the combined cycle air-breathing engines, which allows the aerospace system to perform trans-atmospheric mission. The attention is therefor focused on jet engines characterized by super and hyper sonic speed regimes: the main architecture of these systems is described together with the main physical principles.

W. H. Heiser, D. T. Pratt., Hypersonic Airbreathing Propulsion, AIAA Education Series, 1994

The main object of this course is to increase the knowledge of jet propulsion and in particular of the combined-cycle engines, allowing the students to develop the knowledge of the main physical principles governing this kind of engines and the skills to foresee the performances. At the end of the course, the student will be confident with the main gas-dynamics and thermo-dynamics concepts necessary for the development of these engines. Moreover, the student will be able to identify the main performance parameters according to the particular mission.

Basic concepts of fluid mechanics, thermo-dynamics, gas-dynamics, jet propulsion (air-breathing and rocket engines).

Lessons held by the professor.

Oral examination.

Introduction to high speed jet-propulsion, for trans-atmospheric flight.
Air-breathing combined cylces; Rocket-based Combined Cycle Engine, Air-Turbo-rocket; Liquid Air Cooling Engines (LACE).
Sub and super-sonic combustion elements.
Scramjet
Engine components and thermo-dynamic cycles.
Thermo-fluid-dynamic analysis of the components:
- air intake
- combustion chamber
- nozzle
Performances.
Nuclear propulsion.