Laboratori e modalità d esame INTRODUZIONE. Organizzazione del corso. Laboratori e modalità d esame. Laboratori e modalità d esame.

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1 Laboratori e modalità d esame IMPIANTI E SISTEMI AEROSPAZIALI INTRODUZIONE Termine laboratori circa un mese prima della fine del corso Assegnazione finale di 2 laboratori di cui occorre consegnare le relazioni per sostenere l esame In bacheca didattica: linee guida stesrura relaizoni Almeno una in inglese Organizzazione del corso Laboratori e modalità d esame Lunedì aula LM5 lezione Martedì aula L09 lezione Mercoledì aula LM5 esercitazione Giovedì aula CT54 lab progettuale Solo orale Argomenti: programma svolto in lezioni, esercitazioni e laboratori Ammissione all orale: bisogna aver consegnato le relazioni richieste almeno tre giorni prima della data dell appello Altre informazioni: v. bacheca didattica Laboratori e modalità d esame Esercitazioni 10 laboratori progettuali da svolgere in aula e consegnare al termine del laboratorio Progetto e/o dimensionamento preliminare di semplici impianti Correzione nella esercitazione successiva Scopo: aiutare apprendimento, autovalutazione e darmi un feedback Approfondimenti con esercizi numerici o con illustrazioni di quanto svolto a lezione Correzione dei laboratori svolti la settimana precedente 1

2 Ordinamenti precedenti e passaggi Ordinamento DM509 Passaggio DM509 DM270 SISTEMI aerospaziali Fate riferimento a quanto presente in internet, nella bacheca didattica e nel sito della Facoltà, relativamente al corso di Impianti ordinamento 509 Contattatemi SISTEMA: insieme logico ottenuto dall'unione di un certo numero di sottosistemi connessi fra loro ed in grado di trattare materia, energia, informazioni o altro ed in modo da soddisfare ad una qualche finalità. Testi di riferimento IMPIANTI e sistemi aerospaziali Dispense in italiano e in inglese, in linea nella bacheca didattica del Dipartimento. W.L.Green, Aircraft Hydraulic Systems, Wiley, N.S.Currey, Aircraft Landing Gear Design: Principles and Practices, AIAA Education Series, Przemieniecki Series Editor- in-chief, Various authors, Avionic Systems, by D.H.Middleton, Longman Scientific and Technical, 1989 I.Moir and A.Seabridge, Aircraft Systems, Professional Engineering Publishing Ltd, 2001 IMPIANTO: l insieme di componenti e collegamenti in grado di realizzare le funzioni volute Impianto e sistema sono termini che mettono in evidenza l aspetto hardware o software degli stessi oggetti: verranno quindi spesso scambiati fra loro Sito >Bacheca didattica >Laurea > Fisicamente un veicolo aerospaziale è costituito da una struttura, da propulsori e da sistemi o impianti in grado di fargli adempiere alla sua funzione e renderlo governabile. STRUTTURA PROPULSIONE SISTEMI o IMPIANTI 2

3 } Impianto idraulico Impianto elettrico di Impianto pneumatico generazione di potenza Comandi di volo Carrello d atterraggio Impianto combustibile Impianto di condizionamento e pressurizzazione Protezione atmosferica Strumenti di navigazione e avionica di emergenza Impianti di veicoli spaziali Affidabilità Classificazione degli Impianti A) Dal punto di vista della sicurezza del velivolo o della riuscita della missione: Impianti primari: Un loro guasto può compromettere la sicurezza del velivolo e/o delle persone e cose trasportate Impianti secondari: Un loro guasto può degradare il comportamento della macchina e far abortire la missione, ma non ne compromette la sicurezza Impianti ausiliari: Un loro guasto può degradare la missione o creare disagi, ma consente ugualmente di eseguire la missione Impianti Affidabilità Importanza degli impianti: si evidenzia dall incidenza che essi hanno su un velivolo in termini di percentuale di peso o di costo Ridotti al minimo su alianti, esasperati al massimo velivoli da combattimento In funzione della classe del velivolo il peso degli impianti imbarcati può arrivare al 30% MTOW e 60% del OEW Affidabilità: abilità di un dispositivo di funzionare correttamente sotto ben precise condizioni d'uso per un certo periodo di tempo Impianti Classificazione Impianti Tipico degli impianti è l essere costituito da componenti ben separati e distinti per ognuno dei quali è ben definibile l entrata e l uscita ed il legame fra essi Sugli impianti è sempre possibile intervenire con organi di comando, di controllo o di regolazione B) Dal punto di vista funzionale: Generazione e distribuzione di energia Idraulico Elettrico Pneumatico Finalizzati Combustibile Comandi di volo di atterraggio Pressurizzazione Condizionamento Antighiaccio di emergenza Avionica Strumenti di bordo 3

4 Scopo del corso Progetto di impianti Multidisciplinarietà: impianti di natura molto varia, comprensione del loro comportamento richiede conoscenze in diversi campi Presentazione dei principali impianti installati a bordo di veicoli aerospaziali o a terra per consentirne l impiego Descrizione principi e logiche di funzionamento Approfondimento per alcuni componenti, con procedure per dimensionamento di massima Specifiche: Definizione qualitativa e quantitativa delle funzioni dell impianto. Vincoli: Relazioni con il resto del progetto Sviluppo Schema a blocchi Dimensionamento Analisi di funzionamento statico e dinamico Analisi di funzionamento in condizioni di avaria Analisi di affidabilità Specificità negli impianti aerospaziali Progetto di impianti Ambiente esterno Pressione Temperatura Densità Umidità Per lo spazio Mancanza aria Microgravità Radiazioni Peso (a volte contrasta con rendimento) Montaggio su veicolo Accelerazioni Vibrazioni Per lo spazio Manutenzione problematica Output: Schemi funzionali Elenco componenti Elenco ed identificazione collegamenti Disegni di montaggio Disegni esecutivi degli elementi di montaggio Norme di impiego Norme di impiego in condizioni di avaria Norme di manutenzione Progetto di impianti Esempi di specifiche e vincoli Contestuale al progetto dell intero velivolo Interazioni con Aerodinamica Meccanica del volo Propulsione Strutture Processo iterativo Concettuale Preliminare Dettaglio Specifico di impianti l impiego per quanto possibile di componenti già disponibili Impianto combustibile Specifiche Volume (o massa) di combustibile da trasportare Portata e pressione del combustibile al motore Vincoli Volume disponibile Escursione del baricentro possibile 4

5 Esempi di specifiche e vincoli Disegni costruttivi Impianto pressurizzazione Specifiche Quota cabina massima alle varie quote velivolo Gradiente di quota cabina ammissibile Vincoli Quantità aria spillabile dal motore Volume cabina Numero passeggeri Disegni e schemi di montaggio Disegni costruttivi delle interfacce di collegamento alla struttura Schemi funzionali Norme di impiego e manutenzione Manuale descrittivo Generazione energia pneumatica Regolazione portata e pressione Distribuzione Utilizzatori Manuale di impiego In condizioni normali In condizioni di emergenza Manuale di manutenzione Analisi funzionamento Funzionamento in condizioni normali Funzionamento in emergenza Risposta ai comandi e conseguenti transitori Funzionamento dei sistemi di controllo e regolazione Un impianto è costituito da componenti collegati fra loro Nel collegamento avviene un trasferimento di potenza esprimibile col prodotto di due grandezze, una intensiva ed una estensiva Le grandezze da prendere in considerazione dipendono dal particolare tipo di impianto 5

6 Scelta della grandezza controllata Meccanica Meccanica Elettrica Velocità Velocità angolare Tensione Forza Coppia Corrente W=v*F W=ω*C W=V*I Potenza in campo elettrico W=VI Per non avere interferenza fra le varie utenze occorre regolare la tensione Idraulica Pressione Portata volumetrica W=p*Q I V Pneumatica Entalpia specifica Portata massica W=h*dm/dt Necessità di varie forme di energia In condizioni di equilibrio: potenza fornita dal generatore = potenza assorbita dagli utilizzatori Molti dei componenti di impianti per il loro funzionamento richiedono energia (o potenza). Per fornire energia secondo le necessità occorrono sistemi in grado di provvedere a: Trasformazione Regolazione Distribuzione Impiego Energie utilizzabili Elettrica Idraulica Pneumatica Meccanica In un impianto che distribuisce potenza è necessario controllare il valore di uno dei due parametri che la definiscono Se il generatore alimenta più utilizzatori per evitare interferenza fra il funzionamento dei vari componenti il parametro da controllare deve essere quello che definisce il potenziale Comandi Carrello Combustibile Luci Ambiente Antighiaccio Strumenti Avionica 6