Progetto di Velivoli Presentazione del corso AA Lorenzo Trainelli

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1 Progetto di Velivoli Presentazione del corso AA Lorenzo Trainelli

2 Personale docente 2 Docente LORENZO TRAINELLI lorenzo.trainelli@polimi.it Tel Ricevimento: su appuntamento Esercitatori STEFANO CACCIOLA cacciola@aero.polimi.it Tel Ricevimento: su appuntamento FEDERICO GUALDONI gualdoni@aero.polimi.it Tel Ricevimento: su appuntamento

3 Orario 3 Il normale orario del corso seguirà lo schema indicato. Giorno e ora Aula Forma didattica Lunedì 11:15-13:15 BL Lezione* Giovedì 11:15-13:15 CT36 Esercitazione * Giovedì 16:15-18:15 BL Laboratorio* Venerdì 11:15-13:15 BL Lezione/Esercitazione/ * Saranno possibili variazioni, comunicate attraverso la bacheca didattica del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale: Laboratorio*

4 Programma 4 Contenuti del corso Il corso tratta del problema del progetto preliminare di velivoli ad ala fissa: cosa deve fare il velivolo? come deve farlo? com è fatto? quanto costa? Partendo dall analisi di mercato e dei requisiti di missione, vengono presentati metodi di progettazione che permettono la definizione di Dimensionamento preliminare Configurazione, propulsori, strutture, sistemi di bordo Caratteristiche aerodinamiche Caratteristiche di volo (prestazioni, manovre) Qualità di volo (equilibrio, stabilità e controllabilità) Costi ed economia del progetto. Modalità didattiche Esercizio di progettazione: gli studenti lavorano alla definizione di un progetto, le lezioni inquadrano le metodologie ed i problemi, le esercitazioni ed i laboratori sono dedicate allo svolgimento del progetto.

5 Seminari didattici 5 Esperti dall industria Ing. Paolo Mezzanotte già Direttore Studi Avanzati, AerMacchi Evoluzione dell industria aeronautica e del progetto dei velivoli negli ultimi 20 anni Una panoramica sui recenti programmi di sviluppo di velivoli militari Ing. Aniello Cozzolino Responsabile Ricerca & Avamprogetto, Piaggio Aero Industries Progetto concettuale di velivoli in Piaggio Aero Altri? Studenti Presentazione di un gruppo di studenti del corso di Progetto Generale di Velivoli, AA

6 Testi 6 Testi consigliati D.P. Raymer, Aircraft Design: a Conceptual Approach, AIAA Education Series, 4th Ed., J. Roskam, Airplane Design: Parts I through VIII, DAR Corporation, E. Torenbeek, Synthesis of Subsonic Airplane Design, Delft University Press, Kluwer Academic Publishers, Jane's all the world's aircraft , Paul Jackson (Ed.), Alexandria, VA, Jane's Information Group, Ulteriori riferimenti Biblioteca del Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale tutti i libri con la segnatura Riviste (es. Aerospace America, Aviation Week & Space Technology, Flight International, International Air Power Review) Internet

7 Software 7 Software disponibile al Politecnico di Milano Programmi di calcolo generali (es. Matlab, Mathematica, Excel) Programmi di scrittura e presentazione (es. TeX/LaTeX, Word, PowerPoint) Programmi CAD (es. AUTOCAD, Catia) Programmi di analisi aerodinamica AVL: Vortex Lattice public domain Tornado: Vortex Lattice public domain Xfoil: progettazione ed analisi di profili in campo subsonico Programmi di analisi dinamica e strutturale (es. ADAMS, FEMAP, NASTRAN) Programmi di ottimizzazione (es. Optimus, matlab)

8 Modalità d esame 8 Progetto Valutazione di un progetto originale sviluppato da un gruppo formato al massimo da 8 studenti. Ogni progetto è svolto a partire da un tema assegnato dal docente all inizio del corso a ciascun gruppo. Informazioni pubblicate sulla bacheca didattica del corso accessibile all indirizzo Valutazione Il progetto viene valutato attraverso L esame di una relazione tecnica scritta Il giudizio sulla presentazione orale Durante la presentazione, i docenti potranno porre domande agli studenti ad integrazione del giudizio.

9 Presentazione del progetto Requisiti Presentazione in PDF, MS PowerPoint o software equivalente. È obbligatoria la presenza di ciascun componente del gruppo durante la presentazione; tutti i membri del gruppo devono partecipare attivamente alla presentazione. Tutti i membri del gruppo devono essere in grado di rispondere a domande specifiche su qualsiasi parte del progetto (e quindi non solo di quella da loro presentata). Una settimana prima della presentazione del gruppo, deve essere anche consegnato una relazione tecnica scritta, comprendente come minimo tutti i punti della presentazione e che descriva nel dettaglio il lavoro svolto e gli strumenti sviluppati. È necessario consegnare copia elettronica sia della relazione, sia della presentazione. La presentazione deve essere completa ed esauriente, avere una durata indicativa di due ore, essere composta indicativamente da 150 pagine.

10 Presentazione del progetto Contenuto La presentazione deve contenere, come minimo, i punti seguenti: Descrizione del tema Descrizione dell organizzazione del lavoro all interno del gruppo Analisi del problema e stato dell arte Emissione di requisiti, specifiche di progetto, profili di missione, vincoli tecnicoeconomici, etc. Stima iniziale dei pesi Determinazione rapporto spinta/peso (potenza/peso) e carico alare Analisi e comparazione delle possibili configurazioni candidate Scelta motivata di una configurazione Progettazione della fusoliera Progettazione di ala (inclusi sistemi di ipersostentatazione), coda, superfici di controllo, trim, etc. Scelta ed integrazione dei sistemi di bordo Analisi di pesi, escursioni del baricentro, carichi e strutture Analisi completa delle prestazioni, inclusa la determinazione delle polari trimmate, inviluppo di volo, salita, decollo, atterraggio, virata Analisi di stabilità, controllo e qualità di volo, in volo rettilineo e in manovra Analisi dei costi Conclusioni, comparazione dei risultati ottenuti con progetti esistenti analoghi, valutazione critica dei risultati ottenuti rispetto agli obiettivi iniziali.

11 Presentazione del progetto Valutazione La valutazione finale terrà conto dei seguenti aspetti: Completezza, accuratezza e profondità dell analisi delle soluzioni progettuali proposte Dettaglio ed approfondimento di temi critici Valutazione della sensitività/robustezza e criticità delle soluzioni trovate Eventuale uso di strumenti sofisticati di analisi (per esempio, stima caratteristiche aerodinamiche del velivolo) Eventuale ricorso a tecniche di ottimizzazione o a studi parametrici Stile, completezza e chiarezza nell esposizione del progetto, e della relazione tecnica Livello di interazione del gruppo Capacità di rispondere a domande da parte del docente.

12 Regole e suggerimenti Gruppi di lavoro Non è possibile presentare lavori svolti da singoli I gruppi possono essere formati autonomamente dagli studenti e vanno comunicati esclusivamente al docente per entro un mese dall inizio del corso Il docente provvederà a confermare o meno via la composizione del gruppo e l assegnazione del tema È consigliabile formare gruppo poco numerosi (es. 4-6), possibilmente composti da esperti nelle diverse discipline (es. aerodinamica, strutture, meccanica del volo, impianti, propulsione, etc.) Attenzione agli orari di lezione, esami da completare, programmazione sostenibile del lavoro e delle scadenze, etc.

13 Regole e suggerimenti Temi progettuali Ciascun gruppo è libero di scegliere il tema di suo maggiore interesse, compatibilmente con le esigenze organizzative e didattiche Un gruppo può proporre al docente un tema diverso da quelli offerti, entro un mese dall inizio del corso A meno di un approvazione esplicita da parte del docente, non sono ammessi progetti che non rispondano ad uno dei temi assegnati Non sono ammesse modifiche ai temi senza autorizzazione del docente Esercitatori Gli esercitatori svolgeranno funzioni di tutor, provvederanno a verificare l avanzamento dei lavori e forniranno eventuale supporto tecnico ove necessario.

14 Esempi di temi progettuali 14 Temi AA precedente 1. Progettare un addestratore avanzato (non necessariamente LIFT) che possa rispondere alle esigenze delle aviazioni militari dei paesi della NATO in maniera unificata. 2. Progettare un velivolo da trasporto tattico con elevate capacità STOL, capace di trasportare un veicolo blindato della classe 25 tonnellate con un raggio d azione di almeno 1000 NM. (Tema scelto da uno dei gruppi) 3. Esplorare la possibilità di rispondere alle esigenze della lotta antincendio di una grande nazione europea mediterranea (Italia, Francia, Spagna) integrando una flotta di velivoli della classe del Bombardier 415 con velivoli di dimensioni inferiori, che siano certificati secondo CS-23 e che possano essere dispiegati capillarmente, avere minime necessità infrastrutturali ed elevata flessibilità operativa. Progettare un tale velivolo, tenendo conto che deve poter svolgere ulteriori compiti operativi, da identificare, per ridurre l impatto della marcata stagionalità dell impiego primario sui costi di progettazione e gestione. (Tema scelto da uno dei gruppi) 4. Progettare un velivolo da aviazione generale con caratteristiche semiacrobatiche, capace di penetrare il mercato internazionale dei kit planes migliorando il mix di sicurezza/prestazioni/costi degli attuali concorrenti su tale mercato. 5. Progettare un velivolo a propulsione umana, per partecipare alla Kremer International Marathon Competition ( flight around a specified twenty-six mile Marathon distance course, in a time of under one hour ). 6. Tema storico - Tenendo conto della tecnologia degli anni 50, progettare un velivolo leggero da supporto tattico, eventualmente da realizzarsi in più versioni (da identificare), per venire incontro alle esigenze delle aviazioni della NATO. 7. Tema storico - Considerando la tecnologia dei primi anni 30, progettare un velivolo da trasporto commerciale da utilizzare per le rotte interne agli Stati Uniti d America.