73194 - DESIGN METHODS IN THE AEROSPACE INDUSTRY

Conoscenze e abilità da conseguire

The student gains a clear understanding of the design process used in the aerospace industry to develop new products. In detail, the student knows the proper methodologies to carry out a synthetic approach to the design of new vehicles, focusing the attention on the conceptual and preliminary design methods and tools useful for the aeronautical products development.

Contenuti

Modulo 1:

- Cenni alle fasi del progetto nell'ambito dell'aeronautica civile. Impatto sulle metodologie di progettazione delle normative EASA (CS-VLA, CS-23 e CS-25 per ala fissa, CS-27 e CS-29 per ala rotante). Principali concetti relativi alla gestione della progettazione e della aeronavigabilità in ambito aeronautico (DOA, POA, Part 145); principali figure professionali coinvolte nella progettazione degli aeromobili.

- Strumenti per la sintesi (ottimizzazione multidisciplinare, studi di trade-off ) ed analisi (CAD, CFD, FEM, Modelli numerici) in ambito aerospaziale. Ambienti virtuali collaborativi per la gestione dei progetti aerospaziali.

- Metodi per il progetto concettuale degli aeromobili civili da trasporto e dell'aviazione generale; impatto di architetture, geometria, sistema di propulsione, caratteristiche aerodinamiche e strutturali degli aeromobili su prestazioni, qualità di volo, costi operativi dei velivoli.

- Metodi per il progetto concettuale di idrovolanti, LTA (dirigibili, palloni e mongolfiere), configurazioni non tradizionali di velivoli civili, velivoli elettrici, elicotteri, eliche.

- Esercitazioni su esempi di progetto concettuale di velivoli, simulazione dei velivoli, e validazione delle prestazioni.

Modulo 2: 

- Configurazione dell’aeromobile: disegno a tre viste, regole di lofting, grafici di area, volume e di performance.

- Modellazione di superfici complesse: spline, curve Nurbs, lofting, sweep, superficie da rete di curve, problematiche avanzate di modellazione (smussi, raccordi, svuotamenti).

- Modellazione di superfici complesse per l’aerospazio: modellazione Nurbs, introduzione ai comandi 1D, 2D e 3D; introduzione a scrittura di macro.

- Scambio di file del modello digitale: modelli 3D discreti e mesh, formati di file per modelli 3D.

- Additive Manufacturing: tecnologie, materiali, Fused Filament Fabrication, Design for Additive Manufacturing.

Testi/Bibliografia

Daniel Raymer, Aircraft Design: A Conceptual Approach, Sixth Edition, ISBN (print): 978-1-62410-490-9, September 30, 2018.

James DeLaurier, Aircraft Design Concepts: An Introductory Course, Taylor & Francis Ltd, 2022.

Leland M. Nicolai, Grant E. Carichner, Fundamentals of Aircraft and Airship Design, AIAA Education Series, 2010.

Snorri Gudmundsson, General Aviation Aircraft Design: Applied Methods and Procedures, Butterworth-Heinemann, September 3, 2013.

 

Metodi didattici

Il corso prevede lezioni teoriche sugli argomenti del corso, ed esercitazioni in cui le studentesse e gli studenti hanno modo di applicare i concetti appresi. Sono inoltre ampiamente presentati strumenti digitali per il supporto al progetto concettuale, come CAD, CFD, FEM, modelli in ambiente Simulink e Matlab, Simulazione del volo, modellazione geometrica in realtà virtuale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Gli studenti vengono divisi in gruppi a cui viene affidato lo sviluppo di un progetto di un velivolo, da eseguire secondo le metodologie introdotte a lezione: il progetto prevede il dimensionamento di un velivolo, la sua modellazione al CAD, lo sviluppo del modello matematico e la verifica delle prestazioni attraverso tool sviluppati in ambiente Matlab, e simulatore di volo in Realtà Virtuale.

In sede di esame, oltre alla presentazione del progetto svolto sono sottoposte alle studentesse ed agli studenti delle domande teoriche sugli argomenti del corso. Dato il carattere applicativo del corso, alla discussione del progettino vengono assegnati 20 punti, mentre alle due domande teoriche vengono attribuiti 10 punti (5 per domanda).

Strumenti a supporto della didattica

Software CAD con integrati moduli CFD e FEM per considerazioni di tipo concettuale; Codici Matlab e Simulink; Simulatore di volo in Realtà Virtuale, ambienti virtuali.

Le dispense utilizzate a lezione sono caricate sul sito virtuale.unibo.it e messe a disposizione degli studenti.

 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Ceruti

Consulta il sito web di Antonio Bacciaglia