ECTS - University of Pisa
L'obiettivo del corso è fornire una panoramica dettagliata dei principali sistemi a bordo di aeromobili civili tipici. Viene descritto il principio di funzionamento di ciascun sistema. Per alcuni sistemi, vengono forniti semplici strumenti analitici per una progettazione preliminare. Inoltre, per simulare la dinamica di alcuni componenti del sistema vengono utilizzati codici computer commerciali appropriati.
The aim of the course is to provide a detailed overview of the main systems on board typical civil aircraft. The principle of working of each system is described. For some systems, simple analytical tools for a preliminary design are given. Moreover, suitable commercial computer codes are used to simulate the dynamics of some system components.
Lo studente sarà valutato sulla sua capacità di discutere i contenuti principali del corso, utilizzando la terminologia appropriata, e di delineare gli schemi delle principali architetture dei sistemi, come illustrato durante il corso.
metodi:
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents, using the appropriate terminology, and to outline the sketches of the main system architectures, as illustrated during the course.
Methods:
Alla fine del corso:
At the end of the course:
Durante le lezioni verranno svolte diverse esercitazioni al fine di produrre esempi pratici di:
A number of exercises will be carried out during the lessons in order to produce practical examples of:
Durante le lezioni dedicate alle esercitazioni, verrà valutato il livello di partecipazione attiva degli studenti
During the lessons dedicated to execises, the level of active participation from students will be evaluated
Le lezioni del primo periodo 2020/21 saranno tenute solo online sulla seguente aula virtuale della piattaforma Teams:
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AFFIDABILITA' E SICUREZZA
Definizioni. Funzioni di distribuzione della densità dei guasti. Schematizzazione a blocchi dei sistemi per la valutazione della affidabilità. Teoremi della probabilità composta, della probabilità totale, di Bayes. Modelli affidabilistici Stand-By. Effetto combinato di avarie casuali e per usura. Sicurezza. Test di significatività e di bontà del best-fit. Albero dei guasti. Tecniche di monitoring e voting.
IMPIANTI PER LA CONVERSIONE E LA DISTRIBUZIONE DI ENERGIA
Impianto oleodinamico: principi di funzionamento, generazione della potenza, distribuzione. Attuatori lineari e rotanti. Perdite di carico distribuite e concentrate. Valvole di distribuzione, di sequenza, fusibili, di non ritorno, regolatrici di pressione, regolatrici di portata. Accumulatori idraulici. Simbologia unificata. Funzionamento delle servovalvole a flapper.
Impianto elettrico: requisiti generali, impianti a corrente continua e alternata, utilizzatori. Principio di funzionamento dell’alternatore, della dinamo e del trasformatore. Regolazione. Parallelo di dinamo. Parallelo di alternatori. Generatori Brushless. Gruppi inverter e raddrizzatori. Funzionamento del sistema CSD. Distribuzione, schemi tipici.
Impianto pneumatico: Requisiti generali, generazione, utilizzatori, distribuzione, regolazione, accessori, schemi tipici.
INSTALLAZIONI TIPICHE
Organi di decollo e atterraggio. Generalità. Principi di funzionamento e particolari costruttivi degli ammortizzatori oleodinamici. Tipico circuito idraulico per l’estrazione e retrazione dei carrelli.
Impianto frenante: generalità e parametri che influenzano lo spazio di frenata. Schemi costruttivi dei freni a dischi. Sistemi anti-skid: logiche di intervento, differenze ed analogie coi sistemi ABS di autovetture.
Trasmissione dei comandi di volo. Comandi diretti. Comandi potenziati reversibili e irreversibili. Controllo Fly-by-Wire delle superfici mobili con attuazione idraulica.
Impianto combustibile: compiti principali e componenti tipici. Circuiti di sfiato, di travaso, di scarico rapido.
Impianto di condizionamento e pressurizzazione. Schemi in ciclo aperto e in ciclo chiuso. Cold Air Unit a ciclo di vapore, a ciclo d’aria semplice e di tipo Bootstrap.
Impianto antighiaccio. Meccanismi di formazione del ghiaccio e conseguenze sulla sicurezza del volo. Analisi della normativa. Antighiaccio aerotermico, elettrico e pneumatico a membrane pulsanti. Regolazione e controllo.
STRUMENTI DI VOLO
Strumenti a capsula. Altimetro: principio di funzionamento, errori di pressione e di temperatura, regolazioni QFE, QNH e QNE. Anemometro: funzionamento ed errori, velocità IAS, CAS, EAS e TAS. Variometro: funzionamento.
Strumenti magnetici. Magnetismo terrestre, declinazione e inclinazione magnetica. Errori della bussola. Effetto dei ferri di bordo e relativa compensazione.
Strumenti giroscopici. Proprietà del giroscopio meccanico. Precessione apparente e da trasporto. Direzionale e orizzonte artificiale. Cenni sul funzionamento dei sincro di coppia e di segnale. Girobussola.
RELIABILITY and SAFETY
How to design systems to ensure safety: the general approach. Rules of probability. Probability Density Functions for typical component failures. Reliability prediction and modelling: Reliability Block Diagram, Fault Tree Analysis. Considerations on software reliability. Monitoring and Voting techniques for redundant systems.
SYSTEMS FOR POWER CONVERSION AND DISTRIBUTION
Hydraulic System: main tasks and components. Pumps, piping, valves, actuators, accumulators.
Electrical System: general requirements of aircraft electrical loads. AC and DC generators. Paralleling and load sharing of redundant generators. Transformer and rectifier units. Inverters. Constant Speed Drive.
OTHER TYPICAL AIRCAFT SYSTEMS
Landing Gears: main tasks and components. Typical configurations. The role of the shock absorber.
Breaking System: preliminary design of a multiple-disk brake assembly. Behaviours of disk materials (carbon and steel). Anti-skid systems.
Flight Control System: primary and secondary control surfaces. Direct link with the pilot inceptors. Simple mechanical actuation with hydraulic power. Fly-by-Wire systems: functions and components: Servo-hydraulic actuators for Fly-by-Wire systems.
Ice Protection System: conditions for ice accretion on aircraft. Anti-icing and de-icing systems. Preliminary estimate of the ice accretion on aerofoils based on FAR25-Appendix C.
Environmental Control System: requirements for breathable air in the cabin. Different types of Cold Air Units.
Fuel System: fuel storage and supply to engines. Cross-feed valve.
FLIGHT INSTRUMENTS
Altimeter. Airspeed Indicator. Variometer. Magnetic Compass. Directional Gyro. Artificial Horizon.
Le lezioni del primo periodo 2020/21 saranno tenute solo online sulla seguente aula virtuale della piattaforma Teams:
https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a282292147bc8469690d9537e3dd41126%40thread.tacv2/conversations?groupId=a7c282d1-2df1-45dd-ae41-a6d68880ff19&tenantId=c7456b31-a220-47f5-be52-473828670aa1
