Academic year2023/24
CourseAEROSPACE ENGINEERING
Code505II
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageEnglish
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| ELECTRIC PROPULSION II | ING-IND/07 | LEZIONI | 60 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
Il corso offre agli studenti una preparazione specialistica nel campo della propulsione spaziale, estesa alle tecnologie più avanzate o introdotte più di recente, con particolare enfasi sui sistemi di propulsione elettrica, e fornisce loro le conoscenze relative a funzionamento, prestazioni tipiche, aspetti critici e stato di sviluppo, in modo da permetter loro di affrontare i principali problemi di analisi, progettazione, integrazione e utilizzo.
Knowledge
The course imparts the students a specialized preparation in the propulsion field extended to the most advanced or more recently introduced technologies, with particular emphasis on electric propulsion systems, and provides them with the knowledge concerning the principles of operation, the typical performance, the critical aspects and the state of development of electric thrusters for space applications needed to address the main problems of analysis, design, integration and usage.
Modalità di verifica delle conoscenze
Le conoscenze acquisite vengono verificate attraverso un colloquio individuale.
Assessment criteria of knowledge
Acquired knowledge is verified through an individual interview.
Capacità
Alla fine del corso:
- Gli studenti sapranno come applicare gli strumenti teorici trattati nel corso per l'analisi e la progettazione preliminare dei principali tipi di propulsori elettrici.
- Gli studenti saranno in grado di condurre ricerche e analisi delle fonti disponibili nella letteratura, nonché ricerche web relative ai progetti di loro interesse.
- Gli studenti saranno in grado di presentare, attraverso relazioni scritte o articoli per conferenze, nonché presentazioni con slide, i risultati delle loro attività.
Skills
By the end of the course:
- Students will know how to apply the theoretical tools covered by the course for the analysis and preliminary design of the main types of Electric Thrusters.
- Students will be able to conduct research and analysis of sources available in the literature, as well as web searches related to the projects of their interest.
- Students will be able to present in written reports or conference papres, as well as slide presentations,the results of their activity
Modalità di verifica delle capacità
- Durante le sessioni pratiche, verranno presentati e discussi con gli studenti articoli significativi relativi agli argomenti principali del corso.
- Saranno svolte attività pratiche per comprendere le tecniche sperimentali e gli strumenti di laboratorio pertinenti agli argomenti del corso.
- Gli studenti saranno divisi in team per lavorare su progetti incentrati sulla progettazione di un sistema di propulsione elettrica.
- Gli studenti dovranno preparare e presentare relazioni scritte documentando i risultati delle attività di progetto.
Assessment criteria of skills
- During the practice sessions, significant papers referring to the main course topics will be presented and discussed with the students.
- Practical activities will be carried out to understand the testing approach and the laboratory tools relevant to the course topic.
- Students will be divided in teams to work on projects focused on the design of an electric propulsion syste.
- Students will have to prepare and present written reports documenting results of project activities.
Comportamenti
- Gli studenti acquisiranno e/o svilupperanno consapevolezza delle principali questioni coinvolte nella progettazione e nello sviluppo dei propulsori elettrici (EP Threusters).
- Gli studenti saranno in grado di gestire o comprendere le responsabilità legate alla gestione o al lavoro in un team di progetto.
- Gli studenti acquisiranno precisione e accuratezza nella raccolta e nell'analisi dei dati sperimentali.
Behaviors
- Students will acquire and/or develop awareness of the main issues involved in EP Threusters design and development.
- Students will be able to manage or understand the responsibilities of managing or working in a project team
- Students will acquire accuracy and precision when collecting and analysing experimental data.
Modalità di verifica dei comportamenti
- Durante le sessioni pratiche, verrà valutata l'accuratezza e la precisione delle attività svolte.
- Durante il lavoro di gruppo, saranno valutati i metodi di assegnazione delle responsabilità, la gestione e l'organizzazione durante le fasi del progetto.
- Dopo le attività di seminario, agli studenti sarà richiesto di presentare brevi relazioni riguardanti gli argomenti discussi.
Assessment criteria of behaviors
- During the practice sessions, the accuracy and precision of the activities carried out will be evaluated
- During group work, the methods of assigning responsibility, management and organisation during the project phases will be evaluated
- Following seminar activities, students will be requested to submit short reports concerning the topics discussed
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Gli studenti devono avere una buona base di corsi di fisica e matematica di livello base e devono aver acquisito una buona conoscenza di base della dinamica dei plasmi, ottenuta frequentando il corso preparatorio Propulsione Elettrica I.
Prerequisites
Students should have a good background of basic courses in physics and mathematics, and they should have acquired a good basic knowledge of plasma dynamics, obtained by attending the preparatory course Electric Propulsion I
Indicazioni metodologiche
Modalità didattica: In presenza / tramite teleconferenza, a seconda delle circostanze
Attività di apprendimento:
- partecipazione alle lezioni
- partecipazione ai seminari
- partecipazione alle attività di laboratorio e di progetto
- studio individuale
- ricerca bibliografica
Frequenza: Raccomandata
Teaching methods
Delivery: face to face / teleconferencing, depending on circumstances
Learning activities:
- attending lectures
- participation in seminar
- participation in laboratory and project activities
- individual study
- bibliography search
Attendance: Advised
Teaching methods:
Programma (contenuti dell'insegnamento)
Introduzione e storia della Propulsione Elettrica. Teoria generale dei propulsori elettrici. Fondamenti dell'accelerazione del plasma. Propulsori Hall. Propulsori elettrostatici: motori a ioni a griglia, motori FEEP e motori a colloidi. Propulsori elettromagnetici: propulsori magnetoplasmodinamici e propulsori al plasma pulsati. Propulsori elettrotermici: Arcjets, Resistojets. Altri tipi di propulsori avanzati. Analisi e progettazione di missioni a bassa spinta.
Syllabus
Introduction and history of Electric Propulsion. General theory of electric thrusters. Fundamentals of plasma acceleration. Hall thrusters. Electrostatic thrusters: gridded ion engines, FEEP and Colloid thrusters. Electromagnetic thrusters: Magnetoplasmadynamic thrusters and Pulsed Plasma Thrusters. Electrothermal thruster: Arcjets, Resistojets. Other types of advanced thrusters. Low thrust mission analysis and design.
Bibliografia e materiale didattico
Lettura obbligatoria: Appunti del corso ed esercizi da parte dell'insegnante.
Lettura consigliata:
- Jahn,R.G.,"Physics of Electric Propulsion", Dover, 2006.
- Goebels,D.M., Katz,I.,"Fundamentals of Electric Propulsion: Ion and Hall Thrusters", Wiley, 2008.
Bibliography
Required reading: Course notes and homeworks from the instructor Recommended reading: • Jahn,R.G.,"Physics of Electric Propulsion",Dover,2006. • Goebels,D.M.,Katz,I.,"Fundamentals of Electric Propulsion: Ion and Hall Thrusters", Wiley, 2008.
Indicazioni per non frequentanti
I contenuti del corso sono ogni anno in parte rielaborati. Si consiglia di tenersi aggiornati sulle ultime versioni dei documenti a supporto delle lezioni tramite e-learn e consultando il docente.
Non-attending students info
The course contents are partially reworked each year. We recommend that you keep abreast of the latest versions of documents in support of the lessons through e-learn and consult the professor.
Modalità d'esame
- L'esame è composto da una prova orale.
- La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato e il docente o tra il candidato e i collaboratori del docente. Durante la prova orale, al candidato potrebbe essere richiesto di risolvere anche problemi/esercizi scritti di fronte al docente o in una posizione separata (ad esempio, lo studente potrebbe spostarsi a un tavolo vicino per completare alcune attività mentre il docente continua l'esame con altri candidati).
- Lo svolgimento delle attività di laboratorio e di progetto, documentate dalle relative note tecniche, non è obbligatorio ma rappresenta un vantaggio ai fini della prova e del voto finale.
Assessment methods
- The exam is made up of one oral test.
- The oral test consists of an interview between the candidate and the lecturer, or between the candidate and the lecturer’s collaborators. During the oral test the candidate could be requested to also solve written problems/exercises in front of the lecturer or in a separate location (for example, the student could move to a nearby table to complete some tasks whilst the lecturer continues the test with other candidates).
- The completion of laboratory and project activities, documented in the corresponding technical notes, is not mandatory but constitutes an advantage for the exam and the final grade.
Updated: 20/10/2023 18:01
