Scheda programma d'esame
IMPIANTI AERONAUTICI II
ROBERTO GALATOLO
Anno accademico2019/20
CdSINGEGNERIA AEROSPAZIALE
Codice455II
CFU6
PeriodoPrimo semestre

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
IMPIANTI AERONAUTICI IIING-IND/05LEZIONI60
ROBERTO GALATOLO unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Lo scopo del corso è fornire una panoramica dettagliata di alcuni sistemi aerei non descritti
nel Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale.
Vengono descritti il processo e le linee guida per la certificazione dei sistemi. Viene descritto il principio di funzionamento di ciascun sistema. In particolare vengono descritti il sistema Dati Aria,  nuovi sistemi di attuazione dei comandi primari di volo e alcuni sistemi di navigazione. Per alcuni sistemi, vengono forniti semplici strumenti analitici per una progettazione preliminare.

Knowledge

The aim of the course is to provide a detailed overview of some airborne systems not described in the First Cycle Degree Programme in Aerospace Engineering. The process and the guidelines for the certificaton of systems are described. The principle of working of each system is described. In particular, the Air Data system, some new actuation systems for primary control surfaces and some Navigation systems are described. For some systems, simple analytical tools for a preliminary design are given.

Modalità di verifica delle conoscenze

Lo studente sarà valutato sulla sua capacità dimostrata di discutere i contenuti principali del
corso, utilizzando la terminologia appropriata, e di delineare gli schizzi delle principali
architetture di sistema, come illustrato durante il corso. metodi:

  • Prova orale finale
Assessment criteria of knowledge

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:

  • Final oral exam
Capacità

Alla fine del corso:

  • lo studente sarà in grado di descrivere il processo che porta alla certificazione dei sistemi imbarcati
  • lo studente sarà in grado di descrivere il principio di funzionamento dei principali sistemi di bordo (ad esempio il sistema Dati Aria, gli attuatori elettroidrostatici ed elettromeccanici delle superfici di controllo primarie, il sistema di Navigazione Inerziale, il GPS, il sistema di indicazione dell'assetto AHRS)
Skills

At the end of the course:

  • the student will be able to describe the process leading to the certification of embarked systems
  • the student will be able to describe the operating principle of the main onboard systems (for example the Air Data system, the electro-static and electromechanical actuators of the primary control surfaces, the Inertial Navigation system, the GPS, the indication system of the AHRS structure)
Modalità di verifica delle capacità

Durante le lezioni verranno svolte diverse esercitazioni al fine di produrre esempi pratici di:

  • Functional Hazard Assessment e Preliminary System Safety Assessment
  • progettazione preliminare dei componenti di alcuni sistemi tramite foglio di calcolo
Assessment criteria of skills

During the lessons various exercises will be carried out in order to produce practical examples of:

  • Functional Hazard Assessment and Preliminary System Safety Assessment
  • preliminary design of the components of some systems using a spreadsheet
Comportamenti
  • lo studente sarà in grado di valutare l'impatto dell'affidabilità e dei requisiti di sicurezza sull'architettura dei sistemi ridondanti
  • lo studente sarà in grado di lavorare in un team di progetto e possibilmente di guidare una squadra
Behaviors
  • the student will be able to evaluate the impact of reliability and safety requirements on the achitecture of redundant systems
  • the student will be able to work in a project team and possibly to lead a team
Modalità di verifica dei comportamenti

Durante le lezioni dedicate alle esercitazioni, verrà valutato il livello di partecipazione attiva degli studenti

Assessment criteria of behaviors

During the lessons dedicated to execises, the level of active participation from students will be evaluated

Prerequisiti (conoscenze iniziali)
  • conoscenza di base del Disegno Tecnico
  • conoscenza di di base della Fisica
  • conoscenza dei contenuti del corso di Impianti Aeronautici (prerequisito preferibile ma non indispensabile)
Prerequisites
  • basic knowledge of Technical Design
  • basic knowledge of Physics
  • knowledge of the contents of the Aeronautics Plant course (preferable but not essential prerequisite)
Indicazioni metodologiche
  • lezioni frontali in aula con proiezione di slides e filmati
  • frequenza delle lezioni: consigliata
  • materiale didattico scaricabile dal sito elearning 
Teaching methods
  • lectures in the classroom with slides projection and movies
  • frequency of lessons: advised
  • educational material downloadable from the site elearning
Programma (contenuti dell'insegnamento)

AFFIDABILITA' E SICUREZZA

Richiami. Disponibilità di sistemi riparabili. Modelli Markoviani. Approfondimenti sulle normative per la certificazione aeronautica.

 

SISTEMI Fly-by-Wire

Confronto tra architetture tipiche (Airbus 330/340, Boeing 777, EAP). Attuatori elettroidraulici EHA. Attuatori elettromeccanici EMA. Principio di funzionamento di bus digitali: MIL-1553, ARINC-429, ARINC-629. Principali sensori di bordo per la misura di grandezze fisiche: sensori di posizione, sensori di accelerazione, sensori di velocità angolare tradizionali (Ring Laser Gyro) e sensori basati su tecnologie MEMS, sensori dei dati-aria. Problematiche relative all’elaborazione dei segnali dai sensori dati-aria per la derivazione dei parametri di volo (Pt, Ps, a, b).

 

STRUMENTI DI VOLO E SISTEMI DI NAVIGAZIONE

Sistemi di Navigazione. Carte nautiche.  Navigazione stimata e a vista.

Navigazione radiogoniometrica: sistemi DF, ADF, NDB, VOR-DME e TACAN.

Navigazione inerziale: sistemi a piattaforma compensata e a piattaforma analitica Strapdown. Inizializzazione di un sistema INS. Precisioni tipiche.

Navigazione satellitare GNSS: sistemi GPS e GALILEO. Funzionamento, errori e precisioni tipiche.

Navigazione integrata INS-GNSS mediante filtro di Kalman. Principio di funzionamento e vantaggi.

Avvicinamento strumentale: sistemi ILS e MLS. Sistemi satellitari differenziali DGPS.

Strumentazione elettronica: Rappresentazione delle informazioni su display elettronici. Sistemi EFIS a tre e a cinque display. Strumenti integrati: HSI.

Syllabus

RELIABILITY AND SAFETY

Recalls. Availability of repairable systems. Markov models. Insights on the regulations for aeronautical certification.

 

Fly-by-Wire SYSTEMS

Comparison of typical architectures (Airbus 330/340, Boeing 777, EAP). EHA electrohydraulic actuators. EMA electromechanical actuators. Working principle of digital buses: MIL-1553, ARINC-429, ARINC-629. Main on-board sensors for measuring physical quantities: position sensors, acceleration sensors, traditional angular velocity sensors (Ring Laser Gyro) and sensors based on MEMS technologies, air-data sensors. Air-Data system: problems relating to the processing of signals from data-air sensors for the derivation of flight parameters (Pt, Ps, alpha, beta).

 

FLIGHT INSTRUMENTS AND NAVIGATION SYSTEMS

Navigation systems. Nautical charts. Estimated and visible navigation.

Radiogonographic navigation: DF, ADF, NDB, VOR-DME and TACAN systems.

Inertial navigation: compensated platform systems and Strapdown analytical platform. Initialization of an INS system. Typical accuracy.

GNSS satellite navigation: GPS and GALILEO systems. Operation, errors and typical precisions.

Integrated INS-GNSS navigation using Kalman filter. Operating principle and advantages.

Instrument approach: ILS and MLS systems. DGPS differential satellite systems.

Electronic instrumentation: Representation of information on electronic displays. Three and five display EFIS systems. Integrated tools: HSI.

Bibliografia e materiale didattico
  • Materiale didattico e slides fornite dal docente
  • Ian Moire & Allan Seabridge, Aircraft Systems, Professional Engineering Publishing Ltd, London, UK
  • H.J. Pallet, Aircraft Electrical Systems, Longman, Harlow, UK
  • Ian Moire & Allan Seabridge, Civil Avionics Systems, Professional Engineering Publishing Ltd, London, UK
  • E.H.J. Pallet, S. Coyle, “Automatic Flight Control”, Blackwell Science, 1993
  • E.H.J. Pallet, “Aircraft Instruments and Integrated Systems”, Longman, 1997
  • Ferruccio Francescotti, Avionica, IBN Editore
  • Trebbi, Strumenti e navigazione : corso per la preparazione alle licenze di pilota commerciale, al diploma di perito aeronautico, Aviabooks, Torino
Bibliography
  • Training aid and slides provided by the teacher
  • Ian Moire & Allan Seabridge, Aircraft Systems, Professional Engineering Publishing Ltd, London, UK
  • H.J. Pallet, Aircraft Electrical Systems, Longman, Harlow, UK
  • Ian Moire & Allan Seabridge, Civil Avionics Systems, Professional Engineering Publishing Ltd, London, UK
  • E.H.J. Pallet, S. Coyle, “Automatic Flight Control”, Blackwell Science, 1993
  • E.H.J. Pallet, “Aircraft Instruments and Integrated Systems”, Longman, 1997
  • Ferruccio Francescotti, Avionica, IBN Editore
  • Trebbi, Strumenti e navigazione, Aviabooks, Torino
Modalità d'esame
  • l'esame consiste in una prova orale finale col docente del corso e coi suoi collaboratori
  • durante l'esame sono in genere chieste tre domande su altrettanti parti del corso
  • la durata dell'esame è mediamente di un'ora
  • l'esame è superato positivamente se tutte le risposte sono almeno sufficienti
  • la votazione è espressa in trentesimi e si ottiene dalla media delle tre risposte
Assessment methods
  • the exam consists of a final oral interview with the teacher of the course and with his collaborators
  • during the exam, they are usually asked for three questions on as many parts of the course
  • the exam duration is on average one hour
  • the exam is positively passed if all the answers are at least sufficient
  • the vote is expressed in thirtieths and is obtained from the average of the three answers
Ultimo aggiornamento 25/09/2019 17:07