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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Insegnamento
IMPIANTI E SISTEMI AEROSPAZIALI 1
INM0017944, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA AEROSPAZIALE (Ord. 2011)
IN0511, ordinamento 2011/12, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese AEROSPACE SYSTEMS 1
Sito della struttura didattica http://ias.dii.unipd.it/
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ALESSANDRO FRANCESCONI ING-IND/05

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria aerospaziale ING-IND/05 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2019

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
10 A.A. 2019/20 01/10/2019 30/11/2020 FRANCESCONI ALESSANDRO (Presidente)
OLIVIERI LORENZO (Membro Effettivo)
BRANZ FRANCESCO (Supplente)
9 A.A. 2018/19 01/10/2018 30/11/2019 FRANCESCONI ALESSANDRO (Presidente)
OLIVIERI LORENZO (Membro Effettivo)
PAVARIN DANIELE (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Descrizione dell’orbita e dinamica orbitale; concetto di rendimento; trasmissione del calore per conduzione ed irraggiamento.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze:
* Elementi di un sistema aerospaziale, delle peculiarità dell’ambiente operativo e delle principali tipologie di veicoli aerospaziali
* Principio di funzionamento e tecniche per il dimensionamento preliminare di alcuni sottosistemi che compongono un satellite.
Abilità da acquisire:
* Scegliere la configurazione del segmento di volo e dell’orbita di un sistema spaziale a partire da un obiettivo prefissato.
* Effettuare il dimensionamento preliminare dei sottosistemi di controllo termico, potenza elettrica, telecomunicazioni e controllo d’assetto di un satellite.

Contenuti e obiettivi verranno declinati in prospettiva metodologica didattica al fine di consentire anche una preparazione all'insegnamento.
Modalita' di esame: * Prova scritta: obbligatoria (durata 3 ore; 1 esercizio numerico e 4 domande di teoria).
* Prova orale: obbligatoria se l'esito dello scritto è inferiore a 22/30; facoltativa se l'esito dello scritto è superiore a 26/30.
* Il voto finale corrisponde a quello dello scritto o, in caso di orale, alla media tra le due prove.
* Il voto finale può essere aumentato fino a +4 punti tramite la partecipazione ad una attività integrativa tra quelle descritte sotto alla voce “Attività di apprendimento previste e modalità di insegnamento”.
Criteri di valutazione: Correttezza del procedimento e della soluzione numerica dell’esercizio proposto; capacità di sintesi e focalizzazione sull’argomento del quesito (senza divagare); capacità di rielaborazione dei contenuti; chiarezza espositiva; uso appropriato del linguaggio tecnico.
Contenuti: 0. INTRODUZIONE AI VEICOLI AEROSPAZIALI. Classificazione degli aeromobili e dei sistemi spaziali. Architettura di un aeroplano e di un satellite.
1. FONDAMENTI DI INGEGNERIA SPAZIALE. Tipi di missione. Elementi di un sistema spaziale. Segmento di volo. Fasi di un programma spaziale e strategie di sviluppo.
2. AMBIENTE AEROSPAZIALE. Atmosfera e fattori ambientali atmosferici. Ambiente spaziale pre-operativo e orbitale: lancio, radiazioni, plasmi, ambiente neutro, ambiente particellare e detriti spaziali.
3. SCELTA DELL’ORBITA. Sistemi di riferimento. Principali requisiti e design drivers. Orbite terrestri con ripetizione delle tracce a terra, orbite sun-sincrone, orbite geostazionarie, orbite altamente ellittiche. Acquisizione dell’orbita.
4. SOTTOSISTEMA DI CONTROLLO TERMICO. Requisiti termici per vari componenti satellitari. Bilancio termico e temperatura di equilibrio di un satellite. Controllo termico passivo dell’irraggiamento: superfici selettive, radiatori, sistemi di isolamento. Riscaldatori elettrici.
5. SOTTOSISTEMA DI POTENZA. Sorgenti primarie di potenza: pannelli solari, celle a combustibile, generatori a radioisotopi. Dimensionamento preliminare di un pannello solare. Sorgenti secondarie: batterie ricaricabili. Controllo della sorgente primaria.
6. SOTTOSISTEMA DI TELECOMUNICAZIONE. Requisiti per il sistema di telecomunicazione: volume dati, affidabilità della trasmissione, orbita, disponibilità del link e tempo di accesso. Link budget e dimensionamento preliminare del link.
7. SOTTOSISTEMA DI DETERMINAZIONE E CONTROLLO D’ASSETTO. Tipologie di controllo basate su momentum bias e zero momentum. Principio di rigidezza giroscopica. Determinazione dell’assetto. Sensori di sole e sensori di orizzonte
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: * 72 ore di didattica frontale (incluse esercitazioni numeriche).
* Attività integrative (facoltative) proposte in alternativa:
1. Introduzione all’utilizzo di software professionali per la progettazione e l’analisi di sistemi spaziali (attività seminariale da svolgersi in aula informatica fuori dall’orario di lezione), e loro impiego per lo studio di una missione assegnata (attività di gruppo non supervisionata).
2. Scrittura di una proposta tecnico/scientifica in lingua inglese (attività di gruppo non supervisionata), da proporre dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), nell’ambito di uno programmi “Hands On” dell’Education Office dell’ESA (Fly Your Satellite, Drop Your Thesis, Fly Your Thesis, RexusBexus). Per dettagli si veda: www.esa.int/Education/
* Il voto acquisito con il completamento dell’attività integrativa si somma al voto dell'esame e può variare da 1 a 4 punti nel primo caso, e da 0 a 3 punti nel secondo caso.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: I testi di riferimento sono elencati qui sotto. Le lezioni frontali sono basate su contenuti tratti da ciascuno dei testi citati. Una traccia sintetica delle lezioni in aula è messa a disposizione nella piattaforma Moodle sotto forma di “slides”.
Testi di riferimento:
  • Fortescue, Stark, Spacecraft Systems engineering. --: Wiley, --. Cerca nel catalogo
  • Wertz, Spacecraft Mission Analysis and Design. --: Kluwer, --. Cerca nel catalogo
  • Vincent Pisacane, Fundamentals of Space Systems. --: Oxford University Press, --. Cerca nel catalogo
  • Moir, Seabridge, Design and development of aircraft systems. --: Wiley, --. Cerca nel catalogo
  • Soler, Fundamentals of aerospace engineering. --: Create Space, --. Cerca nel catalogo