AEROMOBILI A PILOTAGGIO REMOTO: BASI TEORICHE E APPLICAZIONI

Ingegneria Meccanica AEROMOBILI A PILOTAGGIO REMOTO: BASI TEORICHE E APPLICAZIONI

0622300050
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA MECCANICA
2022/2023

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
Obiettivi
IL CORSO HA L'OBIETTIVO DI FORNIRE ALLO STUDENTE UN’INTRODUZIONE AI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO ED UTILIZZO DI UAVS (UNMANNED AIR VEHICLES) CON ENFASI SUGLI ASPETTI NECESSARI ALLA LORO MODELLAZIONE E SIMULAZIONE. UNA PARTE DEL CORSO SARÀ DEDICATA AD ATTIVITÀ DI LABORATORIO DOVE GLI STUDENTI SARANNO GUIDATI AL DIMENSIONAMENTO, ALLA COSTRUZIONE ED ALLA CONFIGURAZIONE DI UN PICCOLO MULTICOTTERO.

DURANTE IL CORSO LO STUDENTE ACQUISIRÀ LE SEGUENTI ABILITÀ E CAPACITÀ :

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
CONOSCENZE INTERDISCIPLINARI DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DI UN UAV, COMPRENSIONE DELL'ARCHITETTURA E DEI COMPONENTI DI UN UAV, CONOSCENZA DEI PRINCIPI DI BASE DELLA GUIDA E DELLA NAVIGAZIONE UAV, CONOSCENZA DI BASE DELLA REGOLAMENTAZIONE EUROPEA IN MATERIA DI UAV.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: CAPACITÀ DI DIMENSIONARE, ASSEMBLARE E CONFIGURARE DI UN PICCOLO MULTICOTTERO;

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
SAPER DETERMINARE LE METODOLOGIE PIU’ APPROPRIATE PER AFFRONTARE LO STUDIO, IL DIMENSIONAMENTO E LA SCELTA DELLA COMPONENTISTICA DI UN UAV.

ABILITÀ COMUNICATIVE:
SAPER RAPPRESENTARE ED ILLUSTRARE LE CARATTERISTICHE ED IL FUNZIONAMENTO DI UN UAV UTILIZZANDO UNA TERMINOLOGIA TECNICA APPROPRIATA E CHIARA. L’ALLIEVO ACQUISISCE CONOSCENZE E STRUMENTI METODOLOGICI NECESSARI AD AFFRONTARE IL MONDO DEL LAVORO, SOPRATTUTTO IN VIRTÙ DELL’APPROCCIO INTERDISCIPLINARE E DELLA NECESSITÀ DI LAVORARE IN TEAM.

CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS):
SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.

Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI E' RICHIESTA LA CONOSCENZA DELLE NOZIONI DI BASE ACQUISITE NEI CORSI DI MECCANICA DEI FLUIDI, ELETTROTECNICA E MECHANICAL VIBRATIONS.
Contenuti
• INTRODUZIONE (TEORIA 2H)
CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI UAV E LORO EVOLUZIONE STORICA. COMPONENTI DI UN SISTEMA UAV. ELEMENTI DI PROGETTAZIONE E DESIGN PRELIMINARE.

• PRINCIPI DI AERONAUTICA GENERALE (TEORIA 10H)
AERODINAMICA DEL VELIVOLO, PORTANZA, RESISTENZA AERODINAMICA. POLARI DEL VELIVOLO. PRINCIPI DI VOLO DI MULTICOTTERI E VELIVOLI AD ALA FISSA. STABILITÀ STATICA, PESI E CENTRAGGI, PAYLOAD. LIMITAZIONI, INVILUPPO DI VOLO E PRESTAZIONI DEL VELIVOLO. NOZIONI DI METEOROLOGIA.

• SISTEMI DI PROPULSIONE (TEORIA 5H)
CARATTERISTICHE E PRESTAZIONI DELLE ELICHE. TEORIA DEL DISCO ATTUATORE. TIPI DI MOTORI. RICHIAMI SUI MOTORI ELETTRICI PER UAV. BATTERIE E LORO CARATTERISTICHE TECNICHE.

• MECCANICA DEL VOLO (TEORIA 5H)
ASSI DI ROTAZIONE E MOVIMENTI IN VOLO. CENNI SULLE EQUAZIONI DEL MOTO.
CONCETTI DI EQUILIBRIO E STABILITÀ DEI VELIVOLI. STABILITÀ ED EQUILIBRIO LONGITUDINALE E LATERO-DIREZIONALE. DERIVATE DI STABILITÀ E LORO STIMA.

• CENNI AI SISTEMI DI CONTROLLO E AUTOPILOTI (TEORIA 10H)
MODELLI DINAMICI E MODELLI DI CONTROLLO PER UAV. MICRO-CONTROLLORI, ESC, ATTUATORI, SENSORI E MISURE DI PARAMETRI. AUTOPILOTI E LORO COMPONENTI: SISTEMI DI CONTROLLO, GUIDA E NAVIGAZIONE. TIPO DI MISSIONE E PIANIFICAZIONE DELLA MISSIONE.

• ESEMPI DI APPLICAZIONI CIVILI E MILITARI DI SISTEMI UAV (TEORIA 2H)

• LABORATORIO (LABORATORIO ED ESERCITAZIONE 26H)
COSTRUZIONE DI UN PICCOLO MULTIROTORE: SCELTA DELL’AIRFRAME E DELLA CONFIGURAZIONE, DIMENSIONAMENTO E SCELTA DELLA COMPONENTISTICA, ASSEMBLAGGIO E WIRING DELLE COMPONENTI ELETTRONICHE E DEI SENSORI, INSTALLAZIONE E CONFIGURAZIONE DI UN AUTOPILOTA.

Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO PREVEDE UN TOTALE DI 60 ORE (6CFU) DI DIDATTICA COSÌ SUDDIVISE: 34 ORE DI LEZIONE FRONTALE E 26 ORE DI ESERCITAZIONI PRATICHESVOLTE IN AULA/LABORATORIO. DURANTE LE ESERCITAZIONI GLI STUDENTI SUDDIVISI IN GRUPPI SARANNO GUIDATI ALLA PROGETTAZIONE, COSTRUZIONE E CONFIGURAZIONE DI UN PICCOLO UAV, UTILIZZANDO LE NOZIONI TEORICHE INTRODOTTE DURANTE IL CORSO.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE SUGLI ARGOMENTI TRATTATI NEL CORSO E LA PRESENTAZIONE/DISCUSSIONE DI UN PROGETTO ASSEGNATO TESO AD APPROFONDIRE ALCUNI ASPETTI LEGATI AL FUNZIONAMENTO, LA PROGETTAZIONE E L'UTILIZZO DEGLI UAV.
IL VOTO FINALE SARA' ESPRESSO IN TRENTESIMI CONSIDERANDO GLI ESITI DEL COLLOQUIO E LA VALUTAZIONE DEL PROGETTO. IL VOTO MINIMO (18/30) È CONSEGUITO MEDIANTE UNA CORRETTA FORMULAZIONE MODELLISTICA E UNA SUFFICIENTE CONOSCENZA DEGLI ARGOMENTI TRATTATI DURANTE CORSO. IL VOTO MASSIMO (30/30) È ATTRIBUITO ALLO STUDENTE CHE MOSTRA COMPLETA CONOSCENZA DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DI UN SISTEMA UAV.
Testi
1)R. W. BEARD & T. W. MC LAIN. SMALL UNMANNED AIRCRAFT: THEORY AND PRACTICE, PRINCETON UNIVERSITY PRESS
2)Y. B. SEBBANE. A FIRST COURSE IN AERIAL ROBOTS AND DRONES. TAYLOR & FRANCIS CRC PRESS.
3)J. ANDERSON. INTRODUCTION TO FLIGHT. MC GRAW-HILL
4)LEZIONI DI AERODINAMICA DELL’ALA ROTANTE: ELICHE, ROTORI ED AEROMOTORI CON UN’INTRODUZIONE ALL’AERODINAMICA INSTAZIONARIA, RENATO TOGNACCINI DISPENSE DEL DIP. DI INGEGNERIA INDUSTRIALE, UNIV. DEGLI STUDI DI NAPOLI “FEDERICO II”

TESTI DI APPROFONDIMENTO
5) Q. QUAN. INTRODUCTION TO MULTICOPTER DESIGN AND CONTROL, SPRINGER 2017
6) Q. QUAN. MULTICOPTER DESIGN AND CONTROL PRACTICE, SPRINGER 2020
7) V. LOSITO. ELEMENTI DI AERONAUTICA GENERALE, ACCADEMIA AERONAUTICA DI POZZUOLI 1983
8)HTTPS://WWW.EASA.EUROPA.EU/REGULATIONS#REGULATIONS-BASIC-REGULATION
9)HTTPS://WWW.ENAC.GOV.IT/SICUREZZA-AEREA/DRONI/NORMATIVA-DRONI
Altre Informazioni
L’INSEGNAMENTO E' EROGATO IN LINGUA ITALIANA.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-11-21]