Esercizi svolti in aula Propulsione aerospaziale 1

Calcolare in prima approssimazione l’area di uscita di un motore ionico necessaria per una spinta di 8 kgf

Quale sarebbe l’area di uscita di un motore ad effetto Hall invece?

Calcolo delle componenti di spinta di un razzo ibrido

Calcolo della componente impulsiva e della componente di pressione nel primo secondo di funzionamento di un razzo ibrido alimentato a paraffina e ossigeno liquido con una portata di 1.2 kg/s. Il diametro interno del grano del propellente ibrido è di 0.1 m e la lunghezza del grano è 0.8 m. Si consideri in prima approssimazione una pe=80kPa e una velocità di regressione di 2 mm/s.

Si considerino le quote di 0, 1.5 e 15 km e un’area di uscita dell’ugello di 0.2m².

Propulsore per velivolo marziano

Un propulsore che è installato su un velivolo marziano di massa totale 25 kg, comprensiva di propellenti, deve consentire una permanenza a quota costante, hovering. Calcolare qual è la spinta massima considerando la migliore opzione di propellenti per ISRU e performance. Considerare l’ugello adattato.

Massa di metano in un serbatoio sferico

Un serbatoio sferico di raggio 2 m viene riempito con CH4, metano, alle condizioni 25 °C e a 4.5 bar. Determinare la massa di metano contenuta nel serbatoio. Di quanto aumenta la massa se il metano si trova a -100 °C?

Numero di Mach e variazione di velocità

Calcolare il numero di Mach di un velivolo che viaggia a 900 km/h a 10.000 m di quota. Se il velivolo deve raggiungere M = 2 a 15.000 m di quota, di quanto varia la sua velocità?

Incremento di temperatura dell’aereo SR-71

L’aereo SR-71 è in grado di volare a circa M=3. In questo regime di volo, la temperatura dell’aria sulle pareti esterne dell’aereo può raggiungere, in alcune regioni, valori elevati. Qual è la grandezza che permette di valutare l’incremento di temperatura? Qual è l’incremento di temperatura se l’aereo è in volo nella tropopausa a 15000 m?

Pressione massima nella presa d’aria

Un aereo è in volo con una velocità di 500 km/h alla quota di 7000 m, qual è la massima pressione che possiamo avere nella presa d’aria?

Velocità di efflusso dell’aria in un condotto

Si determini la velocità di efflusso dell’aria che fluisce in un condotto di un aeromobile adiabatico in cui non viene scambiato lavoro con l’esterno. L’aria entra nel condotto ad una velocità di 110 m/s e ad una temperatura di 1100 K e ne esce alla temperatura di 500 K.

Perdita di carico nel tubo di alimentazione

Calcolare la perdita di carico in un tubo di alimentazione di un propulsore di acciaio forgiato di 1 m a sezione quadrata di 5 cm in cui scorre metano con le seguenti caratteristiche:

Velocità di efflusso dell’aria in un condotto adiabatico

Determinare la velocità di efflusso dell’aria che fluisce in un condotto di un aeromobile adiabatico in cui non viene scambiato lavoro con l’esterno. L’aria entra nel condotto ad una velocità di 100 m/s e ad una temperatura di 1000 K e ne esce alla temperatura di 600 K.

Consideriamo l