Riassunti Sistemi propulsivi aeronautici, voto preso:26.

INTRODUZIONE CORSO

I sistemi propulsivi aerospaziali si basano sulle leggi di Newton e sono dellemacchine a fluido che grazie all'aggiunta di calore e potenza generanospinta sulla base del principio di azione e reazione.

Il tipo di sistema propulsivo più efficiente è il rilaccio per il quale ho unaggiunta di potenza ma non di calore, grazie ad un'unità esterna (ICE, motore elettrico o turbina). In tal modo limitare la spinta generata diminuiscela portanza e gli effetti correlati alle velocità.

D'altra parte, motori come il turbogetto, scramjet generano spinta grazie all'utilizzo di un'accuzione di calore (+), non di potenza. Questi permettonodi superare i limiti di velocità imposti dall'elica, ma al prezzo di unaminore efficienza e di maggiori consumi di contrabbile.

I sono infine motori turboshaft (con o senza miscelamento) che utilizzanoaggiunta di calore e potenza al fluido di fluido per unire i vantaggidell'elica e del turbofan.

Per il funzionamento di una macchina a fluido si ipotizza:

• flusso stazionario e quasi mono-dimensiao
• normali senza discontinuità dal tubo di flusso
• p=p_e perché entrambe le sezioni sono molto distanti dalla macchina a fluido
• non ci sono scambi di calore lungo attraveno la superficie limite del tubo di flusso
• attriti trascurabili
• massa mescolate estratte nel/dal flusso di fluido trascurabile

Pochli si assumono condizioni stazionarie allora per mantenere V_o costantela spinta F deve essere bilanciata dalla resisterza D e quindi devoaccetare una potenza P Dv_o F.V_o inoltre sulla base delle eq diconservazione di massa momento ed energia ho che:

• -p_oA_ov_o + p_eA_ev_e = 0
• (p_oA_ov_o)v_o + (p_eA_ev_e)v_e = F - spinta
• m_o(h_e-h_a) + 1₂(v_e²- v_f²)= mQ + P

INTRODUZIONE CORSO

I motori propulsivi aeronautici si basano sulle leggi di Newton e sono delle macchine a fluido che grazie all’aggiunta di calore e potenza generano spinta sulla base del principio di azione e reazione.

Ci sono due sistemi propulsivi più efficienti: è l’elica per la quale ho un aggiunta di potenza ma non di calore, grazie ad un’unità esterna (ICE, motore elettrico o turbina). In tal modo limitare la minima generata diminuisce le resistenze all’avanzamento nelle velocità.

D’altra parte, i motori come il turbogetto, scramjet generano spinta grazie all’utilizzo di un accuducione di calore (e non di potenza). Questo permette di superare i limiti di velocità imposti dall’elica ma al prezzo di una minor efficienza e di maggiori consumi correlativile.

Ci sono infine i motori turbofan (con o senza miscelamento) che utilizzano aggiunta di calore e potenza al flusso di fluido per unire i vantaggi dell’elica e del turbojet.

Per il funzionamento di una macchina a fluido si ipotizza:

• flusso stazionario e quasi mono-dimena
• normale senza fratturazioni dal tubo di flusso

p₀=p₀ perché entrambe le sezioni sono molto distanti dalla macchina a fluido

• non ci sono scambi di calore lungo attraverso la superficie limite del tubo di flusso
• attriti trascuratili
• massa iniettata estratta nel/dal flusso di fluido trascurabile

Poiché si assumono condizioni stazionarie allora, per mantenere V=costante, la spinta F deve essere bilanciata dalla resistenza D e quindi devo avere anche una potenza P = D·V₀ = F·V_e. Inoltre, sulla base delle eq. di conservazione di massa momento ed energia ho che:

P₀, p₀, V₀, A₀;

p_e V_e A_e:

(ρ₀A₀V₀ = ρ_eA_eV_e)·V_e = F = spinta

m (h_e - h₀), 1/2(V_e² - V₀²) = m Q·P

Sulla base di ciò per motori con sola adduzione di potenza ho di:

Qe=0: T = costante e quindi ho he

=> ṁ = costante

F = ṁ (Ve - Vo)

Po = F·Vo; potenza utile

Pe - Po = ṁ 1/2 (Ve2 - Vo2) = ...

= ṁ 1/2 (Ve2 - Vo2) potenza del getto

=> sperando se si assume Pe costante si vede facilmente come all'aumentare di Vo,il rapporto F/P cali rapidamente...

• F/P = 1/Vavg...
• Vo = 1/2 (1, Ve/Vo ) ~ 1/Vo
• ηp = F·Vo

...possiamo mostrare verificare il rendimento propulsivo

... ṁ 2/( Ve Vo )... > ...

ηp = 1 tuttavia se ve >vo F=0...