Dinamica e Simulazione del Volo (DSV) — 9CFU, codice esame U3846

Prof. Agostino De Marco (Curriculum Vitae)

Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale — Università degli Studi di Napoli Federico II

Si veda il manifesto del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale, Indirizzo Aeronautica

Orario lezioni, A.A. 2022/23, settembre–dicembre 2022:
Agnano, Aula T.A.8 • lunedì 13:30–15:30 • mercoledì 13:30–15:30 • venerdì 13:30–15:30.
Su piattaforma Microsoft Teams: copiare questo link e usarlo per richiedere l'accesso alla classe virtuale.

Fino all'a.a. 2020/21 l'esame di DSV era da 6CFU (codice 30251). A partire dall'a.a. 2021/22 l'esame è da 9 CFU (codice U3846).

Contenuti

Materiale didattico

Questa pagina raccoglie il materiale didattico prodotto per le lezioni del corso di Dinamica e Simulazione del Volo. Per informazioni generali su questo modulo e per informazioni sulle modalità d'esame si faccia riferimento al manifesto degli studi.

Per una lista di riferimenti e di informazioni sui docenti si veda la seguente Presentazione Introduttiva.

Dichiarazione di Copyright

Il materiale scaricabile da questa pagina web è fornito per uso personale degli studenti. Viene reso disponibile in forma preliminare, a supporto della preparazione dell'esame di Dinamica e simulazione del volo.

Copyright Agostino De Marco e Domenico P. Coiro, Università degli Studi di Napoli Federico II — Dipartimento di Ingegneria Industriale.
(Legge italiana sul Copyright 22.04.1941 n. 633)

Quaderni di Dinamica e Simulazione del Volo

Quaderno 1 — Terne di riferimento. • (ver. 2017.a)
Quaderno 2 — Orientamento del velivolo e trasformazione di assi. • (ver. 2017.a)
Quaderno 3 — Quaternione dell'orientamento di un velivolo. • (ver. 2017.a)
Quaderno 4 — Introduzione a Matlab e Simulink. • (ver. 2019.a)

Materiale su Matlab/Simulink a cura dell'ing. Francesco Orefice

Quaderno 5 — Richiami di calcolo numerico. • (ver. 2017.a)
Quaderno 6 — Equazioni generali del moto di un velivolo. • (ver. 2018.a)
Quaderno 7 — Equazioni del moto di un velivolo rigido. • (ver. 2018.a)
Quaderno 8 — Azioni inerziali del moto vario ed equazioni di Eulero. • (ver. 2019.a)
Quaderno 9 — Il programma Digital DATCOM. • (ver. 2017.a)

Lezione 16 marzo 2018Slides esercitazione sull'uso del programma Digital DATCOM (ing. Manuela Ruocco)

Disegni dei velivoli: Boeing 747, Beech 99, SIAI Marchetti S211

Quaderno 10 — Effetti dei propulsori. • (ver. 2017.b)
Quaderno 11 — Equazioni del moto delle superfici di governo. • (ver. 2018.a)
Quaderno 12 — Il velivolo come sistema dinamico. ◊ (ver. 2017.b)
Quaderno 13 — Modellazione aerodinamica e propulsiva. ◊ (ver. 2017.a)
Quaderno 14 — Condizioni di volo equilibrato. Work in progress ...
Quaderno 15 — Simulazioni di volo con JSBSim ◊ (ver. 2017.a)
Quaderno 16 — Piccole perturbazioni del moto di un velivolo • (ver. 2019.b)
Quaderno 17 — Evoluzione in un piano orizzontale - la virata • (ver. 2017.b).

Esempi di elaborati svolti — Allievo G. Paolillo (2014)

Slides del seminario: Dynamics of Flexible Aircraft — Prof. Giulio Avanzini, Università del Salento

Appunti — Introduzione alle qualità di volo.

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Modalità d'esame

L'esame di profitto consiste in un colloquio orale. Le prove vertono su tutti gli argomenti contenuti nel materiale didattico qui fornito e su eventuali argomenti speciali trattati nel corso delle lezioni frontali. Sono parte integrante del corso le lezioni esercitative e gli eventuali seminari offerti.
Ai fini della valutazione è da considerarsi indispensabile la padronanza delle nozioni impartite nei corsi di Meccanica del volo, Fisica matematica, Aerodinamica, Aerodinamica degli Aeromobili, Metodi numerici in ingegneria aerospaziale.
Gli allievi possono presentare in sede d'esame degli elaborati esercitativi basati sugli esempi/esercizi proposti a lezione e nel materiale didattico. Scopo delle esercitazioni è dare allo studente un'opportunità di approfondimento dei temi trattati nel corso e la possibilità di cimentarsi nella stesura di brevi rapporti tecnici.
Gli elaborati sono assolutamente facoltativi ma il loro svolgimento costituisce un aspetto premiale ai fini del voto finale. I docenti si riservano di valutare la qualità delle esercitazioni in fase di assegnazione del voto finale. Ciascun elaborato è personale e non sono ammessi elaborati svolti in gruppo.
Generalmente gli allievi che scelgono di presentarsi all'esame senza aver svolto elaborati possono aspirare a un voto non superiore al 26.
Generalmente gli allievi che presentano elaborati possono aspirare a un voto che va dal 18 alla lode. Generalmente agli elaborati già completamente svolti (o quasi) nei Quaderni corrisponde la premialità più bassa; agli elaborati di difficoltà via via maggiore corrisponde la premialità più alta.

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Tesi disponibili

Contattare il docente, prof. De Marco via Teams per richiedere un appuntamento. Sono disponibili numerosi temi di tesi da svolgere nell'ambito di diversi progetti europei al quale il gruppo di ricerca DAF (Design of Aircraft and Flight technologies research) partecipa in partnership con diverse aziende e centri di ricerca internazionali - Leonardo, Airbus, Siemens, MTU, DLR, ONERA, CIRA.

Campi di interesse:

Vai a questo link per un elenco di passate attività di tirocinio/tesi per la Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale.

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Bacheca – News

Materiale Matlab/Simulink 2019, a cura dell'ing. Francesco Orefice
Introduction to Simulink and Simscape. Archivio Zip con presentazioni e file di esempio.

Dal materiale del corso, si consulti il Quaderno 4.





Locandina in formato PDF

Lezione 16 marzo 2018
Esercitazione sull'uso del programma Digital DATCOM (ing. Manuela Ruocco).
Link utili:
Slides dell'esercitazione
Voce "USAF Digital DATCOM" su Wikipedia
Digital DATCOM originale (digdat.exe)
Digital DATCOM+ per Windows (versione Free, 2.8.4)
Console2 Win32
OpenDatcom V1.1, Release Jan 5, 2010
Digital DATCOM User Manual
Digital DATCOM Beginner's Tutorial

Dal materiale del corso, si consulti il Quaderno 9.

AVVERTENZA: la versione di Digital DATCOM+ per Windows qui fornita è per Win32.
Se necessario, gli utenti Windows dovranno lanciare la DOS command window seguente:
C:\WINDOWS\syswow64\cmd.exe

Maggio 2014 — Seminario: Dynamics of Flexible Aircraft — Prof. Giulio Avanzini, Università del Salento

Slides in inglese, PDF 8 MiB

Lezioni 7-11 Aprile 2014 — Presentazioni su JSBSim e Simulazione del volo:

JSBSim - An Open Source Flight Dynamics Model (FDM), PDF 3 MiB
JSBSim in azione (in Italian), PDF 5 MiB
Tecnologie e strumenti della simulazione del volo (in Italian), PDF 576 MiB

Esame orale di DSV, schema di un piano di coda con elevatore e aletta tab disegnato da un esaminando:

(dopo circa 15 min e svariati tentativi)

Dati per l'esercitazione sul moto a comandi liberi.

Per i LaTeXisti è disponibile un archivio con il template di progetto LaTeX per gli elaborati di DSV.
Per l'uso del template si guardi il file sorgente "main.tex" nella cartella principale. Si consiglia di lavorare con una distribuzione TeX Live o MiKTeX completa. Molte parti del codice LaTeX sono pensate per l'uso del font Times insieme al font MathTime Professional 2.

Documenti e link utili:
Turevskiy A., Gage S., Buhr C., "Model-Based Design of a New Light-weight Aircraft" (White paper, ENGLISH)
Designing a Lightweight Airplane with Simulink and the Aerospace Blockset (ENGLISH)
Animating an objects trajectory in MATLAB with HGtransform (ENGLISH)

Video consigliati su YouTube:
NASA VMS, Simulation Pre-History (ENGLISH)
NASA VMS, Vertical Motion Simulator (ENGLISH)
NASA VMS, Space Shuttle Sim (ENGLISH)
Eurofighter Typhoon (ITALIANO)
Wings of Russia, Trainings Sports planes (RUSSIAN)
Angular momentum and torque (ENGLISH)
The aerodynamics of flight (ENGLISH)
Basic instrument flight (ENGLISH)
The Flight Panel - Understand Your Aircraft (ENGLISH)
26 Turn Flat Spin in a Tipsy Nipper (ENGLISH)

Letture consigliate per la preparazione degli elaborati:
Guida: "Saper comunicare. Cenni di scrittura tecnico-scientifica". Politecnico di Torino, 2011. (ITALIANO)
In particolare, per i LaTeXisti, si consiglia di leggere anche:
Libro: L'arte di scrivere con LaTeX, di L. Pantieri. (ITALIANO)
Articolo da ArsTeXnica n. 5: "Consigli su come non maltrattare le formule matematiche", di M. Guiggiani e L. F. Mori. (ITALIANO).
Guida: "Math mode", di Herbert Voß. (ENGLISH)
Pagina web: wpage.unina.it/agodemar/latex/


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Selected Flight Dynamics lectures in the world

MIT Open Courseware Lecture Notes: Aircraft Stability and Control

Pagina web delle Lecture Notes

Aircraft Dynamics
Aircraft Longitudinal Dynamics
Approximate Longitudinal Dynamics Models
Aircraft Lateral Dynamics. Spiral, Roll, and Dutch Roll Modes
Basic Longitudinal Control

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Estratti dal testo di Nelson, Flight Stability and Automatic Control (Second Edition)

Small Disturbance Theory
Longitudinal Motion (Stick Fixed)
Lateral Motion (Stick Fixed)
Application of Classical Control Theory to Aircraft Autopilot Design

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Materiale del corso di Dynamics of Flight Vehicles, MAE 5070, Prof. David A. Caughey - Cornell University, Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, USA

Link alla pagina web del corso "Dynamics of Flight Vehicles (MAE 5070)"

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Materiale del corso di Aircraft Dynamics and Control, Prof. Wayne C. Durham - Virginia Polytechnic Institute and State University, USA

Archivio RAR con il materiale di interesse

Link alla pagina web del corso "Aircraft Dynamics and Control (AOE 5214)"

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Lecture Slides for Aircraft Flight Dynamics, MAE 331, Princeton, by Robert F. Stengel

Pagina web delle Lecture Notes

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Video lezioni di stabilità dinamica (Prof. Nandan Kuma Sinha) - NPTEL, National Programme on Technology Enhanced Learning, Chennai, India

NPTEL, Aerospace Engineering
Course Syllabus of Flight Dynamics II (Stability) at NPTEL

Alcune video-lezioni di interesse

Small Perturbation Methods
Aerodynamic force and Moment Derivatives
Contribution of Aircraft components to Aerodynamic
Linear Model and Aircraft Dynamics Modes
Short Period, Phugoid (Lanchester's formulation)
Short period mode approximation
Flying and Handling Qualities, Cooper Harper Scale
Pure rolling motion, Pure yawing motion, Spiral
Spiral, Roll, Dutch roll Mode approximations
Lateral directional Flying Qualities, Routh's Stability criterion
Stability in Steady Roll Maneuver

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Materiale software di riferimento per esercitazioni

Modello Simulink per gli esercizi proposti ne Quaderno 3.
Materiale pertinente agli esercizi proposti nel Quaderno 6 (Nonlinear Performance Simulation).
Materiale pertinente agli esercizi proposti nel Quaderno 7.
Modelli Simulink con trim e comandi bloccati.
Modelli Simulink con comandi liberi (A).
Modelli Simulink con comandi liberi (B).

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Esercitazioni proposte a lezione

Svolgimento e discussione degli elaborati esercitativi costituiscono un aspetto premiale ai fini del voto d'esame.

Esercizi proposti nei Quaderni 3, 7, 9, 11, 16.

Calcolo dei carichi sul piano orizzontale di coda.

Seminari proposti nell'ambito delle lezioni

Seminario sull'uso di Digital DATCOM+

Slides della lezione esercitativa sull'uso di Digital DATCOM+ (ing. Manuela Ruocco).

Seminario sull'identificazione parametrica dei velivoli

Presentazione dell'ing. Pierluigi Della Vecchia: Flight Tests of a Twin-Engine Aircraft: Performances, Stability and Parameter Estimation (versione .pptx con animazioni).
Articolo su Journal of Aircraft: Nicolosi F., De Marco A. Della Vecchia P., "Flight Tests, Performances, and Flight Certification of a Twin-Engine Light Aircraft." AIAA Journal of Aircraft, Vol. 48, No. 1, January–February 2011.
Articolo presentato alla AIAA AFM Conference 2010, Toronto (Canada): Nicolosi F., De Marco A. Della Vecchia P., "Stability, Flying Qualities and Parameter Estimation of a Twin-Engine CS-23/FAR 23 Certified Light Aircraft." AIAA Paper AIAA-2010-7947, AIAA Aircraft Flight Mechanics Conference 2-5 August 2010, Toronto, Canada.

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Altro materiale

Testo integrale del prof. Calcara integrale: Calcara M., Elementi di Dinamica del Velivolo, Edizioni CUEN, Napoli, 1988 (ERRATA CORRIGE).

Estratto dal testo di Calcara, Elementi di Dinamica del Velivolo, Edizioni CUEN, Napoli, 1988: Evoluzione in un piano verticale (moto longitudinal-simmetrico). (AVVERTENZA)

Articolo sul Trim di modelli dinamici presentato alla AIAA MST Conference 2007, Hilton Head, South Carolina (USA): De Marco A., Duke E. L., Berndt, J. S., "A General Solution to the Aircraft Trim Problem." AIAA Paper 2007-6703, AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit 20-23 August 2007, Hilton Head, South Carolina, USA (Presentazione).
Tesi di laurea in Ingegneria Aerospaziale di Lanzetta M.: Problemi tipici dell'ingegneria aerospaziale risolti con Matlab e Simulink.

Articolo sul simulatore di volo dell'Università di Napoli presentato alla AIAA MST Conference 2007, Hilton Head, South Carolina (USA): Coiro D. P., De Marco A., Nicolosi F., "A 6DOF Flight Simulation Environment for General Aviation Aircraft with Control Loading Reproduction." AIAA Paper 2007-6364, AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit 20-23 August 2007, Hilton Head, South Carolina, USA (Presentazione).
Articolo su JSBSim presentato alla AIAA MST Conference 2009, Chicago, Illinois (USA): Berndt, J. S., De Marco A., "Progress on and Usage of the Open Source Flight Dynamics Model Software Library, JSBSim." AIAA-2009-5600. Proceedings of AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit 10-13 August 2009, Chicago, Illinois, USA.
Tesi di laurea in Ingegneria Aerospaziale di Amitrano D.: Ricostruzione ed analisi di incidenti aerei. Il caso studio dell'aliante acrobatico Grob G103C Twin Astir Acro (Presentazione).

Estratto dal testo di Calcara, Elementi di Dinamica del Velivolo, Edizioni CUEN, Napoli, 1988: Evoluzione in un piano orizzontale (virata).
Estratto dal testo di Calcara, Elementi di Dinamica del Velivolo, Edizioni CUEN, Napoli, 1988: La vite.
Estratto dal testo di Calcara, Elementi di Dinamica del Velivolo, Edizioni CUEN, Napoli, 1988: Analisi dei carichi esterni al velivolo.

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Materiale informativo sulla preparazione di manoscritti tecnico-scientifici

Saper comunicare. Cenni di scrittura tecnico-scientifica. Politecnico di Torino, 2005.

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Materiale su LaTeX

Si consulti la webpage: Introduzione a LaTeX. Tecniche e strumenti per la pubblicazione scientifica e accademica.

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Materiale sulla programmazione a oggetti

Appunti da un ciclo di seminari per la scuola di dottorato (2009): Appunti di programmazione a oggetti in C++ e Matlab.

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