Università degli Studi di Palermo
Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale
A.A. 2024-2025
Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale
Elementi di Ingegneria Aerospaziale
Introduzione al corso - Classi cazioni - Cenni di normativa
Prof. Ivano Benedetti
Dipartimento di Ingegneria, Università degli Studi di Palermo
ivano.benedetti@unipa.it
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Organizzazione del Corso
Orario - Lezioni - Esami - Libri e materiale didattico
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Calendario ed esami
Organizzazione del corso
• Lezioni frontali
• Esercitazioni: esercizi quantitativi sui concetti appresi e relative applicazioni.
Esami di pro tto
• Prova scritta: quesiti a risposta chiusa e aperta.
• Quesiti a risposta chiusa su argomenti e metodi sviluppati durante l’insegnamento.
• Quesiti a risposta aperta su argomenti sviluppati durante l'insegnamento, inclusi
aspetti eventualmente approfonditi in attività didattiche integrative.
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Libri e materiale dida co
Introduction to Flight
By John Anderson and Mary Bowden
McGraw Hill
ISBN13: 9781260226744
Introduction to
Aerospace Flight Vehicles
By J. Gordon Leishman
Embry-Riddle Aeronautical University
https://eaglepubs.erau.edu/introductiontoaerospace ightvehicles/
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Classi cazione degli aeromobili
Classi cazione e anatomia di base
dei veicoli spaziali
Introduzione alle normative aeronautiche
Obiettivi del corso
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Obie vi di apprendimento
Iden
care e classi care corre amente diversi pi di aeromobili e veicoli spaziali.
Ruolo della European Avia on Safety Agency (EASA), della Federal Avia on
Administra on (FAA) e della Interna onal Civil Avia on Organiza on (ICAO).
Federal Avia on Regula ons (FAR) e delle Cer
ca on Speci ca ons (CS).
Conoscere requisi e documen fondamentali di aeronavigabilità di aerei civili.
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Classi cazione degli aeromobili
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Classi cazione degli aeromobili
Lanciatori e veicoli spaziali
La classi cazione è fondamentale perché le norme e i regolamen che si applicano alla proge azione
ingegneris ca, alla produzione, ai test e alle operazioni di volo di un aeromobile (incluso il pilotaggio)
dipendono dalla classi cazione di tale aeromobile.
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Classi cazione degli aeromobili
https://eaglepubs.erau.edu/introductiontoaerospace ightvehicles/chapter/aircraft-classi cations-aviation-regulations/
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Aerodine vs aerosta
Aerodine
Più pesan dell’aria
Sfruttano la legge di Newton
dP
F=
dt
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Sfruttano il Principio di Archimede
dF = − ρair g dV
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Aerosta
Più leggeri dell’aria
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Aerosta con o senza motore
Propelled
Airship
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Non-propelled
Free-balloon
Kite-balloon
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Aerodine con o senza motore
Fixed-wing
Glider - aliante ( libratore )
Engine
Non-engine
Rotary-wing
Sailplane - aliante ( veleggiatore )
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Aerodine - Classi cazione motori
Air-breathing
Rocket propulsion
Rotary-wing
Ornithopter
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Aerodine ad ala rotante
Helicopter or Rotor
Gyrocopter
Conver plano
( ltrotor)
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Fixed wing - Land plane vs Sea plane
Land plane
Sea plane (idrovolante)
Amphibian
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Ekranoplano
Surface e ect aircra
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Classi cazioni alterna ve degli aeromobili
by Prof. Luigi Mascolo, PoliTo
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Aeromobili con o senza equipaggio
Crewed
Un-crewed
UAV
Unmanned Air Vehicles
UAS
Unmanned Air Systems
Classi ca come
Powered li
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Military aircra
Combat
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Non-combat
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Classi cazione e anatomia di base
dei veicoli spaziali
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Launch vehicles - Lanciatori
Expendable
Par ally reusable STS
Reusable
By Efa - Own work, CC BY-SA 4.0, https://
commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=101194302
LEO: Low Earth Orbit - GTO: Geosta onary Transfer Orbit - TLI: Trans-Lunar Injec on - MTO: Mars Transfer Orbit
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Anatomia di un lanciatore
Delta Rockets
Mul stage - expendable
Usa sin dagli anni ‘60
Il TE-M-364-4 è un motore a
propellente solido da 15.000
libbre sviluppato per l'uso come
stadio superiore in una varietà
di applicazioni del programma
spaziale USAF
LOX - Liquid Oxigen
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Anatomia Space Shu le Transporta on System
STS
Par ally re-usable
1981-2011, 135 missioni
Orbiter
Two solid rocket boosters
External tank for main rocket
engines
Payload 60
x 15
Usato anche per:
Hubble Space Telescope
Interna onal Space Sta on
Inciden gravi
Challenger, 28 gennaio 1986
Columbia, 1 febbraio 2003
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Uncrewed spacecra
GOES Geosta onary Opera onal Environmental Satellites
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Uncrewed spacecra
Explora on spacecra
Voyager 2 - Lancio 20 agosto 1977 - Ancora a va
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Uncrewed spacecra
h ps://ilbolive.unipd.it/it/news/voyager-2-suo-viaggio-oltre-sistema-solare
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Costellazioni di satelli
Cubesat
Costellazione Iridium
La tendenza a uale è u lizzare satelli piccoli in costellazioni cooperan
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Crewed spacecra
Launch con gura on
Service module
Apollo spacecra
1969-1972
6 missions
Command module
Lunar module
Flight con gura on
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Crewed spacecra
Interna onal Space Sta on - Dal 1998 - Grandi dimensioni possibili per assenza di gravità
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Introduzione alle normative aeronautiche
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En regolatori aeronau ci
La European Union Avia on Safety Agency
(EASA) è l'organo di controllo e norma vo del
se ore aeronau co dell'Unione europea.
Succede dal 2002 alla precedente Joint
Airworthiness Authority (JAA)
La Federal Avia on Administra on (FAA) è la più grande
agenzia del Dipar mento dei Traspor statunitense
responsabile per regolare e sovrintendere ad ogni aspe o
riguardante l'aviazione civile nel Paese e nelle acque
internazionali circostan .
L’Interna onal Civil Avia on Organiza on (ICAO) è un'agenzia
autonoma delle Nazioni Unite incaricata di sviluppare i principi e
le tecniche della navigazione aerea internazionale, delle ro e e
degli aeropor e promuovere la proge azione e lo sviluppo del
trasporto aereo internazionale rendendolo più sicuro e ordinato.
È inoltre il principale ente di normazione e regolamentazione
mondiale a raverso le Standards and Recommended Prac ces
(SARPs)
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Classi cazione e norma ve aeronau che
Gli aerei civili sono formalmente classi ca dalla Federal Avia on Administra on (FAA) degli Sta
Uni in base a category, class e type. Ad esempio, una categoria di aeromobile è un aeroplano e
una classe di aeroplano è un aeroplano mono-motore (single-engine) terrestre (land based), un
po è il Cessna 172. Altre classi di velivoli sono i mul -motore (mul -engine) e gli idrovolan
(seaplanes), entrambi classi diverse di velivoli o velivoli ad “ala ssa”.
Single-engine land (SEL) Cessna 172 aircra
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Classi cazione e norma ve aeronau che
Le norme sono volte a garan re la cosidde a airworthiness (aeronavigabilità), che può essere de nita come la
capacità di un aeromobile o di un altro sistema di bordo di operare con successo e sicurezza senza rischi
signi ca vi per l'equipaggio di volo, il personale di terra, i passeggeri (se per nente) o il pubblico in generale
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Base di cer
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cazione per classi di aeromobili
CS - Cer
ca on Speci ca ons - EU
CFR - Code of Federal Regula ons - USA
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Norma ve per UASs
FAR Part 107 - Corrispondente alla EASA OPEN category
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“Old” 14 CFR Part 23
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“New” 14 CFR Part 23
Le norma ve aeronau che e i processi di cer
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cazione si evolvono.
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Cer
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cate of Airworthiness
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Altri documen di airworthiness
Altri importan documen di aeronavigabilità (lista non esaus va)
• Advisory circulars (ACs, non vincolan )
• Advisory direc ves (ADs, vincolan )
• Supplemental Type Cer cates (STCs, se l’aeromobile è stato modi cato)
• Parts Manufacturer Approval (PMA)
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Commercial space opera ons
German aerospace company
UK aerospace company
UK aerospace company
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US aerospace company
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Commercial space opera ons regula ons
• Part 401 – General Requirements: Questa parte delinea i requisi generali per le a vità di lancio e
rientro, comprese le procedure di licenza, la responsabilità nanziaria e la sicurezza.
• Part 415 – Launch Safety: Questa parte copre i requisi di sicurezza per le operazioni di lancio e rientro
per proteggere il pubblico e la proprietà.
• Part 417 – Launch Safety: Ciò fornisce requisi speci ci per l'analisi e i criteri di sicurezza del lancio.
• Part 431 – Launch and Reentry of a Reusable Launch Vehicle (RLV): Riguarda la concessione di licenze
per veicoli di lancio riu lizzabili.
• Part 435 – Reentry of a Reentry Vehicle Other Than a Reusable Launch Vehicle (RLV): Questa sezione
riguarda la concessione della licenza per i veicoli di rientro.
• Part 440 – Financial Responsibility: Delinea i requisi di responsabilità nanziaria per gli operatori di
lancio e di rientro.
• Part 460 – Licensing and Safety Requirements for Launch: Regolamento per l'o enimento della licenza
per le operazioni di lancio e rientro nello spazio commerciale.
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Obiettivi del corso
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Obie vi del corso
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Obie vi del corso
Lift
Drag
Thrust
Weight
• Comprendere e descrivere l’ambiente opera vo del velivolo
• Descrivere e comprendere la funzione delle diverse par di un velivolo
• Comprendere l’origine delle forze che agiscono sul velivolo e come descriverle
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Obie vi del corso
• Fondamen di meccanica dei uidi e aerodinamica
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Obie vi del corso
• Elemen di meccanica del volo spaziale
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Bibliogra a
• Leishman JG, Introduc on to Aerospace Flight Vehicles (online), Embry-Riddle Aeronau cal
University, 2023, Capitolo 7
• Anderson JD, Bowden ML, Introduc on to ight (9th edi on), McGraw Hill, 2022, Capitolo 2
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