Analisi del ciclo Brayton-Joule nei motori aeronautici: focus sui Turbofan e prospettive di sviluppo tecnologico futuro

Questa tesi si concentra sull'analisi del ciclo Brayton-Joule, il principio termodinamico che regola il funzionamento dei motori a turbina a gas, con un'attenzione particolare ai motori turbofan, largamente impiegati nel settore aeronautico. Il ciclo Brayton-Joule, noto anche come ciclo di compressione ed espansione, viene esaminato nelle sue fasi fondamentali: compressione isoentropica, combustione isobara ed espansione isoentropica. Viene condotta un'analisi approfondita delle prestazioni e dell'efficienza termodinamica dei motori turbofan, considerando le variabili operative come pressione e temperatura e il loro effetto sul rendimento complessivo. La tesi esplora inoltre le innovazioni tecnologiche più recenti nel campo dei turbofan, mettendo in luce il loro potenziale per ridurre il consumo di carburante e le emissioni di CO₂. Vengono analizzati i futuri sviluppi nella progettazione dei motori a turbina, con particolare attenzione a soluzioni sostenibili e alle sfide legate all'adozione di carburanti alternativi, come il SAF (Sustainable Aviation Fuel). Infine, vengono proposti scenari di evoluzione per migliorare ulteriormente l'efficienza e la sostenibilità dei motori aeronautici, nel contesto dell'aviazione civile del futuro.