Balistyka wewnętrzna

stacjonarne

jednolite magisterskie

obowiązkowy

W 16/zo, C 6/z, L 8/z, razem: 30 godz., 2 pkt. ECTS

Fizyka I, Fizyka II / Wymagania wstępne: znajomość równania stanu gazu doskonałego, równania stanu gazów rzeczywistych, równania I zasady ter-modynamiki, definicji energii wewnętrznej, pracy i ciepła. Znajomość przemian termodynamicznych oraz termodynamiki przepływów czynnika ściśliwego.

Mechanika / Wymagania wstępne: znajomość kinematyki i dynamiki punktu materialnego.

semestr V / Mechatronika / Artyleria rakietowa

dr inż. Zbigniew Surma

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 16

2. Udział w laboratoriach / 8

3. Udział w ćwiczeniach / 6

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 16

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 8

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 6

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Udział w zajęciach projektowych / 0

10. Samodzielna realizacja projektu / 0

11. Udział w konsultacjach / 10

12. Przygotowanie do egzaminu / 0

13. Udział w egzaminie / 0

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 70 godz./ 2 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+11+13): 40 godz./ 1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową / 2 ECTS

Rodzaje i właściwości stałych materiałów miotających, wzór Noblego-Abla, podstawowy wzór pirostatyki. Geometryczne prawo spalania, kształty ziaren prochowych, równanie dopływu gazów prochowych, prędkość spalania prochu.

Budowa i zasada działania klasycznego układu miotającego broni palnej, zjawisko strzału, okresy strzału, krzywe balistyczne. Bilans energii podczas strzału, problem główny balistyki wewnętrznej broni lufowej. Skład i właściwości stałych i ciekłych paliw rakietowych, budowa i zasada działania silników rakietowych na paliwo stałe (srps) i ciekłe. Równanie Bernoulliego, parametry spiętrzenia i krytyczne, ciąg, impuls jednostkowy ciągu. Prawo szybkości spalania stałego paliwa rakietowego (spr), funkcja ciśnieniowa, funkcja erozyjna, funkcja temperaturowa. Bilans masy gazów w komorze spalania srps, samoregulacja ciśnienia w komorze spalania srps.

Wykład / metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych.

1. Stałe materiały miotające / 2 / Rodzaje i właściwości stałych materiałów miotających (prochów). Wzór Noblego-Abla. Podstawowy wzór pirostatyki.

2. Równanie dopływu gazów prochowych / 2 / Geometryczne prawo spalania. Kształty ziaren prochowych. Prędkość spalania prochu.

3. Klasyczny układ miotający / 2 / Budowa i zasada działania klasycznego układu miotającego broni palnej. Zjawisko strzału. Okresy strzału. Krzywe balistyczne.

4. Bilans energii strzału / 2 / Problem główny balistyki wewnętrznej (PGBW) broni lufowej.

5. Stałe i ciekłe paliwa rakietowe / 2 / Skład i właściwości stałych i ciekłych paliw rakietowych.

6. Silnik rakietowy na paliwo stałe (srps) i ciekłe / 2 / Rodzaje, budowa i zasada działania silników rakietowych na paliwo stałe i ciekłr.

7. Przepływ gazów prochowych / 2 / Równanie Bernoulliego. Parametry spiętrzenia i krytyczne. Ciąg, impuls jednostkowy ciągu.

8. Szybkość spalania stałego paliwa rakietowego (spr) / 2 / Prawo szybkości spalania. Funkcja ciśnieniowa. Funkcja erozyjna. Funkcja temperaturowa. Bilans masy gazów w komorze spalania srps. Samoregulacja ciśnienia gazów w komorze spalania srps.

Ćwiczenia / metoda praktyczna

1. Równania stanu gazów prochowych / 2 / Obliczenia balistyczne z wyko-rzystaniem równania Noblego-Abla, podstawowego wzoru pirostatyki.

2. Projektowanie balistyczne klasycznego układu miotającego / 2 / Metoda wyznaczania podstawowych charakterystyk strzału.

3. Projektowanie balistyczne silników rakietowych na paliwo stałe / 2 / Metoda wyznaczania podstawowych charakterystyk konstrukcyjnych silników startowych i marszowych.

Laboratoria / metoda praktyczna

1. Pomiar ciepła spalania stałych materiałów miotających / 2 / Eksperymentalne wyznaczenia ciepła spalania z wykorzystaniem kalorymetru.

2. Doświadczalne wyznaczenie podstawowych charakterystyk energetyczno-balistycznych prochu / 2 / Eksperymentalne wyznaczenie właściwości prochu z wykorzystaniem komory manometrycznej.

3. Pomiar impulsu jednostkowego ciągu silnika rakietowego / 2 / Eksperymentalne wyznaczenie impulsu jednostkowego z wykorzystaniem laboratoryjnego silnika na paliwo stałe.

4. Wyznaczenie współczynników funkcji ciśnieniowej prawa szybkości spr / 2 / Eksperymentalne wyznaczenie funkcji ciśnieniowej z wykorzystaniem laboratoryjnego silnika na paliwo stałe.

Podstawowa:

1. Z. Leciejewski, W. Sobczak, Z. Surma, Balistyka wewnętrzna – ćwiczenia laboratoryjne, WAT, 1997.

2. S. Torecki, Balistyka wewnętrzna, WAT, 1980.

3. S. Torecki, Balistyka wewnętrzna silników rakietowych na paliwo stałe, WAT, 1989.

Uzupełniająca:

1. S. Torecki, Podstawy termodynamiczne balistyki wewnętrznej i silników rakietowych, WAT, 1986.

2. S. Torecki – Silniki rakietowe, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1984.

W1 / posiada wiedzę z zakresu podstaw funkcjonowania zestawów

rakietowych / W_20D02_5.

K1 / dysponuje odpowiednią wiedzą techniczną, pozwalającą rozwiązywać problemy techniczne za pomocą metod i technik inżynierskich / K_20D02_3.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: wyników uzyskanych podczas rozwiązywania indywidualnych zadań rachunkowych.

Laboratorium zaliczane jest na podstawie: opracowanego sprawozdania z zajęć laboratoryjnych.

Zaliczenie realizowane jest w formie pisemnej.

Warunkiem dopuszczenia do zaliczenia jest zaliczenie: ćwiczeń oraz laboratorium.

Osiągnięcie efektu W1 – sprawdzane jest na zaliczeniu.

Osiągnięcie efektu K1 - sprawdzane jest na ćwiczeniach i laboratoriach.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który udzieli powyżej 90% po-prawnych odpowiedzi.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który udzieli 81÷90% poprawnych odpowiedzi.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który udzieli 71÷80% poprawnych odpowiedzi.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który udzieli 61÷70% poprawnych odpowiedzi.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który udzieli 51÷60% poprawnych odpowiedzi.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który udzieli poniżej 51% po-prawnych odpowiedzi.