Projektowanie i wytwarzanie napędów lotniczych

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 28/x ; L 16/+;razem: 44 godz., 3 pkt ECTS

Nauka o materiałach / wiedza z zakresu: kształtowania struktury i właściwości materiałów inżynierskich metodami technologicznymi, źródeł informacji o materiałach inżynierskich.

Grafika inżynierska / wiedza z zakresu: geometrii wykreślnej, transformacji układów odniesienia, krzywych i powierzchni nieregularnych, definicje układów współrzędnych, transformacji.

Mechanika I / wiedza z zakresu elementów wytrzymałości materiałów.

Metrologia I / wiedza z zakresu własności metrologiczne przyrządów pomiarowych, rachunku błędów, metody oceny struktury geometrycznej powierzchni, współrzędnościowej techniki pomiarowej.

Podstawy konstrukcji maszyn / wiedza z zakresu algorytmów projektowania, parametrycznego modelowanie części maszyn, podstaw analiz kinematycznych.

Podstawy automatyki i automatyzacji / wiedza z zakresu: elementów składowych komputerowego systemu sterowania, elementów nastawnych siłowników.

Budowa statków powietrznych / wiedza z zakresu: doboru układów i podstawowych parametrów płatowca i silnika.

Silniki lotnicze i kosmiczne / wiedza z zakresu: budowy lotniczych silników turbinowych i tłokowych.

Wytrzymałość maszyn wirnikowych / wiedza z zakresu wałów turbin i sprężarek, naprężeń w wałach wirujących z dużymi prędkościami, drgań swobodnych tarcz wirujących, krytycznych prędkościach obrotowych, metody elementów skończonych.

Teoria silników lotniczych / wiedza z zakresu: analizy charakterystyk silnikowych.

Wytrzymałość konstrukcji cienkościennych / wiedza z zakresu: stateczności sprężystej prętów i płyt.

Konstrukcja statków powietrznych / wiedza z zakresu: obciążeń konstrukcji, projektowania elementów struktury i wyboru materiałów.

semestr VI / lotnictwo i kosmonautyka / napędy lotnicze

dr hab. inż. Stanisław KACHEL

1. Udział w wykładach / 28 h

2. Udział w laboratoriach / 16 h

3. Udział w ćwiczeniach / 0

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 30 h

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 12

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 0

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 2 h

11. Przygotowanie do egzaminu / 4

12. Przygotowanie do zaliczenia / 2 h

13. Udział w egzaminie / 0

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 94 godz. / 3 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 46. godz. / 1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 46 godz. / 1,5 ECTS

Zapis konstrukcji elementów lotniczych silników turbinowych (odrzutowych, śmigłowych i śmigłowcowych) oraz tłokowych w trybie interaktywnym i wsadowym; struktura hierarchiczna i moduły programowe zintegrowanych systemów CAD/CAM/CAE dedykowanych do projektowania elementów konstrukcyjnych zespołów napędowych; parametryzacja procesów modelowania i wytwarzania w technologii HSM; programowanie obróbki elementów silnikowych; modele obliczeniowe konstrukcji silnikowych – dyskretyzacja i obliczenia wytrzymałościowe w środowisku CAE; automatyzacja procesu produkcyjnego.

Wykłady /metody dydaktyczne (28 h)

Tekst, rysunki, wykresy zapisywane na tablicy lub prezentowane na ekranie projekcyjnym – objaśniane i omawiane.

1. Zintegrowane systemy CAD/CAM/CAE/CIM jako gałąź nowoczesnego przemysłu zespołów napędowych / 2

2. Moduły funkcjonalne systemów o wysokim stopniu integracji /2

3. Kryteria oceny systemów wytwarzania zespołów napędowych /2

4. Systemy produkcyjne i zintegrowane systemy wytwarzania CAE/CAM /2

5. Cechy konstrukcyjne obrabiarek sterowanych numerycznie do wytwarzania elementów silników lotniczych / 2

6. Parametry obróbki wysokoszybkościowej HSM elementów zespołów napędowych /2

7. Parametryzacja procesu modelowania procesu CAM z uwzględnieniem kryterium masy /2

8. Etapy programowania obróbki elementów zespołów napędowych na frezarki CNC, planar mill (GRIP) /2

9. Etapy programowania obróbki elementów zespołów napędowych na frezarki CNC metodą sequential mill /2

10. Osobliwości projektowania i wytwarzania zespołów wirujących silników lotniczych /2

11. Modelowanie zespołów w systemach CAE: dyskretyzacja, warunki brzegowe, modelowanie materiałów, wektor obciążeń, analiza naprężeń, korekta parametrów /2

12. Automatyzacja produkcji masowej w odniesieniu do zespołów napędowych /2

13. Preprocesory i postprocesory CAE, modele obliczeniowe zespołów wirnikowych silników lotniczych /2

14. Zintegrowane systemy wytwarzania CIM w zakresie elastycznej produkcji /2

Laboratoria /metody dydaktyczne (16 h)

Zadania i problemy obliczeniowe zapisywane, omawiane i rozwiązywane na tablicy przez słuchaczy ze wsparciem prowadzącego zajęcia.

1. Analiza parametry obróbki wysokoszybkościowej HSM na przykładzie obróbki siłowej wręgi mocowania zespołu napędowego / 2

2. Analiza wpływu zmiany parametrów geometrycznych korbowodu na własności wytrzymałościowe zespołu silnika tłokowego / 2

3. Programowanie obróbki korbowodu na obrabiarkę CNC / 2

4. Programowanie obróbki powierzchni na obrabiarki numeryczne na przykładzie pióra łopatki sprężarki / 2

5. Analiza wpływu zmiany parametrów geometrycznych układu zamek tarczy sprężarki-zamek łopatki na własności wytrzymałościowe modelowanego układu (etap 1) / 2

6. Analiza wpływu zmiany parametrów geometrycznych układu zamek tarczy sprężarki-zamek łopatki na własności wytrzymałościowe modelowanego układu (etap 2) / 2

7. Programowanie procesu obróbki tarczy o równomiernym rozkładzie naprężeń na obrabiarki CNC z uwzględnieniem submodułu sequential mill (GRIP – etap 1) / 2

8. Programowanie procesu obróbki tarczy o równomiernym rozkładzie naprężeń na obrabiarki CNC z uwzględnieniem submodułu sequential mill (GRIP – etap 2) / 2

Podstawowa:

1. Yoshimi I.: Modular Design for Machine Tools, ISBN 078-0-07-149660-5, Mc Graw Hill 2008.

2. Kiciak P.: Podstawy modelowania krzywych i powierzchni, WNT 2005.

3. Filipowski R., Ziętarski S.: Programowanie obrabiarek w systemie POUT-APT, Politechnika Warszawska 1996.

4. UG Solutions: UG/open GRIP NC, Maryland 1997.

Uzupełniająca:

5. Kalpakjian S.: Manufacturing Engineering and Technology, Pearson Prentice Hall 2006.

6. UG Solutions: GRIP/Manufacturing, 2007, Grzesik W, Niesłony P, Bartoszuk M.: Programowanie obrabiarek NC/CNC, WNT, Warszawa 2006.

W1 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie mechaniki ogólnej, w tym wiedzę obejmującą kluczowe zagadnienia konstrukcyjne zespołów napędowych / K_W06, K_W07

W2 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie podstaw konstrukcji maszyn i wytrzymałości materiałów / K_W09

W3 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie grafiki inżynierskiej i zapisu konstrukcji / K_W13

W4 / ma uporządkowaną wiedzę w zakresie budowy silników lotniczych i kosmicznych / K_W17

U1 / potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł, potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie / K_U01

U3 / potrafi formułować proste modele matematyczne i potrafi posłużyć się właściwie dobranymi narzędziami komputerowymi, środowiskami programistycznymi, w celu symulacji elementów, układów, urządzeń, instalacji i systemów zespołów napędowych / K_U08

U4 / potrafi rozwiązywać zadania techniczne w obszarze technologii wytwarzania / K_U20

K1 / potrafi określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania – priorytety związane z jakością konstrukcyjno-technologicznych cech elementów napędu lotniczego/ K_K02

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnego testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen: z przygotowania i wykonania ćwiczeń laboratoryjnych oraz z wykonania i zaliczenia sprawozdania.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: średniej z pozytywnych ocen za efekty kształcenia U1, U2, U3, U4.

Efekty W1, W2, W3, W4 sprawdzane są na kolokwium i egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi;

Efekt U1 sprawdzany jest na ćwiczeniach laboratoryjnych. Sprawdzana jest umiejętność opracowania algorytmów procesów wytwarzania i obróbki z wykorzystaniem języka programowania obrabiarki CNC i odpowiedniej lite-ratury fachowej.

Efekt U2 sprawdzany jest na ćwiczeniach laboratoryjnych. Sprawdzana jest umiejętność samodzielnego przeprowadzenia analizy wpływu parametrów geometrycznych na jakość procesu wytwarzania oraz wykonania projektu postprocesora dla wskazanej obrabiarki CNC.

Efekty U3 i U4 sprawdzane są na ćwiczeniach laboratoryjnych. Sprawdzane są umiejętności w zakresie: przeprowadzenia analizy dostępnych modeli matematycznych, zapisu narzuconego problemu projektowego językiem GRIP dla systemu UG NX oraz uruchomienia symulacji obróbki detalu silnika lotniczego według opracowanego procesu technologicznego.

Efekt K_K02 sprawdzany jest na podstawie obserwacji grupy podczas ćwiczeń laboratoryjnych. Ocena za osiągnięcie tego efektu jest uzyskana łącz-nie z osiągnięciem efektów U1, U2, U3, U4.