Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Podstawy mechaniki lotu

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTXXCSI-PML
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy mechaniki lotu
Jednostka: Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 16/x, C 10/+ L 4/+, razem: 30 godz., 3 pkt ECTS

Przedmioty wprowadzające:

Mechanika Płynów i Aerodynamika

Programy:

Semestr V / lotnictwo i kosmonautyka

Autor:

dr hab. inż. Stanisław WRZESIEŃ, dr inż. Michał FRANT, mgr inż. Maciej MAJCHER

Bilans ECTS:

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 16

2. Udział w laboratoriach / 4

3. Udział w ćwiczeniach / 10

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 6

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 4

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń /4

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0.

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 40

11. Przygotowanie do egzaminu / 2

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0

13. Udział w egzaminie / 4

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 90 godz./3.ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 75 godz./ 2,5 ECTS


Skrócony opis:

Zadania mechaniki lotu, siły działające na statek powietrzny (SP). Dynamika ruchu statku powietrznego jako punktu materialnego. Ruchy samolotów po torach prostoliniowych nachylonych pod dowolnym kątem. Ruchy nieustalone statku powietrznego po torach prostoliniowych i krzywoliniowych leżących w płaszczyźnie pionowej i poziomej oraz po torach przestrzennych. Zagadnienia startu i lądowania samolotu, charakterystyki aerodynamiczne w konfiguracji startowej i w konfiguracji do lądowania. Dynamika ruchu samolotu jako bryły materialnej. Równowaga, stateczność statyczna i sterowność podłużna statku powietrznego. Równowaga, stateczność statyczna i sterowność boczna, krzywa równowagi statku powietrznego. Momenty działające na samolot w ruchu nieustalonym. Osobliwości lotu samolotu na dużych kątach natarcia. Loty suborbitalne i orbitalne statków w przestrzeni.

Pełny opis:

Wykłady

1. Zadania mechaniki lotu. Równania ruchu SP traktowanego jako punkt materialny./2

Wiadomości wstępne, zadania mechaniki lotu. Układy osi współrzędnych,. położenie wzajemne układów. Siły działające na samolot - siły masowe, siły aerodynamiczne, siły zespołów napędowych oraz inne siły działające na SP. Ruch samolotu w ogólnym ujęciu, wektorowe i skalarne równania ruchu samolotu traktowanego jako punkt materialny. Osobliwości śmigłowca jako statku powietrznego.

2. Ruch SP po torze prostoliniowym poziomym i ruch SP po torze prostoliniowym nachylonym /2

Wiadomości wstępne, niezbędna siła nośna dla lotów pod- i naddźwiękowych oraz lotów z prędkością hipersoniczną. Równania ruchu i warunki lotu poziomego. Moc niezbędna do lotu poziomego. Prędkość minimalna, prędkość optymalna, prędkość ekonomiczna, prędkość podróżna i prędkość maksymalna. Lot ze wznoszeniem i opadaniem. Równania ruchu i ich uproszczenia. Prędkość niezbędna, biegunowa prędkości ustalonego lotu nachylonego.

3. Ruch nieustalony SP w płaszczyźnie pionowej i w płaszczyźnie poziomej./2

Warunki konieczne do lotu krzywoliniowego w płaszczyźnie pionowej i pionowej. Ważniejsze przypadki ruchu nieustalonego SP w płaszczyźnie pionowej: rozpędzanie, hamowanie samolotu. Zakręt prawidłowy, praktyczne parametry zakrętu prawidłowego. Zakręt nieustalony, wykres zakrętu, faza zakrętu nieustalonego.

4. Ruch SP po torze prostoliniowym nachylonym. Barogram wznoszenia./2

Lot ze wznoszeniem, Równania ruchu i ich uproszczenia. Prędkość nie-zbędna i ciąg niezbędny dla ustalonego lotu nachylonego, biegunowa prędkości ustalonego lotu nachylonego. Kąt pochylenia toru, prędkość pionowa wznoszenia, wpływ wysokości lotu na maksymalną prędkość wznoszenia. Prędkość pionowa samolotu przy wznoszeniu nieustalonym, pułap energetyczny, pułap statyczny i pułap balistyczny. Barogram i tor lotu przy wznoszeniu i opadaniu samolotu.

5. Momenty w ruchu ustalonym i ruchu nieustalonym./2

Wiadomości wstępne, równania ruchu samolotu jako bryły sztywnej, ruch podłużny i boczny. Pojęcie ruchu niezaburzonego, ruchu zaburzonego, stateczności statycznej i stateczności dynamicznej samolotu. Momenty działające na samolot w ruchu ustalonym, momenty działające na samolot w ruchu nieustalonym.

6. Moment pochylający SP z usterzeniem poziomym. Podłużna stateczność statyczna, równowaga podłużna/ 2

Moment pochylający SP. Hamowanie strumienia i skos strumienia w obszarze usterzenia poziomego. Współczynnik względnej skuteczności steru wysokości. Moment pochylający samolotu, moment w funkcji siły nośnej, wpływ położenia usterzenia poziomego w pionie na charakter zmiany momentu pochylającego. Stateczność statyczna przy stałej prędkości i stateczność statyczna przy zmianie prędkości i kąta natarcia (stateczność przy stałym przeciążeniu).

7. Momenty w ruchu bocznym Stateczność statyczna poprzeczna i kierunkowa./2

Pojęcie stateczności kierunkowej i stateczności poprzecznej , analiza rów-nań bocznej stateczności i sterowności samolotu. Stateczność statyczna kierunkowa, warunki stateczności kierunkowej. Stateczność statyczna poprzeczna, warunki stateczności poprzecznej przy dodatnimi ujemnym kącie ślizgu. Równowaga samolotu w prostoliniowym locie ze ślizgiem, wartość kątów wychylenia steru i lotek do zrównoważenia momentu przechylającego i momentu odchylającego.

8. Osobliwości lotu na dużych katach natarcia. Loty suborbitalne i orbitalne./2

Wzajemne oddziaływanie podłużnego i bocznego ruchu samolotu. Osobliwości aerodynamiki samolotu podczas lotu na dużych kątach natarcia. Samoobrót skrzydła na dużych kątach natarcia, korkociąg samolotu. Grawitacja i mechanika, prawa Keplera. Prędkości kosmiczne - loty suborbitalne, loty orbitalne i loty międzyplanetarne.

Ćwiczenia

1. Obliczanie charakterystycznych prędkości lotu poziomego./2

Obliczanie prędkości minimalnej, prędkości optymalnej, prędkości ekonomicznej, prędkości podróżnej i prędkości maksymalnej. Wyznaczanie prędkości minimalnej samolotu na różnych wysokościach przy danym obciążeniu jednostkowym skrzydła. Zmiana prędkości w funkcji wysokości lotu.

2. Wpływ czynników aerodynamicznych i konstrukcyjnych na charakterystyki lotu./2

Wpływ czynników eksploatacyjnych np. małej staranności remontu (zmiana geometrii profilu) lub oblodzenia, szronu itp. (ogólnie wzrost współczynnika oporu profilowego) na wartość ciągu niezbędnego. Wpływ zmniejszenia ciągu rozporządzalnego na prędkość maksymalną SP.

3. Wyznaczanie parametrów zakrętu prawidłowego./2

Wyznaczanie potrzebnego przeciążenie niezbędnego do wykonania prawidłowego zakrętu o danym promieniu, obliczanie czasu potrzebnego do wy-konania zakrętu z tym przeciążeniem. Wyznaczanie wartości zwiększania kąta przechylenia niezbędnego do zmniejszania promienia zakrętu do innych wartości – obliczenia dla różnych wysokości lotu.

4. Podłużna stateczność statyczna, wyznaczanie zapasu stateczności./2

Przykłady wyznaczania współczynników momentu pochylającego. Oblicza-nie zapasu stateczności przy znanym położeniu środka masy, wyznaczanie zmian charakterystyk usterzenia zapewniającego zapas stateczności przy innym położeniu środka masy.

5. Obliczenia momentów w ruchu bocznym i równowagi kierunkowej samolotu./2

Przykłady wyznaczania współczynników momentu przechylającego i odchylającego samolotu. Przykłady wyznaczania kąta wychylenia steru kierunku potrzebnego do zrównoważenia momentu odchylającego uwarunkowanego wyłączeniem jednego z silników.

Laboratoria / metoda praktyczna

1. Wyznaczenie charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu w konfiguracji gładkiej/2

Wykorzystanie tunelu aerodynamicznego i wagi aerodynamicznej do wy-znaczenia podstawowych charakterystyk aerodynamicznych dla modelu samolotu w konfiguracji gładkiej.

2.. Wyznaczenie współczynnika siły nośnej i współczynnika siły oporu z pomiaru rozkładu ciśnień na profilu lotniczym/2

Wyznaczenie sił aerodynamicznych wynikające z działania naprężeń normalnych (ciśnienia) na profil lotniczy, sposób wyznaczania współczynników siły nośnej i siły oporu z uzyskanych na drodze doświadczalnej wyników rozkładu ciśnień na profilu dla różnych kątów natarcia.

Literatura:

Podstawowa: autor, tytuł, wydawnictwo, rok wydania.

1. A. Krzyżanowski, Mechanika Lotu, WAT, Warszawa 2009

2. W. Sobieraj, Aerodynamika, WAT, 2014

3. Stanisław Wrzesień, Materiały własne Zakładu Aerodynamiki i Termody-namiki

Uzupełniająca: autor, tytuł, wydawnictwo, rok wydania.

1. Z. Goraj: Dynamika i aerodynamika samolotów manewrowych z elemen-tami obliczeń, PW, 2001

2. A. Krzyżanowski, Mechanika Lotu Śmigłowców, WAT, Warszawa 2010

Efekty uczenia się:

W1 / ma wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą algebrę, elementy rachunku macierzowego, analizę matematyczną, w tym zagadnienia rachunku różniczkowego i całkowego funkcji wielu zmiennych, elementy równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych oraz elementy matematyki stosowanej, niezbędne do analizy zagadnień lotów ustalonych i nieustalonych/ K_W01

W2 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie mechaniki lotu w odniesieniu do kluczowych zagadnień konstrukcyjnych i eksploatacyjnych statków powietrznych / K_W08.

W3 / ma szczegółową wiedzę z obszaru mechaniki lotu w zakresie funkcjo-nowania statków powietrznych, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania elementów, układów, urządzeń, instalacji i systemów statku powietrznego / K_W14

U1/ potrafi rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego/ K_U11

Metody i kryteria oceniania:

Egzamin i zaliczenie przedmiotu jest prowadzone w formie ustnej poprzedzonej ewentualną pracą pisemną.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu/zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych

Osiąganie efektu (W1, W2 iW3) jest weryfikowane na podstawie oceny pytań zawierających 3 obszarów zagadnień przedmiotu

Osiągnięcie efektu U1 - sprawdzane jest podczas ćwiczeń audytoryjnych w ramach udziału w dyskusji podczas stawiania problemu do praktycznego rozwiązania. Ocena wynika z oceny poziomu dyskusji oraz oceny ze średniej z ocen uzyskanych przez studenta podczas rozwiązywania zadań rachunkowych w ramach ćwiczeń audytoryjnych oraz zadań zleconych do samodzielnego rozwiązania w ramach pracy własnej.

Kryteria oceniania

Wykłady

Ocenę bardzo dobrą 5,0 (bdb) otrzymuje student który:

Posiada pełną wiedzę w zakresie efektów wiedzy W1, W2 i W3 – pytania (1-3) a, b i c.

Ocenę dobry plus 4,5 (db+) otrzymuje student który:

Posiada pełną wiedzę w zakresie efektów wiedzy W1 oraz z niewielkimi błędami, z niewielką pomocą lub wskazówkami analizuje możliwe przypadki zawarte w pytaniach (1-3) a, b i c.

Ocenę dobry 4,0 (db) otrzymuje student który

Posiada pełną wiedzę w zakresie efektów wiedzy W1, W2 i W3– pytania (1-3) a i b.

Ocenę dostateczny plus 3,5 (dst+) otrzymuje student który:

Posiada pełną wiedzę w zakresie efektów wiedzy W1, W2 i W3 oraz z niewielkimi błędami, z niewielką pomocą lub wskazówkami analizuje możliwe przypadki zawarte w pytaniach (1-3) a i b.

Ocenę dostateczny 3,0(dst) otrzymuje student który:

Posiada pełną wiedzę w zakresie efektów wiedzy W1, W2 i W3– pytania (1-3) a.

Ocenę niedostateczny 2,0 (ndst) otrzymuje student który:

Wykazuje niedostateczną znajomość wiedzy określonej zakresem pytań 1a, 2.a, 3.a

Ćwiczenia

Ocenę bardzo dobrą 5,0 (bdb) otrzymuje student który:

wykazuje bardzo duże umiejętności dyskusji stawianych problemów oraz potrafi bezbłędnie i samodzielnie rozwiązać zadania objęte programem ćwiczeń (U1).

Ocenę dobry plus 4,5 (db+) otrzymuje student który:

wykazuje bardzo duże umiejętności dyskusji stawianych problemów oraz z niewielką pomocą potrafi bezbłędnie i samodzielnie rozwiązać zadania objęte programem ćwiczeń (U1).

Ocenę dobry 4,0 (db) otrzymuje student który:

wykazuje duże umiejętności dyskusji stawianych problemów oraz niewielką pomocą potrafi bezbłędnie i samodzielnie rozwiązać zadania objęte pro-gramem ćwiczeń (U1).

Ocenę dostateczny plus 3,5 (dst+) otrzymuje student który:

wykazuje umiejętności dyskusji stawianych problemów jeśli uzyskuje dodatkowe wskazówki wyjaśniające taki problem oraz z niewielką pomocą potrafi bezbłędnie i samodzielnie rozwiązać zadania objęte programem ćwiczeń (U1).

Ocenę dostateczny 3,0 (dst) otrzymuje student który:

zna w stopniu dostatecznym stawiane problemy oraz z pomocą lub wskazówkami potrafi rozwiązać zadania objęte programem ćwiczeń (U1)

Ocenę niedostateczny 2,0 (ndst) otrzymuje student który:

nie zna w stopniu dostatecznym stawianych problemów oraz w przypadku

nawet stosunkowo dużej pomocy lub wskazówek nie potrafi rozwiązywać

zadań objętych programem ćwiczeń (U1)

Ćwiczenia laboratoryjne

Ocenę bardzo dobrą 5,0 (bdb) otrzymuje student który

1. Potrafi bezbłędnie i bez żadnej pomocy rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego (U1)

Ocenę dobrą plus 4,5 (db+) otrzymuje student który

1. Potrafi samodzielnie lub z niewielką pomocą i bezbłędnie rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego (U1)

Ocenę dobrą 4 (db) otrzymuje student który

1. Potrafi samodzielnie lub z niewielką pomocą i z drobnymi błędami rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego (U1)

Ocenę dostateczny plus 3,5 (dst+) otrzymuje student który

1. Potrafi z niewielką pomocą i z drobnymi błędami rozwiązywać za-dania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego (U1)

Ocenę dostateczną 3 (dst) otrzymuje student który

1.Potrafi z pomocą i z drobnymi błędami rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego (U1)

Ocenę niedostateczną 2 (ndst) otrzymuje student który

1. Nie potrafi rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego (U1)

2. Nie uczestniczył we wszystkich zajęciach laboratoryjnych lub nie otrzymał pozytywnej oceny ze wszystkich sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych

Praktyki zawodowe:

Nie dotyczy

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.2.0-1 (2024-03-12)