Balistyka wewnętrzna
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTACWSI-BW5-2O |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Balistyka wewnętrzna |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 36/x, C 6/z, L 12/+, Sem 6/z, razem: 60 godz., 5 pkt. ECTS |
Przedmioty wprowadzające: | Fizyka I, Fizyka II / Wymagania wstępne: znajomość równania stanu gazu doskonałego, równania stanu gazów rzeczywistych, równania I zasady termodynamiki, definicji energii wewnętrznej, pracy i ciepła. Znajomość prze-mian termodynamicznych oraz termodynamiki przepływów czynnika ściśliwego. Mechanika / Wymagania wstępne: znajomość kinematyki i dynamiki punktu materialnego. |
Programy: | semestr V / Mechatronika / Artyleria rakietowa |
Autor: | dr inż. Zbigniew Surma |
Bilans ECTS: | aktywność / obciążenie studenta w godz. 1. Udział w wykładach / 36 2. Udział w laboratoriach / 12 3. Udział w ćwiczeniach / 6 4. Udział w seminariach / 6 5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 22 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 14 7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 12 8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 12 9. Udział w zajęciach projektowych / 0 10. Samodzielna realizacja projektu / 0 11. Udział w konsultacjach / 14 12. Przygotowanie do egzaminu / 15 13. Udział w egzaminie / 2 Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 151 godz./ 5 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+11+13): 76 godz./ 2,5 ECTS Zajęcia powiązane z działalnością naukową / 2 ECTS |
Skrócony opis: |
Przedmiot i zadania balistyki wewnętrznej. Rodzaje oraz właściwości stałych materiałów miotających. Równanie stanu gazów prochowych, podstawowy wzór pirostatyki. Równanie dopływu gazów prochowych, geometryczne prawo spalania, prędkość spalania prochu. Charakterystyki geometryczne ziaren prochowych. Budowa i zasada działania klasycznego układu miotającego. Zjawisko strzału. Okresy strzału. Krzywe balistyczne. Nietypowe układy miotające. Bilans energii podczas strzału. Problem główny balistyki wewnętrznej broni lufowej. Rodzaje oraz właściwości stałych i ciekłych paliw rakietowych. Rodzaje, budowa i zasada działania silników rakietowych na paliwo stałe (srps) i ciekłe (srpc). Ciąg, impuls ciągu i impuls jednostkowy ciągu. Prawo szybkości spa-lania stałych paliw rakietowych. Funkcje ciśnieniowa, temperaturowa i erozyjna. Bilans masy gazów w komorze spalania srps. Samoregulacja ciśnienia w srps. Problem główny balistyki wewnętrznej silników rakietowych na paliwo stałe. |
Pełny opis: |
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. Charakterystyki geometryczne ziaren prochowych / 2 / Charakterystyki progresywności dla ziaren prochowych degresywnych, neutralnych i progresywnych. 4. Klasyczny układ miotający / 2 / Budowa i zasada działania klasycznego układu miotającego broni palnej. Zjawisko strzału. Okresy strzału. Krzywe balistyczne. 5. Nietypowe układy miotające / 2 / Budowa i zasada działania układów: dwukomorowego, bezodrzutowego, moździerzowego i innych. 6. Bilans energii strzału / 2 / Składniki bilansu energii strzału w ujęciu termodynamicznym. Prace drugorzędne gazów prochowych. 7. Powylotowy okres strzału / 2 / Specyfika okresu powylotowego oraz zmiany parametrów gazów prochowych i ruchu pocisku. 8. Problem główny balistyki wewnętrznej (PGBW) broni lufowej / 2 / Model fizyczny i matematyczny PGBW klasycznego układu miotającego. 9. Numeryczne rozwiązanie PGBW / 2 / Algorytm programu numerycznego rozwiązania PGBW w podziale na okresy strzału. Opis metody numerycznej rozwiązania układu równań różniczkowych. 10. Stałe paliwa rakietowe / 2 / Skład i właściwości stałych paliw rakietowych. 11. Silnik rakietowy na paliwo stałe (srps) / 2 / Rodzaje, budowa i zasada działania silników rakietowych na paliwo stałe. 12. Przepływ gazów prochowych / 2 / Równanie Bernoulliego. Parametry spiętrzenia i krytyczne. 13. Główne charakterystyki pracy srps / 2 / Ciąg, impuls jednostkowy ciągu. 14. Szybkość spalania stałego paliwa rakietowego (spr) / 2 / Prawo szybkości spalania. Funkcja ciśnieniowa. Funkcja erozyjna. Funkcja temperaturowa. 15. Bilans masy gazów w komorze spalania srps / 2 / Składniki bilansu masy. Samoregulacja ciśnienia gazów w komorze spalania srps. 16. Problem główny srps / 2 / Model fizyczny i matematyczny problemu głównego srps. 17. Ciekłe paliwa rakietowe / 2 / Skład i właściwości ciekłych paliw rakietowych. 18. Silnik rakietowy na paliwo ciekłe (srpc) / 2 / Rodzaje, budowa i zasada działania silników rakietowych na paliwo ciekłe. Ćwiczenia / metoda praktyczna 1. Równania stanu gazów prochowych / 2 / Obliczenia balistyczne z wykorzystaniem 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 / Me-toda 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 / 4 / Eksperymentalne wyznaczenie właściwości prochu z wykorzystaniem komory manometrycznej. 3. Rozwiązanie eksperymentalne PGBW / 2 / Eksperymentalne wyznaczenie charakterystyk strzału klasycznego układu miotającego. 4. Pomiar impulsu jednostkowego ciągu silnika rakietowego / 2 / Eksperymentalne wyznaczenie impulsu jednostkowego z wykorzystaniem laboratoryjnego silnika na paliwo stałe. 5. Wyznaczenie współczynników funkcji ciśnieniowej prawa szybkości spr / 2 / Eksperymentalne wyznaczenie funkcji ciśnieniowej z wykorzystaniem laboratoryjnego silnika na paliwo stałe. Seminaria / metoda praktyczna 1. Niemilitarne zastosowania prochowych i innych układów miotających / 2 / Prezentacja przykładów wykorzystania prochowych i innych układów miotających w obszarach pozamilitarnych. 2. Niemilitarne zastosowania srps / 2 / Prezentacja przykładów wykorzystania srps w obszarach pozamilitarnych. 3. Tendencje rozwojowe w dziedzinie stałych materiałów miotających oraz stałych paliw rakietowych / 2 / Prezentacja współczesnych kierunków rozwoju w obszarze stałych materiałów miotających/napędowych poza wojskiem. |
Literatura: |
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. |
Efekty uczenia się: |
W1 / znajomość zjawisk zachodzących w prochowym układzie miotającym i napędowym w zależności od zastosowanego układu konstrukcyjnego oraz rodzaju prochu lub paliwa rakietowego / W_22D02_17. |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu. Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: wyników uzyskanych podczas rozwiązywania indywidualnych zadań rachunkowych. Laboratorium zaliczane jest na podstawie: opracowanego sprawozdania z zajęć laboratoryjnych. Seminarium zaliczane jest na podstawie: wykonania i przedstawienia prezentacji multimedialnej. Egzamin realizowany jest w formie pisemnej. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie: ćwiczeń, laboratorium oraz seminarium. Osiągnięcie efektu W1 – sprawdzane jest na egzaminie. 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. |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.