Aerodynamika

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 20/x ; C 10/z ; L 14/+ ; Razem: 44

matematyka I i II: znajomość pochodnej funkcji, całki nieoznaczonej i oznaczonej, pochodnych cząstkowych, różniczki zupełnej, pochodnej substancjalnej. Pole wektorowe, równania różniczkowe, całki wielokrotne;

fizyka I i II: znajomość układów inercjalnych i nieinercjalnych, elementów kinematyki i dynamiki;

mechanika I: znajomość warunków równowagi sił, ruchu postępowego i obrotowego ciała sztywnego, przemieszczenia i odkształcenia;

mechanika płynów: znajomość podstawowych praw, zależności i równań opisujących ruch i dynamikę płynów. Pełne przygotowanie do rozwiązywania najważniejszych podstawowych i stosowanych zagadnień opływu.

semestr czwarty / lotnictwo i kosmonautyka / wszystkie specjalności

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

aktywność / obciążenie studenta w godz.:

1. Udział w wykładach / 20

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów i przygotowanie do zaliczenia / 12

3. Udział w ćwiczeniach / 10

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 10

5. Udział w laboratoriach / 14

6. Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów / 21

7. Udział w konsultacjach / 2

8. Udział w zaliczeniu / 1

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 90 / 3 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+7.+8.=48 / 1,5 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5.+6.=35 / 1,0 ECTS

Przedmiot obejmuje zagadnienia aerodynamiki obiektów latających w szerokim zakresie prędkości w tym zarys aerodynamiki profilu i płata w ustalonym przepływie nieściśliwym, zagadnienia teorii profilu lotniczego, charakterystyki aerodynamiczne profilu, elementy teorii wirowej linii nośnej, wpływ wydłużenia na charakterystyki aerodynamiczne płata oraz zagadnienia tzw. mechanizacji płata nośnego. W zakresie poddźwiękowego przepływu ściśliwego zawarto zarys teorii profilu i płata i elementy wpływu ściśliwości z elementami łagodzenia kryzysu falowego poprzez stosowanie płatów skośnych. Przedmiot zawiera również elementy aerodynamiki dużych prędkości: obejmującą teorię małych zaburzeń, zagadnienia fal uderzeniowych oraz zagadnienia nagrzewania aerodynamiczne. Przedstawiany jest algorytm obliczania biegunowej samolotu, a szereg ćwiczeń laboratoryjnych dotyczących wyznaczania charakterystyk modelu samolotu dają solidną podstawę opanowania umiejętności praktycznych z zakresu aerodynamiki.

Wykład / metoda werbalno-wizualna wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań)

1. Wprowadzenie w aerodynamikę, zadania aerodynamiki i metody badawcze w aerodynamice/ 2

2. Podstawowe parametry geometryczne profilu lotniczego, podział profili z uwagi na kształt i rozkład ciśnień. Charakterystyki geometryczne płata nośnego / 2

3. Zarys aerodynamiki profilu w ustalonym potencjalnym przepływie nieściśliwym. Charakterystyki aerodynamiczne profili lotniczych /2

4. Teoria płata, równanie wirowej linii nośnej, zakres stosowalności. Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne płata nośnego/2

5. Wstęp do aerodynamiki maszyn przepływowych. Przepływ płaski przez palisadę profili/2

6. Zarys teorii profilu i płata w poddźwiękowym przepływie ściśliwym/2

7. Nadkrytyczny opływ profilu i płata nośnego. Płaty skośne/2

8. Prostopadła, skośna i krzywoliniowa fala uderzeniowa. Fale rozrzedzeniowe /2

9. Podstawy aerodynamiki profilu i płata w przepływie naddźwiękowym. Nagrzewanie aerodynamiczne/2

10. Współczesne trendy rozwoju techniki lotniczej i kosmicznej w obszarze aerodynamiki./2

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Przeliczanie charakterystyk aerodynamicznych na inne wydłużenia i obrysy płata / 2

2. Rozwiązania równania wirowej linii nośnej metodą Glauerta-Trefftza/2

1. 3.Algorytm i obliczenia biegunowej samolotu w zakresie nieściśliwym/2

3. Algorytm i obliczenia biegunowej samolotu w całym zakresie liczb Macha/4

Laboratoria / metoda praktyczna

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

2. Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu w konfiguracji gładkiej/2

3. Doświadczalne charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu w konfiguracji startowej/2

4. Doświadczalne charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu w konfiguracji do lądowania/2

5. Doświadczalne wyznaczanie krzywej równowagi podłużnej modelu samolotu/2

6. Doświadczalne wyznaczanie charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu w opływie niesymetrycznym/2

7. Wyznaczanie parametrów przepływu z falami uderzeniowymi / 2

podstawowa:

1. W. Sobieraj, Aerodynamika, WAT, 2014

2. W.J Prosnak.: Mechanika płynów, tom I i tom 2, PWN, Warszawa 1972, (32220)

3. P. Strzelczyk.: Aerodynamika małych prędkości, 2003

4. N.S. Arżannikow., W.N Malcew.: Aerodynamika, 1950;

5. Kaczmarczyk J., Maruszkiewicz J.: Poradnik do ćwiczeń laboratoryjnych z mechaniki płynów, WAT, Warszawa 1970, (S-29592).

6. Stanisław Wrzesień, Materiały własne Zakładu Aerodynamiki i Termodynamiki

uzupełniająca:

autor, tytuł, wydawnictwo, rok wydania.

1. Z. Goraj: Dynamika i aerodynamika samolotów manewrowych z elementami obliczeń, PW, 2001

2. Chlebny B., Sobieraj W., Wrzesień S.: Mechanika płynów, WAT, Warszawa 2003, (S-58951)

symbol / efekt kształcenia / odniesienie do efektów kierunku

W1 / ma wiedzę w zakresie matematyki i fizyki, obejmującą zrozumienie zjawisk fizycznych zachodzących w przepływach i opływach, przydatną do rozwiązywania zadań z zakresu wyznaczania charakterystyk aerodynamicznych obiektów latających/ K_W01

W2 / ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę obejmującą istotne zagadnienia w obszarze mechaniki płynów i aerodynamiki w odniesieniu do kluczowych zagadnień konstrukcyjnych i eksploatacyjnych statków powietrznych/ K_W09,

W3 / orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych techniki lotniczej i kosmicznej / K_W19;

W4 / ma podstawową wiedzę niezbędną do rozumienia pozatechnicznych uwarunkowań działalności inżynierskiej, zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujące w lotnictwie / K_W21

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;

U2 / potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający opis wyników zadania / K_U03;

U3 / potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentację poświęconą wynikom realizacji zadania inżynierskiego / K_U04;

U4 / potrafi opracować algorytm, posłużyć się językami programowania oraz odpowiednimi narzędziami informatycznymi do opracowania oprogramowania użytkowego / K_U11;

U5 / potrafi rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu aerodynamicznego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego / K_U17

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu ustnego

Egzamin jest przeprowadzany w ustnej poprzedzonej ewentualną pracą pisemną. Osiąganie efektów kształcenia (W1, W2, W3 i W4) jest weryfikowane na podstawie oceny pytań zawierających 3 stopniowane obszary zagadnień (stopień a) –ocena 3; stopień b) –ocena 4 i stopień c) ocena 5). Pośrednie oceny 3,5; 4,5 wynikają ze stopnia opanowania wiedzy w obszarze od stopnia a) do stopnia b) lub od stopnia b) do stopnia c).

Ćwiczenia audytoryjne zaliczane są na podstawie oceny z zadań zleconych do samodzielnego i grupowego rozwiązania w domu z zakresu tematów 2, 3 oraz 4, pod warunkiem uczestnictwa studenta we wszystkich ćwiczeniach audytoryjnych.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane na podstawie średniej z pozytywnych ocen za przedstawione sprawozdania z tych ćwiczeń, przy czym student może nie zostać dopuszczony do uczestniczenia w ćwiczeniu w przypadku nieznajomości zagadnień obejmujących wiedzę dotyczącą tematu danego ćwiczenia i rażącej nieznajomości instrukcji do przeprowadzenia danego ćwiczenia. Jednym z warunków otrzymania pozytywnej z ćwiczeń laboratoryjnych jest uczestnictwo studenta we wszystkich ćwiczeniach laboratoryjnych.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych i uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń laboratoryjnych.

Efekty W1, W2, W3 i W4 (utrwalane podczas innych form zajęć) sprawdzane są na egzaminie ustnym.

Efekty U1, U4 i U5 sprawdzane są w trakcie odpowiedzi, wykonywania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych oraz wydanych zadań domowych

Efekty U1, U2 i U3 sprawdzane są w trakcie wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych i przygotowywania z nich sprawozdań.

Kryteria oceniania

Wykłady

5 (bdb)

Pełna wiedza w obszarze efektów W1, W2, W3 i W4 w stopniu a), b) i c).

4,5 (db+)

Pełna wiedza w obszarze efektów W1, W2, W3 i W4 w stopniu a), b) oraz niepełna wiedza z zakresu stopnia c)

4 (db)

Pełna wiedza w obszarze efektów W1, W2, W3 i W4 w stopniu a), b).

3,5 (dst+)

Pełna wiedza w obszarze efektów W1, W2, W3 i W4 w stopniu a) oraz niepełna (niekompletna wiedza) z zakresu stopnia b)

3 (dst)

Pełna wiedza w obszarze efektów W1, W2, W3 i W4 w stopniu a).

Ćwiczenia audytoryjne

Zal.

1. 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 (U1)

2. potrafi rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu aerodynamicznego statku powietrznego (U4)

3. potrafi opracować algorytm, z wykorzystaniem odpowiednich narzędzi informatycznych, do opracowania oprogramowania użytkowego na potrzeby wykonania projektu aerodynamicznego statku powietrznego (U5)

Ćwiczenia laboratoryjne

5 (bdb)

1. Bardzo dobrze rozumie sens ćwiczenia, układ poszczególnych elementów stanowiska i sposób wykonywania pomiarów, potrafi prawidłowo i samodzielnie interpretować uzyskane wyniki badań, wykorzystując wiedzę uzyskaną w ramach zajęć z przedmiotu aerodynamika, z rozszerzonej literatury przedmiotu oraz innych źródeł (U1).

2. Potrafi na podstawie udostępnionej instrukcji, rozszerzonej literatury przedmiotu oraz innych źródeł prawidłowo i samodzielnie zidentyfikować problem badawczy w ramach przygotowania do ćwiczenia laboratoryjnego a także samodzielnie dokonać prawidłowej i rzetelnej oceny uzyskanych wyników (U1).

3. Potrafi samodzielnie i bezbłędnie, w procesie opracowywania dokumentacji dotyczącej realizowanego ćwiczenia laboratoryjnego, przygotować tekst zawierający opis wyników ćwiczenia (U2).

4. Potrafi samodzielnie i bezbłędnie przygotować krótką prezentację poświęconą otrzymanym wynikom ćwiczenia laboratoryjnego oraz przeprowadzić dyskusję nad uzyskanymi wynikami (U3).

4,5 (db+)

1. Bardzo dobrze rozumie sens ćwiczenia, układ poszczególnych elementów stanowiska i sposób wykonywania pomiarów, potrafi prawidłowo i samodzielnie interpretować uzyskane wyniki badań, wykorzystując wiedzę uzyskaną w ramach zajęć z przedmiotu aerodynamika, z rozszerzonej literatury przedmiotu oraz innych źródeł (U1).

2. Potrafi na podstawie udostępnionej instrukcji, rozszerzonej literatury przedmiotu oraz innych źródeł prawidłowo i samodzielnie zidentyfikować problem badawczy w ramach przygotowania do ćwiczenia laboratoryjnego a także z niewielką pomocą dokonać prawidłowej i rzetelnej oceny uzyskanych wyników (U1).

3. Potrafi samodzielnie lub z niewielką pomocą i bezbłędnie, w procesie opracowywania dokumentacji realizowanego ćwiczenia laboratoryjnego, przygotować tekst zawierający opis wyników zadania (U2).

4. Potrafi samodzielnie lub z niewielką pomocą i bezbłędnie przygotować krótką prezentację poświęconą wynikom ćwiczenia laboratoryjnego oraz przeprowadzić dyskusję nad uzyskanymi wynikami (U3).

4,0 (db)

1. Dobrze rozumie sens ćwiczenia, układ poszczególnych elementów stanowiska i sposób wykonywania pomiarów, potrafi prawidłowo i samodzielnie lub z niewielką pomocą interpretować uzyskane wyniki badań, wykorzystując wiedzę uzyskaną w ramach zajęć z przedmiotu aerodynamika, z rozszerzonej literatury przedmiotu oraz innych źródeł (U1).

2. Potrafi na podstawie udostępnionej instrukcji, rozszerzonej literatury przedmiotu oraz innych źródeł prawidłowo i samodzielnie zidentyfikować problem badawczy w ramach przygotowania do ćwiczenia laboratoryjnego a także z niewielką pomocą dokonać prawidłowej i rzetelnej oceny uzyskanych wyników (U1).

3. Potrafi samodzielnie lub z niewielką pomocą i bezbłędnie, w procesie opracowywania dokumentacji dotyczącej realizowanego ćwiczenia laboratoryjnego, przygotować tekst zawierający opis wyników zadania (U2).

4. Potrafi samodzielnie lub z niewielką pomocą i z drobnymi błędami przygotować krótką prezentację poświęconą wynikom ćwiczenia laboratoryjnego oraz przeprowadzić dyskusję nad uzyskanymi wynikami (U3).

3,5 (dst+)

1. Dość dobrze rozumie sens ćwiczenia, układ poszczególnych elementów stanowiska i sposób wykonywania pomiarów, potrafi z niewielką pomocą interpretować uzyskane wyniki badań, wykorzystując wiedzę uzyskaną w ramach zajęć z przedmiotu aerodynamika U1).

2. Potrafi na podstawie udostępnionej instrukcji, z niewielką pomocą zidentyfikować problem badawczy w ramach przygotowania do ćwiczenia laboratoryjnego (U1).

3. Potrafi z niewielką pomocą oraz drobnymi błędami, w procesie opracowywania dokumentacji dotyczącej realizowanego ćwiczenia laboratoryjnego, przygotować tekst zawierający opis wyników zadania (U2).

4. Potrafi z drobnymi błędami przygotować krótką prezentację poświęconą wynikom ćwiczenia laboratoryjnego (U3).

3,0(dst)

1. Dość dobrze rozumie sens ćwiczenia, układ poszczególnych elementów stanowiska i sposób wykonywania pomiarów, sporadycznie z pomocą potrafi interpretować uzyskane wyniki badań (U1).

2. Potrafi, na podstawie udostępnionej instrukcji oraz korzystając sporadycznie z pomocy, zidentyfikować problem badawczy w ramach przygotowania do ćwiczenia laboratoryjnego (U1).

3. Potrafi z drobnymi błędami, w procesie opracowywania dokumentacji dotyczącej realizowanego ćwiczenia laboratoryjnego, przygotować tekst zawierający opis wyników zadania (U2).

4. Potrafi z drobnymi błędami przygotować krótką prezentację poświęconą wynikom ćwiczenia laboratoryjnego (U3).

Nie dotyczy