Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Dynamika ruchu rakiet i pojazdów kosmicznych
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Elżbieta Jarzębowska, Dr hab. inż. Jan Kindracki
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Lotnictwo i Kosmonautyka
Grupa przedmiotów:
Specjalnościowe
Kod przedmiotu:
ML.NS759
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
90 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1.5 punktu. ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2.4 pkt. ECTS – 60 godzin 1. Obecność na zajęciach ćwiczeniowych – 15h 2. Konsultacje w zakresie projektu z prowadzącym – 3h 3. Wybór koncepcji pracy urządzenia w pracy projektowej -7h 4. Analiza możliwych rozwiązań systemu – 5h 5. Obliczenie i wyznaczenie parametrów pracy urządzenia – 20h 6. Przygotowanie sprawozdanie z projektu – 10h
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Opanowane wiadomości z zakresu mechaniki ogółnej (semestr I i II), podstaw automatyki i sterowania, mechaniki lotu i (opcjonalnie) mechaniki analitycznej.
Limit liczby studentów:
50
Cel przedmiotu:
Zapoznanie studenta z podstawami dynamiki obiektów latających, jakimi są rakiety i pojazdy kosmiczne, przedstawienie specyfiki tych obiektów i warunków ruchu w kosmosie. Nauczenie studenta budowy modelu dynamiki obiektu kosmicznego, jego analizy, podstawowych metod sterowania obiektami kosmicznymi.
Treści kształcenia:
Wykład: Lot balistyczny rakiety, problem sterowania rakietą, wejście na orbitę, spotkania orbitalne, problem deorbitacji, maksymalne ciśnienie dynamiczne, drgania rakiety, wpływ warunków atmosferycznych na lot, wybór miejsca startu. Budowa modelu dynamiki i dynamicznego modelu sterowania dla pojazdów kosmicznych – zachowanie pędu i krętu pojazdu, kinematyczny i dynamiczny model sterowania, specyfika sterowania w kosmosie. Zapoznanie z podstawowymi metodami stabilizacji i kontroli satelity na orbicie okołoziemskiej, z podstawowymi równaniami pozwalającymi na opisywanie jego orientacji względem układu odniesienia. Równania Eulera. Określanie sił i momentów perturbujących sztucznego satelitę Ziemi na orbicie. Ćwiczenia: Zadania i problemy z zakresu układania równań ruchu obiektu kosmicznego, wyznaczania położenia, prędkości, orientacji w przestrzeni kosmicznej. Wyznaczanie rónań zachowania w przestrzeni kosmicznej, budowa prostych modeli sterowania takimi obiektami. Projekt: Wykonanie projektu na zadany temat
Metody oceny:
• Wykład i ćwiczenia: dwa kolokwia w trakcie semestru; • Projekt: oddanie projektu oraz jego obrona
Egzamin:
nie
Literatura:
• Charles D. Brown “Dynamics fo Spacecraft Design”, AIAA 2002 • Vladimir A. Chobotov “Orbital Mechanics” Third Edition, AIAA 2002 • Peter H. Zipfel “Modelling and Simulation of Aerospace Vehicle Dynamics”, AIAA 2000 • Bong Wie “Space Vehicle Dynamics and Control”, AIAA 1998 • P. Fortescue, J.Stark, G. Swinerd „Spacecraft Systems Engineering”, Willey, 2003 • Ch.D. Brown „Elements of Spacecraft Design”, AIAA, 2002 • P. Hughes, „Spacecraft attitude dynamics” • Weiland, C.: Computational Space Flight Mechanics, Springer, Berlin, 2010. • Schaub, H., Junkins, J.L., Analytical Mechanics of Space Systems, 2002.
Witryna www przedmiotu:
http://www.itc.pw.edu.pl/Pracownicy/Naukowo-dydaktyczni/Oleszczak-Pawel/Dynamika-Lotu-Rakiet
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W1
Student potrafi zdefiniować perturbacje ruchu orbitalnego, źródła zakłóceń oraz ich zasięg
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W11, LiK2_W14
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04
Efekt W2
Student posiada wiedzę na temat układów współrzędnych stosowanych w astronautyce oraz transformacji pomiędzy nimi
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W14
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04
Efekt W3
Student ma wiedzę na temat zadań ogólnych i szczegółowych układu ACS satelity
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W10
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03
Efekt W4
Student ma wiedzę na temat zasad zachowania i modelu dynamiki statku kosmicznego
Weryfikacja: Kolokwium II
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03
Efekt W5
Student ma wiedzę na temat podstaw sterowania statkiem kosmicznym i budowy dynamicznego modelu sterowania.
Weryfikacja: Kolokwium II
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W07, LiK2_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W03

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U1
Student umie wyznaczyć zmiany parametrów orbity statku kosmicznego wskutek perturbacji
Weryfikacja: Projekt
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U17, LiK2_U19
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U17, T2A_U19
Efekt U2
Student potrafi wyznaczyć wartości momentów zakłócających utrzymanie pozycji statku kosmicznego na orbicie
Weryfikacja: Kolokwium, Projekt
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U10
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U10
Efekt U3
Student umie dobrać urządzenie stabilizujące pozycją statku kosmicznego na orbicie i wyznaczyć jego podstawowe parametry
Weryfikacja: Projekt
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U01, LiK2_U12, LiK2_U17
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U12, T2A_U17
Efekt U4
Student umie dobrać czujniki pomiarowe układu ACS w zależności od typu wykonywanej misji
Weryfikacja: Projekt
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U01, LiK2_U18
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U18
Efekt U5
Student potrafi sformułować zasady zachowania w przestrzeni kosmicznej i wyprowadzić równania modelu dynamiki statku kosmicznego
Weryfikacja: Kolokwium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U09
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U09
Efekt U6
Student potrafi sformułować algorytmy sterowania statkiem kosmicznym oparte o modele kinematyki i dynamiki
Weryfikacja: Kolokwium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K1
Student rozumie i docenia znaczenie badań kosmicznych we współczesnym społeczeństwie
Weryfikacja: Obrona projektu
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_K07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K07