Śmigła
Podstawowe informacje o zajęciach
Cykl kształcenia:
2015/2016
Nazwa jednostki prowadzącej studia:
Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa
Nazwa kierunku studiów:
Lotnictwo i kosmonautyka
Obszar kształcenia:
nauki techniczne
Profil studiów:
ogólnoakademicki
Poziom studiów:
pierwszego stopnia
Forma studiów:
stacjonarne
Specjalności na kierunku:
Awionika, Pilotaż, Płatowce, Silniki lotnicze
Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:
inżynier
Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:
Zakład Termodynamiki
Status zajęć:
obowiązkowy dla specjalności Płatowce
Układ zajęć w planie studiów:
sem: 6 / W30 P15 / 4 ECTS / Z
Imię i nazwisko koordynatora:
dr hab. inż. prof. PRz Piotr Strzelczyk
Terminy konsultacji koordynatora:
zostaną określone po ustaleniu planu zajęć
Cel kształcenia i wykaz literatury
Główny cel kształcenia:
Uzyskanie wiedzy i umiejętności umożliwiających, dobór i obliczanie osiągów śmigieł o zadanej geometrii, wyznaczanie osiągów śmigłowego zespołu napędowego. Zapoznanie się z nowymi trendami w projektowaniu śmigłowych zespołów napędowych.
Ogólne informacje o zajęciach:
Tematyka wykładu obejmuje zarówno fizykalne podstawy działania napędu śmigłowego jaki metody doboru śmigła, zagadnienie proste i j konstrukcyjne dla śmigieł lotniczych. Omówione zostają najnowsze trendy rozwojowe napędów śmigłowych.
Materiały dydaktyczne:
http://www.mh-aerotools.de/airfoils/javaprop.htm
Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1 |
Piotr Strzelczyk |
Wybrane zagadnienia aerodynamiki śmigieł |
OW PRz. |
2011 |
Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1 |
Piotr Strzelczyk |
Wybrane zagadnienia aerodynamiki śmigieł |
OW PRz. |
2011 |
2 |
Piotr Strzelczyk |
Aerodynamika Małych Prędkości |
OW PRz. |
2003 |
Literatura do samodzielnego studiowania
1 |
Piotr Strzelczyk |
Wybrane zagadnienia aerodynamiki śmigieł |
OW PRz. |
2011 |
Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych
Wymagania formalne:
Zaliczony kurs aerodynamiki I i II
Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Zasady pędu i momentu pędu dla płynów. Charakterystyki aerodynamiczne profili w przepływach ściśliwych. Analiza wymiarowa. Liczby podobieństwa.
Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność pozyskiwania informacji z literatury, baz danych oraz innych źródeł. Oraz oceny i interpretacji źródeł.
Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Umiejętność współpracy w grupie.
Efekty kształcenia dla zajęć
MEK |
Student, który zaliczył zajęcia |
Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia |
Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia |
Związki z KEK |
Związki z OEK |
MEK01 |
zna i rozumie podstawowe relacje po między wielkościami fizycznymi występującymi przy pracy śmigła |
wykład, ćwiczenia rachunkowe |
sprawozdanie z projektu, raport pisemny |
K-W007+ K-W011+++ K-U006++
|
W02 W03 W04 W07 U07 U09
|
MEK02 |
umie dokonać doboru śmigła dla zadanych warunków. |
wykład, ćwiczenia rachunkowe |
raport pisemny |
K-W011++ K-U006+
|
W03 W04 U07 U09
|
MEK03 |
umie wykonać obliczenia charakterystyki aerodynamicznej śmigła o znanej geometrii. |
wykład, ćwiczenia rachunkowe |
raport pisemny |
K-U006+
|
U07 U09
|
MEK04 |
zna techniki doświadczalne aerodynamiki śmigieł |
wykład |
referat pisemny |
K-U001+
|
U01 U05
|
MEK05 |
Zna podstawowe układy konstrukcyjne wiropłatów i umie wykonać podstawowe obliczenia charakterystyk aerodynamicznych wirnika nośnego śmigłowca. |
wykład, ćwiczenia rachunkowe |
raport pisemny |
K-W012++
|
W05
|
MEK06 |
Zna najnowsze trendy w rozwoju napędu śmigłowego i wiropłatów |
wykład |
referat pisemny |
K-U001++ K-K001+ K-K002++
|
U01 U05 K01 K02
|
MEK07 |
zna metody opisu geometrii łopaty |
wykład, ćwiczenia techniczne |
raport pisemny |
K-W011++
|
W03 W04
|
Treści kształcenia dla zajęć
Sem. |
TK |
Treści kształcenia |
Realizowane na |
MEK |
6 |
TK01 |
Aerodynamika śmigieł: Geometryczne charakterystyki śmigła. Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne śmigieł. Różne układy współczynników aerodynamicznych śmigła. Posuw śmigła. Bezśrednicowe współczynniki mocy i ciągu. Sprawność śmigła. Sprawność pracy w miejscu. Dobór śmigła,. Współpraca śmigła z silnikiem. Jednowymiarowy model Rankine’a i Froude’a. Prędkości indukowane, zawirowanie strugi. Teoria elementu łopaty Drzewieckiego. Kąt natarcia, kąt nastawienia i kąt napływu dla elementu łopaty Zakresy pracy śmigła: statyczna, napędowa, hamulec aerodynamiczny, pierścień wirowy, wiatrakowanie, wiatrak turbulentny. Rozszerzona metoda Witoszyńskiego. Współczynnik strat wierzchołkowych Prandtla. |
W01, W02 |
MEK01
|
6 |
TK02 |
Teoria linii nośnej dla śmigła: prawo Biota-Savarta dla wiru helikoidalnego, współczynniki indukcji Lerbsa. Modele aerodynamiczne ze śladem swobodnym (informacja). Model cienkiej powierzchni nośnej w zastosowaniu do śmigła. Aerodynamiczne kształtowanie łopat śmigieł: sprawność osiowa, obwodowa i profilowa. Twierdzenie Betza. Zagadnienie odwrotne dla śmigła. Śmigła współosiowe przeciwbieżne. Śmigła obudowane. Śmigła typu Propfan/UDF. |
W03, W04 |
MEK02
|
6 |
TK03 |
Interferencja śmigła z elementami płatowca: wzajemny wpływ śmigła i bryły zaśmigłowej. „Wypór poziomy”. Wpływ strumienia śmigłowego charakterystyki aerodynamiczne płata. Eksperymentalne badania śmigieł: tunele aerodynamiczne, urządzenia wagowe, kryteria podobieństwa w badaniach śmigieł, interferencja modelu z tunelem. |
W05 |
MEK04
|
6 |
TK04 |
Strumieniowa teoria Glauerta dla wirnika śmigłowca w locie poziomym. |
W06 |
MEK05
|
6 |
TK05 |
Zagadnienia wytrzymałościowe: siły i momenty aerodynamiczne działające na łopatę. Obciążenia łopaty. Linia ugięcia wstępnego łopaty. Moment żyroskopowy śmigła. Obliczenia wytrzymałościowe śmigła: belkowy model łopaty.
|
W07 |
MEK01
|
6 |
TK06 |
Zagadnienia konstrukcyjne: rodzaje struktur łopaty: wady i zalety: Śmigła metalowe, kompozytowe, drewniane. Instalacja przeciwoblodzeniowa. Konstrukcja piasty. Regulatory i mechanizmy przestawiania łopat. |
W08 |
MEK06
|
6 |
TK07 |
Obliczanie prędkości przepływu za śmigłem i mocy i sprawności idealnej w różnych stanach pracy z wykorzystaniem teorii Rankine’a-Froude’a; |
C01 |
MEK01
|
6 |
TK08 |
Dobór śmigła. Współpraca śmigła z silnikiem, dla śmigła stałoobrotowego i o stalym kącie nastawienia
|
C02, C03 |
MEK02
|
6 |
TK09 |
Odtwarzanie kształtu łopaty na podstawie uproszczonej charakterystyki geometrycznej. |
C04 |
MEK01
|
6 |
TK10 |
Wyznaczanie charakterystyk ciągu i mocy rozszerzoną metodą Witoszyńskiego. Rozkłady ciągu i momentu obrotowego w różnych stanach pracy. |
C05, C06 |
MEK03
|
6 |
TK11 |
Zagadnienie konstrukcyjne (odwrotne) dla śmigła: wyznaczanie geometrii śmigła dla zadanego ciągu |
C08, C09 |
MEK01
|
6 |
TK12 |
Wyznaczanie ciągu metodą impulsową |
C10 |
MEK01
MEK04
|
6 |
TK13 |
Struktura łopaty i inwentaryzacja geometrii łopaty |
C11 |
MEK07
|
6 |
TK14 |
charakterystyki aerodynamiczne profili śmigłowych. Obliczenia w przepływie ściśliwym |
C12 |
MEK01
MEK06
|
6 |
TK15 |
Zagadnienia aerodynamiki wirników śmigłowcowych: Teoria Glauerta, Teoria elementu łopaty. Zawis lot poziomy, wiatrakowanie. |
C13, C14, C15 |
MEK05
|
Nakład pracy studenta
Forma zajęć |
Praca przed zajęciami |
Udział w zajęciach |
Praca po zajęciach |
Wykład
(sem. 6)
|
|
Godziny kontaktowe:
30.00 godz./sem.
|
|
Projekt/Seminarium
(sem. 6)
|
|
Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem..
|
|
Konsultacje
(sem. 6)
|
|
|
|
Zaliczenie
(sem. 6)
|
|
|
|
Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej
Forma zajęć |
Sposób wystawiania oceny podsumowującej |
Wykład |
|
Projekt/Seminarium |
|
Ocena końcowa |
|
Przykładowe zadania
Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)
Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)
Inne
(-)
Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych
:
nie
Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: nie