Karta przedmiotu

Śmigła i wiropłaty

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2025/2026

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, Samoloty, Silniki lotnicze, Zarządzanie ruchem lotniczym

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Inżynierii Lotniczej i Kosmicznej

Kod zajęć:

674

Status zajęć:

obowiązkowy dla specjalności Samoloty

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 6 / W30 P15 / 4 ECTS / Z

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr hab. inż. prof. PRz Piotr Strzelczyk

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. Wiedza i umiejętnosci z zakresu aerodynamiki i osiągów wiropłatów: smigłowców i wiatrakowców.

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

Inne:
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19790009640/downloads/19790009640.pdf

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	Piotr Strzelczyk	Wybrane zagadnienia aerodynamiki śmigieł	OW PRz.	2011
2	Wieslaw. Z. Stepniewski, C. N. Keys	Rotary-Wings Aerodynamics	Courier Corporation.	2013
3	G. J. Leishmann	Principles of Helicopter Aerodynamics	Cambridge University Press.	2002
4	W. Johnson	Rotorcraft Aeromechanics	Cambridge University Press.	2013

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 PRK
MEK01	zna i rozumie podstawowe relacje po między wielkościami fizycznymi występującymi przy pracy śmigła	wykład, ćwiczenia rachunkowe	sprawozdanie z projektu, raport pisemny	K-W07+ K-W11+++ K-U06++	P6S-UW P6S-WG
MEK02	umie dokonać doboru śmigła dla zadanych warunków.	wykład, ćwiczenia rachunkowe	raport pisemny	K-W11++ K-U06+	P6S-UW P6S-WG
MEK03	umie wykonać obliczenia charakterystyki aerodynamicznej śmigła o znanej geometrii.	wykład, ćwiczenia rachunkowe	raport pisemny	K-U06+	P6S-UW
MEK04	zna techniki doświadczalne aerodynamiki śmigieł	wykład	referat pisemny	K-U01+	P6S-UW
MEK05	Zna podstawowe układy konstrukcyjne wiropłatów i umie wykonać podstawowe obliczenia charakterystyk aerodynamicznych wirnika nośnego śmigłowca.	wykład, ćwiczenia rachunkowe	raport pisemny	K-W12++	P6S-WK
MEK06	Zna najnowsze trendy w rozwoju napędu śmigłowego i wiropłatów	wykład	referat pisemny	K-U01++ K-K01+	P6S-KK P6S-UW
MEK07	zna metody opisu geometrii łopaty	wykład, ćwiczenia techniczne	raport pisemny	K-W11++	P6S-WG

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 i wiatrakowca 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;	P01	MEK01
6	TK08	Dobór śmigła. Współpraca śmigła z silnikiem, dla śmigła stałoobrotowego i o stalym kącie nastawienia	P02, P03	MEK02
6	TK09	Odtwarzanie kształtu łopaty na podstawie uproszczonej charakterystyki geometrycznej.	P04	MEK01
6	TK10	Wyznaczanie charakterystyk ciągu i mocy rozszerzoną metodą Witoszyńskiego. Rozkłady ciągu i momentu obrotowego w różnych stanach pracy.	P05, P06	MEK03
6	TK11	Zagadnienie konstrukcyjne (odwrotne) dla śmigła: wyznaczanie geometrii śmigła dla zadanego ciągu	P08, P09	MEK01
6	TK12	Wyznaczanie ciągu metodą impulsową	P10	MEK01 MEK04
6	TK13	Struktura łopaty i inwentaryzacja geometrii łopaty	P11	MEK07
6	TK14	charakterystyki aerodynamiczne profili śmigłowych. Obliczenia w przepływie ściśliwym	P12	MEK01 MEK06
6	TK15	Zagadnienia aerodynamiki wirników śmigłowcowych: Teoria Glauerta, Teoria elementu łopaty. Zawis lot poziomy, wiatrakowanie.	P13, P14, P15	MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 6)	Przygotowanie do kolokwium: 15.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 6)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 15.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 30.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 6)
Zaliczenie (sem. 6)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Kolokwium
Projekt/Seminarium	Na podstawie ocen z projektów
Ocena końcowa	Na podstawie ocen z projektów i wykładu

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 tak

1	A. Kordos; D. Kordos; P. Strzelczyk	Badanie zjawisk akustycznych generowanych przez wejścia atmosferyczne obiektów kosmicznych	2025
2	P. Strzelczyk	Aerodynamika. Małe Prędkości	2025
3	T. Jakubowski; M. Kowalik; S. Kozłowski; G. Sęk; P. Strzelczyk; E. Świerczyński; M. Żmija	Sieć bolidowa Skytinel – rozwój i perspektywy	2025
4	P. Strzelczyk	Sposób startu pojazdu kosmicznego z wykorzystaniem platformy startowej w postaci ekranoplanu	2023
5	T. Muszyński; P. Strzelczyk	Obudowa pędnika	2023
6	K. Pałkus; P. Strzelczyk	Dimensionless Numbers Relationships for Outer Air Seal of Low Pressure Turbine	2021
7	P. Strzelczyk	Wprowadzenie do astronautyki: inżynierski punkt widzenia	2020