Nazwa zajęć: Aerodynamika 1
Cykl kształcenia: 2021/2022
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: 620
Status zajęć: obowiązkowy dla programu Samoloty, Zarządzanie ruchem lotniczym
Układ zajęć w planie studiów: sem: 4 / W15 L15 / 3 ECTS / E
Język wykładowy: polski
Imię i nazwisko koordynatora 1: dr hab. inż. prof. PRz Andrzej Krzysiak
Dane kontaktowe koordynatora 1: budynek L33, pokój 7, tel. 177432086, a.krzysiak@prz.edu.pl
Terminy konsultacji koordynatora: zgodnie z aktualnym terminarzem konsultacji
Imię i nazwisko koordynatora 2: dr inż. Marek Szumski
Dane kontaktowe koordynatora 2: budynek L-33, pokój 12, tel. +48 17 8651647, szumarek@prz.edu.pl
Terminy konsultacji koordynatora: zgodnie z aktualnym terminarzem konsultacji
semestr 4: dr inż. Małgorzata Kmiotek , termin konsultacji zgodnie z aktualnym terminarzem konsultacji
semestr 4: mgr inż. Daniel Ficek , termin konsultacji zgodnie z aktualnym terminarzem konsultacji
Główny cel kształcenia: Pozyskanie wiedzy teoretycznej i umiejętności wyznaczania charakterystyk, profili i płatów nośnych w zakresie przepływów poddźwiękowych. Zapoznanie się z podstawowymi metodami analitycznymi i eksperymentalnymi aerodynamiki poddźwiękowej
Ogólne informacje o zajęciach kształcenia: Tematyka wykładów obejmuje zagadnienia aerodynamiki małych prędkości niezbędne dla inżyniera lotnictwa, dotyczące poddźwiękowych profili i płatów nośnych o umiarkowanym wydłużeniu. Wykład wprowadza również w zagadnienia interferencji aerodynamicznej: wpływ kadłuba, wpływ ziemii, oddziaływanie płata na usterzenie. Zajęcia laboratoryjne dotyczą w głównej części eksperymentalnego aspektu zagadnień objętych wykładem.
Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
Literatura do samodzielnego studiowania
Literatura uzupełniająca
Materiały dydaktyczne: http://sites.google.com/site/aerodynamics4students/Home
Wymagania formalne: Student zarejestrowany na semestr czwarty
Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Matematyka: rachunek różniczkowy, całkowy, elementy teorii pola. Mechanika płynów: rówanie ciągłości, zasada zamiany pędu, równania Naviera-Stokesa, równania Reynoldsa (RANS), potencjał prędkości.
Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność pozyskiwania informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł oceny i interpretacji źródeł.
Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Umiejętność współpracy w grupie.
| MEK | Student, który zaliczył zajęcia | Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia | Sposoby weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia | Związki z KEK | Związki z PRK |
|---|---|---|---|---|---|
| 01. | zna podstawowe techniki obliczeniowe i doświadczalne aerodynamiki małej prędkości i umie je stosować do badania opływu profili i płatów o umiarkowanym wydłużeniu. | wykład | egzamin pisemna |
K_W07+ K_W11+ K_U01+ K_K01+ |
P6S_KR P6S_UW P6S_WG |
| 02. | umie przeprowadzić podstawowe pomiary aerodynamiczne i je właściwie zinterpretować. | laboratorium | raport pisemny |
K_W07++ K_U07++ |
P6S_UO P6S_WG |
Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).
| Sem. | TK | Treści kształcenia | Realizowane na | MEK |
|---|---|---|---|---|
| 4 | TK01 | Teoria profilu cienkiego: dekompozycja zagadnienia na opływ formy symetrycznej i szkieletowej. Systematyka profili NACA. Zagadnienie proste i odwrotne w teorii profilu cienkiego. Model „1/4-3/4” Weissingera-Pistolessiego. Modyfikacja teorii profilu cienkiego (poprawka Riegelsa ). Charakterystyki aerodynamiczne profili lotniczych. Wpływ mechanizacji na charakterystyki aerodynamiczne profilu: klapa, slot, klapa szczelinowa. Wpływ ściśliwości na charakterystyki profilu. Poprawka Prandtla-Glauerta. | W01, W02 | MEK01 |
| 4 | TK02 | Profil o skończonej grubości: Zastosowanie metody elementu brzegowego do wyznaczania opływu profili pojedynczych i ich układów. Rodzaje warunków brzegowych: Dirichleta i Neumana. Przegląd metod panelowych wady i zalety. Wybrane metody obliczeniowe: liniowy rozkład wirów, stały rozkład dipoli. Wpływ ściśliwości: poprawka von Kármána-Tsiena | W03, W04 | MEK01 |
| 4 | TK03 | Warstwa warstwa przyścienna na profilu: Metoda Thwaitesa dla laminarnej i turbulentnej warstwy przyściennej. Metoda Heada dla turbulentnej warstwy przyściennej. Ślad aerodynamiczny profilu: Metoda Jonesa dla wyznaczania oporu profilowego. Odsysanie warstwy przyściennej. Sterowanie cyrkulacją na profilu, efekt Coandy. Wpływ turbulizatorów, zabrudzeń powierzchni i oblodzenia na charakterystyki płata nośnego. | W05 | MEK01 |
| 4 | TK04 | Płat o skończonym wydłużeniu I: Opis geometrii płata nośnego: definicja powierzchni nośnej, wydłużenie, średnia cięciwa aerodynamiczna. Teoria linii nośnej. Metoda Treftza-Glauerta. Kąt indukowany, odchylenie strug za skrzydłem. Opór indukowany. Współczynnik siły nośnej i współczynnik oporu indukowanego Cz, Cxi. Rozkład cyrkulacji zapewniający minimalny opór indukowany: twierdzenie Munka. Interferencja aerodynamiczna: wpływ ziemi (ekranu) na charakterystyki aerodynamiczne płata, wpływ płata na usterzenie w układzie klasycznym. Uproszczone szacowanie wpływu kadłuba. | W06, W07 | MEK01 |
| 4 | TK05 | Elementy aerodynamiki niestacjonarnej: efekt Küssnera, efekt Katzmayra, funkcja Theodorsena, przeciągnięcie dynamiczne | W08 | MEK01 |
| 4 | TK06 | Wyznaczanie rozkładu ciśnienia na profilu. Porównanie wyników metody panelowej z danymi doświadczalnymi. | L01, L02 | MEK02 |
| 4 | TK07 | Pomiar oporu profilowego metodą impulsową: zastosowanie pomiaru metody Jonesa do wyznaczania oporu profilu. | L03 | MEK02 |
| 4 | TK08 | Wizualizacja opływu profili lotniczych w tunelu wodnym: | L04 | MEK02 |
| 4 | TK09 | Wyznaczanie charakterystyk profilu z klapą szczelinową | L05 | MEK02 |
| 4 | TK10 | Płat o skończonym wydłużeniu : pomiar wagowy siły nośnej, oporu i momentu pochylającego z pomocą wagi aerodynamicznej. | L06 | MEK02 |
| 4 | TK11 | Termoanemometria: kalibracja termoanemometru i pomiar prędkości i turbulencji w warstwie przyściennej | L06, L07 | MEK02 |
| 4 | TK12 | Wzorcowanie pneumatycznej sondy kierunkowej | L08 | MEK02 |
| Forma zajęć | Praca przed zajęciami | Udział w zajęciach | Praca po zajęciach |
|---|---|---|---|
| Wykład (sem. 4) |
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem. |
Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem. |
|
| Laboratorium (sem. 4) |
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem. |
Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem. |
|
| Konsultacje (sem. 4) |
Przygotowanie do konsultacji: 1.50 godz./sem. |
Udział w konsultacjach: 10.00 godz./sem. |
|
| Egzamin (sem. 4) |
Przygotowanie do egzaminu: 11.00 godz./sem. |
Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem. |
| Forma zajęć | Sposób wystawiania oceny podsumowującej |
|---|---|
| Wykład | MEK01 - egzamin pisemny na ocenę 3,0 - po uzyskaniu co najmniej 60% punktów z egzaminu pisemnego; na ocenę 3,5 - po uzyskaniu co najmniej 70% punktów z egzaminu pisemnego; na ocenę 4,0 - po uzyskaniu co najmniej 80% punktów z egzaminu pisemnego; na ocenę 4,5 - po uzyskaniu co najmniej 90% punktów z egzaminu pisemnego; na ocenę 5,0 - po uzyskaniu co najmniej 95% punktów z egzaminu pisemnego |
| Laboratorium | MEK02 - na podstawie sprawozdań i prac pisemnych Do pozytywnego zaliczenia niezbędne jest opracowanie pozytywnie ocenionych sprawozdań z przeprowadzonych badań doświadczalnych oraz uzyskanie pozytywnych ocen z 3 prac pisemnych. Ocena z laboratorium - średnia ocen z prac pisemnych. |
| Ocena końcowa | średnia ważona: Laboratorium z wagą: 0,40 Egzamin z wykładu z wagą: 0,60 |
| Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia | |
| Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych | |
| Inne |
Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych: nie