Karta przedmiotu

Silniki lotnicze i kosmiczne

Podstawowe informacje o zajęciach

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:

672

Status zajęć:

obowiązkowy dla programu Samoloty, Zarządzanie ruchem lotniczym

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 4 / W30 L15 / 4 ECTS / Z

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr inż. Piotr Wygonik

Terminy konsultacji koordynatora:

termin zostanie ustalony na bieżąco w semestrze realizacji przedmiotu

semestr 4:

mgr inż. Kamil Kucharski

semestr 4:

dr inż. Michał Kuźniar

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
uzyskanie wiedzy z zakresu stosowanych w lotnictwie i kosmonautyce napędów oraz zdobycie umiejętności oceny włąściwego doboru zespołu napędowego do realizowanej misji samolotu

Ogólne informacje o zajęciach:
moduł składa się z części wykładowej i ćwiczeniowej

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	Włodzimierz Balicki i in.	Historia i perspektywy rozwoju napędów lotniczych	Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, Warszawa.	2005
2	Paweł Dzierżanowski	Turbinowe Silniki Śmigłowe i Śmigłowcowe	Wtdawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa.	1985
3	Marek Orkisz	Podstawy doboru turbinowych silników odrzutowych do płatowca	Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, Warszawa.	2002
4	Włodzimierz Balicki i in.	Lotnicze silniki turbinowe, konstrukcja eksploatacja, diagnostyka	Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa.	2010

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1	Paweł Dzierżanowski	Turbinowe Silniki Odrzutowe	Wydawnictwo Komunikacji i łączności, Warszawa.	1983
2	Edmund Cichosz	Charakterystyki i zastosowanie napędów	Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa .	1980

Literatura do samodzielnego studiowania
1	Włodzimierz Balicki	Historia i perspektywy rozwoju napędów lotniczych	Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, Warszawa.	2005

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
student musi posiadać uprawnienia do studiowania na semestrze 3

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
student musi posiadać wiedzę z zakresu termodynamiki (przemiany cieplne) oraz mechaniki płynów

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
student posada umiejętność praktycznego stosowania i wykorzystania urządzeń pomiarowych temperatury i ciśnienia, biegle posługuje się aparatem matematycznym (rachunek macierzowy, różniczkowy)

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
ma umiejętność pracy w zespole i ma świadomość wpływu własnej pracy na wyniki pracy zespołu

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	umie stosować w praktyce proste formuły termodynami technicznej i mechaniki płynów do wyznaczania szacunkowych osiągów zespołu napędowego	wykład	kolokwium, esej, kolokwium	K-W07+	P6S-WG
MEK02	umie ocenić przydatnośc materiałow, technologii wytwarzania oraz narzędzi i metod pomiarowych w budowie i eksploatcji napędów lotniczych	wykład	kolokwium	K-W08+	P6S-WG
MEK03	ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu obszarów stosowalności napędów lotniczych	wykład	kolokwium	K-W09+	P6S-WG
MEK04	zna kierunki i perspektywy rozwoju napędów lotniczych	wykład problemowy	zaliczenie cz. ustna	K-W12+	P6S-WK
MEK05	potrafi porozumiewać się przy użyciu specjalistycznego języka technicznego stosując nazwy i określenia właściwe dla napędów lotniczych	wykład interaktywny	zaliczenie cz. ustna	K-U02+	P6S-UW
MEK06	potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych i szacunkowych zadań inżynierskich służących ocenie jakości doboru zespołu napędowego do obiektu latającego	wykład	prezentacja projektu	K-U15+	P6S-UO
MEK07	ze względu na postępujący proces rozwoju technicznego napędów lotniczych rozumie potrzebę ciągłego poszukiwania wiedzy i konieczność dokształcania	wykład	prezentacja projektu	K-K01+	P6S-KR
MEK08	ma świadomość ważności działań inżynierskich zmierzających do ochrony środowiska naturalnego człowieka	dyskusja dydaktyczna	referat ustny	K-K02+	P6S-KR
MEK09	realizując projekty w zespole zdobywa umiejętność odpowiedzialności za pracę własną, potrafi podporządkować się zasadom pracy w zespole, potrafi określić priorytety służące realizacji postawionego zadania w grupie	wykład, ćwiczenia problemowe	prezentacja projektu	K-K04+	P6S-KO
MEK10	posiada wiedzę z zakresu badań eksperymentalnych napędów lotniczych	laboratorium	prezentacja projektu	K-U15+	P6S-UO
MEK11	posiada umiejętność prowadzenia badań eksperymentalnych silników lotniczych	laboratorium	prezentacja projektu	K-U15+	P6S-UO

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
4	TK01	Paliwa lotnicze. Wartość opałowa, liczba oktanowa i cetanowa. Spalanie zupełne i niezupełne. Normy emisji spalin	W01-02,	MEK05 MEK08
4	TK02	Podział i klasyfikacja napędów lotniczych. Napęd bezpośredni i pośredni – przykłady rozwiązań konstrukcyjnych. Śmigło lotnicze – zasada działania- podstawy, charakterystyka śmigła. Lotnicze silniki tłokowe – kryteria klasyfikacji. Główne parametry silnika tłokowego. Wskaźniki pracy silnika – moc, moment obrotowy, prędkość obrotowa, jednostkowe i godzinowe zużycie paliwa	W03-04	MEK02 MEK03 MEK05
4	TK03	Schematy konstrukcyjne : silniki rzędowe, przeciwsobne („boxer”), gwiazdowe, widlaste. Główne zespoły konstrukcyjne silnika tłokowego spalinowego- zarys konstrukcji. Kinematyka układu korbowo-tłokowego. Podstawy procesów tworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej. Współczynnik nadmiaru powietrza – mieszanka uboga i bogata. Powstawanie siły gazowej. Kadłuby silników. Wał korbowy, korbowód. Układ rozrządu i zawory. Układ zasilania paliwem (gaźnikowy i wtryskowy), układy smarowania, chłodzenia. Układ dolotowy i wylotowy. Obiegi porównawcze silników (Otto, Diesla, Sabathe’a- Sieligera). Silniki czterosuwowe i dwusuwowe. Charakterystyka obrotowa. Zarys systemu eksploatacji lotniczego silnika tłokowego. Doładowanie silników – systemy doładowania, granice możliwości doładowania- silnik wysokościowy, charakterystyki zewnętrzne. Perspektywy rozwojowe silników tłokowych.	W05-07	MEK01 MEK03 MEK05 MEK08 MEK09
4	TK04	Silniki przepływowe. Kryteria klasyfikacji i podział silników przepływowych. Silnik strumieniowy, pulsacyjny, rezonansowy. Silniki jednoprzepływowe i dwuprzepływowe. Silniki turbinowe śmigłowe i śmigłowcowe. Ciąg silnika – źródło ciągu, wyznaczanie ciągu. Sposoby zwiększania ciągu i mocy. Parametry jednostkowe silnika przepływowego. Obieg porównawczy silnika odrzutowego. Rozkład parametrów cieplno-przepływowych w kanale przepływowym silnika.	W08-09	MEK01 MEK03 MEK05 MEK08
4	TK05	Charakterystyki wysokościowe, prędkościowe i obrotowe silnika odrzutowego. Warunki i zakresy pracy silnika przepływowego. Zespoły konstrukcyjne silnika odrzutowego i śmigłowego (śmigłowcowego): wlot, sprężarka, komora spalania, turbina, dysza wylotowa, dopalacz, reduktor.	W10	MEK02 MEK05 MEK08 MEK09
4	TK06	Przegląd wybranych konstrukcji silników odrzutowych. Systemy eksploatacji silników lotniczych. Perspektywy rozwoju napędów lotniczych, silniki hipersoniczne.	W11	MEK02 MEK04 MEK08
4	TK07	Silniki rakietowe na stały i ciekły materiał pędny. Wytwarzanie ciągu w silnikach rakietowych. Charakterystyki silników rakietowych. Silniki statków kosmicznych – perspektywy rozwoju. Obszary zastosowań silników lotniczych i kosmicznych	W12-13	MEK02 MEK03 MEK05 MEK07
4	TK08	1.Wyznaczanie parametrów atmosfery wzorcowej dla wybranej misji samolotu. 2.Obliczenia podstawowych parametrów silnika tłokowego z zapłonem iskrowym, obieg bez strat. 3.Wyznaczanie parametrów kinematycznych w układzie tłok-korbowód wał korbowy silnika tłokowego, 4.Wyznaczanie parametrów termo-gazodynamicznych w przekrojach kontrolnych silnika odrzutowego, jednoprzepływowego 5.Wyznaczanie ciagu i wymiarowanie silnika przepływowego. Model wyznaczania charakterystyki prędkościowo-wysokościowej silnika	W14-15	MEK01 MEK06 MEK09 MEK11
4	TK09	1.Schematy i przekroje lotniczych silników tłokowych, zespoły konstrukcyjne- zapoznanie. 2.Zdejmowanie charakterystyki mocy silnika tłokowego 3.Rozruch silnika strumieniowego 4.Rozruch silnika pulsacyjnego 5.Rozruch silnika turbinowego (modelarskiego), zdejmowanie charakterystyki obrotowej.	L01-07	MEK02 MEK05 MEK09 MEK10

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 4)	Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 10.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 4)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 4)		Udział w konsultacjach: 10.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 4)	Przygotowanie do zaliczenia: 15.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 1.00 godz./sem. Zaliczenie ustne: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	na podstawie oceny z kolokwium zaliczeniowego wykonanego na koniec semestru, ocena z kolokwium stanowi 70 % oceny końcowej. Kolokwium przeprowadzone w formie testowej składa się z 10 pytań testowych, jednokrotnego wyboru. Ocena pozytywna to uzyskanie 5 pkt (3.0), ocena bardzo dobra powyżej 9 punktów
Laboratorium	na podstawie wykonanych sprawozdań i ich pozytywnej oceny przez prowadzącego , ocena końcowa z laboratorium stanowi 30% oceny końcowej z przedmiotu
Ocena końcowa	średnia z ocen z kolokwium (70%) i laboratorium (30%)

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
SLiK.pdf

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	M. Klimczyk; J. Muszyńska-Pałys; M. Orkisz; P. Wygonik	Fuel cells in aviation: limitations, capabilities, and development prospects	2025
2	P. Wygonik	Dobór zespołu napędowego do samolotu wielozadaniowego według kryterium zadania lotniczego	2024