tttttt
Strona: 1

Podstawowe informacje o zajęciach

Nazwa zajęć: Silniki lotnicze i kosmiczne

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

Dane kontaktowe koordynatora: budynek L33, pokój 216, tel. 178651241, piowyg@prz.edu.pl

Pozostałe osoby prowadzące zajęcia

semestr 4: dr inż. Arkadiusz Bednarz

semestr 4: dr inż. Michał Kuźniar

Strona: 2

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 kształcenia: 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

Literatura uzupełniająca

  1. Brian H.Rowe, The Power to Fly, AIAA, Reston Virginia., 2005
Strona: 3

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

Strona: 4

Efekty kształcenia dla zajęć

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. 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
02. umie ocenić przydatnośc materiałow, technologii wytwarzania oraz narzędzi i metod pomiarowych w budowie i eksploatcji napędów lotniczych wykład kolokwium K_W08+
P6S_WG
03. ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu obszarów stosowalności napędów lotniczych wykład kolokwium K_W09+
P6S_WG
04. zna kierunki i perspektywy rozwoju napędów lotniczych wykład problemowy zaliczenie cz. ustna K_W12+
P6S_WK
05. 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
06. 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
07. ze względu na postępujący proces rozwoju technicznego napędów lotniczych rozumie potrzebę ciągłego poszukiwania wiedzy i konieczność dokształcania wykład prezentacja projektu K_K01+
P6S_KR
08. ma świadomość ważności działań inżynierskich zmierzających do ochrony środowiska naturalnego człowieka dyskusja dydaktyczna referat ustny K_K02+
P6S_KR
09. 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
10. posiada wiedzę z zakresu badań eksperymentalnych napędów lotniczych laboratorium prezentacja projektu K_U15+
P6S_UO
11. posiada umiejętność prowadzenia badań eksperymentalnych silników lotniczych laboratorium prezentacja projektu K_U15+
P6S_UO

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).

Strona: 5

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
Strona: 6

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.

Strona: 7

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%)
Strona: 8

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

Strona: 9

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

Publikacje naukowe

  1. M. Kalwara; M. Kuźniar; M. Orkisz; P. Wygonik, Analysis of the possibility of using an engine with a rotating piston as the propulsion of an electric generator in application to a motor glider propulsion , ., 2019
  2. M. Kalwara; M. Kuźniar; M. Orkisz; P. Wygonik, Comparative analysis of combustion engine and hybrid propulsion unit in aviation application in terms of emission of harmful compounds in the exhausts emitted to the atmosphere , ., 2019
  3. M. Kalwara; M. Kuźniar; M. Orkisz; P. Wygonik, Comparative analysis of pollutants emission by classical and distributed propulsions applied on the AOS motor glider, ., 2019
  4. P. Bogusz; M. Dudek; P. Dudek; W. Frączek; M. Korkosz; A. Raźniak; P. Wygonik, Some aspects of gaseous hydrogen storage and the performance of a 10-kW Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells stack as part of a hybrid power source, ., 2019
  5. P. Bogusz; M. Korkosz; J. Prokop; P. Wygonik, Brushless DC Motor with Permanent Magnets for Unmanned Aerial Vehicle Hybrid Drive , SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG., 2018
  6. P. Bogusz; M. Dudek; M. Korkosz; B. Lis; A. Raźniak; P. Wygonik, Koncepcja hybrydowego układu zasilania napędu elektrycznego motoszybowca, ., 2017
  7. P. Bogusz; M. Korkosz; A. Powrózek; J. Prokop; P. Wygonik, An analysis of influence of open-winding faults on properties of brushless DC motor with permanent magnets, IEEE., 2017
  8. P. Bogusz; M. Korkosz; A. Powrózek; J. Prokop; P. Wygonik, Research of influence of open-winding faults on properties of brushless permanent magnets motor, ., 2017
  9. P. Bogusz; M. Korkosz; J. Prokop; P. Wygonik, Praca generatorowa bezszczotkowej maszyny z magnesami trwałymi napędu hybrydowego samolotu bezzałogowego, ., 2017
  10. P. Bogusz; M. Korkosz; J. Prokop; P. Wygonik, Wybrane wyniki badań laboratoryjnych bezszczotkowego silnika z magnesami trwałymi, ., 2017