Aerodynamika a mechanika letu

Podmínkou zápisu na předmět B9M14AML je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Předmět B9M14AML může být splněn v zastoupení předmětem B9M38AML

Předmět B9M14AML nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět B9M38AML (vztah je symetrický)

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra elektrických pohonů a trakce

Anotace:

Předmět poskytuje přehled hlavních poznatků z letecké aerodynamiky a mechaniky letu. V úvodní části předmětu jsou studenti seznámeni s modely a rovnicemi pro proudění nestlačitelné tekutiny a poté jsou odvozeny rovnice popisující silový a momentový účinek proudění na povrch aerodynamického profilu a křídla. V další části jsou odvozeny důležité vztahy popisující projevy stlačitelnosti, které jsou dále opět aplikovány na obtékání aerodynamických těles při vysokých subsonických, supersonických i hypersonických rychlostech. V rámci předmětu jsou probrány základní režimy mechaniky letu.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Vlastnosti plynů, modely proudění, základní rovnice mechaniky tekutin a termodynamiky.

2. Navier-Stokesova rovnice. Potenciální proudění, obtékání válce, vztah pro vztlak. Vlastnosti víru a vírových polí.

3. Rozměrová analýza a podobnost, empirický vztah pro vztlak. Laminární a turbulentní proudění. Mezní vrstva .

4. Geometrie profilu, aerodynamická síla a moment. Teorie tenkého profilu, integrální charakteristiky profilu.

5. Vliv mezní vrstvy na integrální charakteristiky profilu, profilové řady. Metody singularit, panelové metody.

6. Geometrie křídla. Teorie nosné čáry, indukovaný parametry. Rovnice jednoplošníku a její řešení. Vliv půdorysného tvaru a kroucení přímého křídla na jeho vlastnosti.

7. Prostředky pro zvýšení vztlaku. Podmínky podélné statické stability. Koncept směrové a klonivé stability.

8. Vliv stlačitelnosti. Kritické Machovo číslo, transonická divergence, šípové křídlo.

9. Propulzní soustava. Teorie vrtulové propulze. Nosný rotor vrtulníku. Turbínový proudový motor.

10. Mechaniky letu - klouzavý, vodorovný, stoupavý let, ustálená vodorovná zatáčka, vzlet, přistání. Model standardní atmosféry.

11. Supersonické proudění, kritický stav. Rázová a expanzní vlna. expanze. Nadzvukové obtékání šikmé desky

12. Supersonické obtékání profilu a křídla. Integrální charakteristiky, vlnový odpor. Transsonické proudění.

13. Hypersonické proudění, průlet atmosférou. Raketová propulze , jedno- a vícestupňová raketa. Lavalova tryska.

14. Návratové zařízení, balistický sestup, aerodynamický ohřev, stabilita návratového modulu.

Osnova cvičení:

1. Proudění v trubici, výpočet ztrát. Zadání semestrálních prací

2. Modelování proudění, program Matlab/Simulink.

3. Numerické řešení proudových polí, CFD program Fluent.

4. Integrální charakteristiky profilu.

5. Návrh profilu požadovaných vlastností.

6. Profil a panelové metody.

7. Integrální charakteristiky křídla.

8. Návrh přímého křídla.Vliv klapek a kroucení křídla.

9. Křídlo a panelové metody.

10. Návrh ocasních ploch, stabilita a řiditelnost.

11. Návrh vrtule, metoda elementárního profilu.

12. Mechanika letu.

13. Izoentopické proudění, kritický stav, Lavalova tryska.

14. Balistický sestup.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Anderson, J. D. Jr.: Fundamentals of Aerodynamics. McGraw-Hill, 2007. ISBN: 13978-0-07-295046-5

Hughton, E.,L., Carpenter P., W.: Aerodynamics for Engineering Students. Butterworth-Heinemann 2003. ISBN: 978-0-7506-5111-0

Phillips, W. F.: Mechanics of Flight. John Wiley & Sons, 2004. ISBN: 0-471-33458-8

Poznámka:

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B9M14AML

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: