S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Transkrypt

1 "Z A T W I E R D Z A M" Dziekan Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa podpis prof. dr hab. inż. Radosław TRĘBIŃSKI Warszawa, dnia... NAZWA PRZEDMIOTU: Kod przedmiotu: Podstawowa jednostka organizacyjna (PJO): Kierunek studiów: Specjalność: Poziom studiów: Forma studiów: Język prowadzenia: S Y L A B U S P R Z E D M I O T U BALISTYKA ZEWNĘTRZNA I TEORIA STRZELANIA EXTERNAL BALLISTICS AND THEORY OF SHOOTING WMLAKCSI-Bzts WMLAKCNI-Bzts Mechatronika Konstrukcja broni i amunicji studia pierwszego stopnia studia stacjonarne i niestacjonarne polski Wydział Mechatroniki i Lotnictwa Sylabus ważny dla naborów od roku akademickiego: 01/ REALIZACJA PRZEDMIOTU Osoba(-y) prowadząca(-e) zajęcia (koordynatorzy): dr inż. Leszek BARANOWSKI PJO/instytut/katedra/zakład Wydział Mechatroniki i Lotnictwa/Instytut Techniki Uzbrojenia/ Zakład Balistyki. ROZLICZENIE GODZINOWE studia stacjonarne semestr forma zajęć, liczba godzin/rygor (x egzamin, + zaliczenie, # projekt) punkty ECTS razem wykłady ćwiczenia laboratoria projekt seminarium VI x 1 + 8# 8 5 razem studia niestacjonarne semestr forma zajęć, liczba godzin/rygor (x egzamin, + zaliczenie, # projekt) punkty ECTS razem wykłady ćwiczenia laboratoria projekt seminarium VI x # 8 5 razem PRZEDMIOTY WPROWADZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI WSTĘPNYMI Matematyka. Znajomość rachunku macierzowego, geometrii analitycznej oraz elementów rachunku różniczkowego i całkowego funkcji jednej zmiennej.

2 Mechanika. Znajomość kinematyki i dynamiki punktu materialnego oraz podstaw mechaniki analitycznej. Fizyka. Znajomość podstaw mechaniki płynów. 4. ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA Symbol W1 W U1 U U3 K1 Efekty kształcenia Student, który zaliczył przedmiot: ma wiedzę o właściwościach ruchu nominalnego i zakłóconego pocisków i rakiet niekierowanych w atmosferze ziemskiej ma podstawową wiedzę w zakresie teorii strzelania i systemów kierowania ogniem artylerii naziemnej potrafi wyznaczyć charakterystyki modelu fizycznego pocisków i rakiet niekierowanych potrafi opracować model matematyczny lotu pocisków i rakiet niekierowanych potrafi posługiwać się tabelami strzelniczymi oraz obliczyć prawdopodobieństwo trafienia w cel potrafi pracować w zespole i ponosić odpowiedzialność za wspólnie realizowane zadanie odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku K_W03 K_W17 K_U01, K_U03, K_U04 K_U07 K_U07 K_K03 5. METODY DYDAKTYCZNE Wykłady prowadzone głównie w formie audiowizualnej w celu przekazania odpowiedniej wiedzy. Ćwiczenia audytoryjne związane z zagadnieniami omawianymi na wykładzie, obejmują przypomnienie, utrwalenie i usystematyzowanie wiedzy wcześniej nabytej, uzyskanej jako rezultat ukierunkowanej pracy własnej poprzez rozwiązywanie zadań i problemów. Ćwiczenia laboratoryjne prowadzone w tunelu strzeleckim. Seminarium prowadzone metodami aktywizującymi studentów, rozwijającymi u nich umiejętności korzystania z różnych źródeł wiedzy, selekcji i interpretacji informacji, przedstawiania prezentacji, formułowania wniosków, prowadzenia dyskusji. 6. TREŚCI PROGRAMOWE Lp. tematyka zajęć liczba godzin wykł. ćwicz. lab. proj. semin. 1 Metody badań właściwości dynamicznych obiektów latających (OL) Klasyfikacja OL. Teoretyczne i doświadczalne metody badań ruchu OL. Podstawowe zadania balistyki zewnętrznej. Układy odniesienia stosowane w badaniach teoretycznych właściwości ruchu OL 3 Układy związane z Ziemią i układy związane z OL. Wyprowadzenie ogólnej macierzy transformacji. Definicje kątów między układami. Osobliwości macierzy transformacji. Wyprowadzanie macierzy transformacji i wykorzystanie ich do obliczania składowych wektora w różnych układach odniesienia.

3 4 Zasady wyznaczania składowych prędkości kątowych wynikających z obrotu układów odniesienia Ogólne zależności na składowe wektora prędkości kątowych układów odniesienia w układzie wyjściowym i docelowym. Składowe wektora prędkości kątowej OL w różnych układach odniesienia. 5 Metodyka wyznaczania składowych wektora prędkości kątowej OL w różnych układach odniesienia. 6 Charakterystyki ośrodka ruchu OL Budowa atmosfery ziemskiej. Hipoteza o pionowej równowadze atmosfery. Atmosfera standardowa AS-81. Normalna Atmosfera Artyleryjska NAA. 7 Siła grawitacyjna, aerodynamiczna i jej moment Siła grawitacji i siła ciężkości. Przyczyny powstawania siły i momentu aerodynamicznego. Zjawisko Magnusa. Charakterystyki aerodynamiczne OL i metody ich wyznaczania. Prawa oporu powietrza. 8 Opracowanie modelu fizycznego zadanego obiektu latającego Charakterystyki geometryczne, aerodynamiczne i masowo-bezwładnościowe. 9 Wyznaczanie współczynnika oporu powietrza pocisku strzeleckiego metodą strzelań 10 Zasady dynamiki ciała sztywnego o zmiennej masie Prawo zmiany pędu. Prawo zmiany momentu pędu. Zasada zesztywnienia. Ruch złożony. 11 Obliczanie prędkości i przyspieszeń w ruchu złożonym 1 Metodyka zestawiania równań ruchu swobodnego obiektu latającego w układach związanych z Ziemią i z obiektem Dynamiczne równania ruchu środka masy. Dynamiczne równania ruchu dookoła środka masy. Kinematyczne równania ruchu środka masy. Kinematyczne równania ruchu dookoła środka masy. Równania uzupełniające. 13 Wyprowadzanie skalarnych równań ruchu środka masy obiektu latającego w różnych układach odniesienia 14 Wyprowadzanie skalarnych równań ruchu dookoła środka masy obiektu latającego w różnych układach odniesienia 15 Metody upraszczania równań ruchu OL Równania ruchu podłużnego i bocznego. Metoda linearyzacji równań ruchu. Problem główny balistyki zewnętrznej. 16 Linearyzacja równań ruchu podłużnego OL 17 Właściwości trajektorii lotu pocisków niekierowanych w atmosferze ziemskiej Wnioski wypływające z problemu głównego balistyki zewnętrznej. Wpływ zakłóceń balistycznych, meteorologicznych i geofizycznych warunków strzelania na współrzędne punktu upadku pocisków stabilizowanych brzechwowo i obrotowo. /* 8/8* /* /* /* /* 3

4 18 Równania ruchu pocisków artyleryjskich zgodne ze Stanagiem 4355 Ed.4 Równania ruchu pocisku jako punktu materialnego. Równania ruchu pocisku według zmodyfikowanego modelu punktu materialnego. Definicja kąta równowagi dynamicznej. 19 Wyprowadzanie skalarnych równań ruchu pocisków artyleryjskich zgodnych ze Stanagiem 4355 Ed.4 0 Stateczność statyczna i dynamiczna OL Analiza ruchu osi podłużnej pocisków artyleryjskich dookoła wektora prędkości. Derywacja pocisków. Warunki stabilizacji pocisków wirujących. Niezbędny kąt nachylenia gwintów lufy. Kryteria stateczności statycznej i dynamicznej pocisków ubrzechwionych. 1 Ogólne wiadomości o strzelaniu artylerii naziemnej Cele i zadania strzelania artylerii. Czynniki toru pocisku. Normalne (tabelaryczne) warunki strzelania i tabele strzelnicze. Określenie nastaw do strzelania Zasady ogólne. Przygotowanie dokładne, pobieżne, na podstawie wyników wstrzeliwania celów pomocniczych oraz na podstawie danych działa nawiązania. 3 Obliczanie nastaw do strzelania z wykorzystaniem tabel strzelniczych 4 Błędy występujących przy strzelaniu Ogólna charakterystyka błędów strzelania. Rozrzut oraz powtarzające się losowe błędy strzelania. 5 skuteczności strzelania Ogólne zasady oceny skuteczności strzelania. Prawdopodobieństwo trafienia pociskiem w cel. 6 Obliczanie prawdopodobieństwa trafienia w cel jedno i dwuwymiarowy 7 Systemy kierowania ogniem artylerii naziemnej * Razem studia stacjonarne Razem studia niestacjonarne * zagadnienia realizowane w ramach studiów niestacjonarnych 7. LITERATURA podstawowa: J. Gacek, M. Glapski, Balistyka zewnętrzna i dynamika lotu, S Z. Leciejewski, W. Sobczak, Z. Surma, Balistyka wewnętrzna ćwiczenia laboratoryjne, S F. Pogorzelski, Teoria strzelania artylerii naziemnej, S-4811 uzupełniająca: J. Gacek, Balistyka zewnętrzna. Cz. I, Syg J. Gacek, Balistyka zewnętrzna. Cz. II, Syg Stanag 4355 Ed.3 8. SPOSOBY WERYFIKACJI ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt W1 sprawdzany jest na egzaminie oraz w ramach ćwiczeń audytoryjnych. 4

5 Efekt W sprawdzany jest na egzaminie oraz w ramach sprawdzania przygotowania do zajęć laboratoryjnych. Efekt U1 sprawdzany jest podczas realizacji projektu: potrafi wyznaczyć i zaprezentować większość charakterystyki modelu fizycznego zadanego obiektu latającego popełniając nieliczne błędy obliczeniowe potrafi bezbłędnie wyznaczyć i zaprezentować większość charakterystyki modelu fizycznego zadanego obiektu latającego potrafi bezbłędnie wyznaczyć i zaprezentować wszystkie charakterystyki modelu fizycznego zadanego obiektu latającego Efekt U sprawdzany jest na egzaminie pisemnym oraz na zajęciach seminaryjnych: Potrafi bezbłędnie przedstawić w postaci wektorowej wszystkie poznane na wykładzie są wykorzystywane. Potrafi nie tylko przedstawić w postaci wektorowej wszystkie poznane na wykładzie są wykorzystywane ale również umie bezbłędnie uzyskać postać skalarną równań ruchu zawartych w tych modelach w wybranym przez siebie układzie odniesienia. Potrafi nie tylko przedstawić w postaci wektorowej wszystkie poznane na wykładzie są wykorzystywane ale również umie bezbłędnie uzyskać postać skalarną równań ruchu zawartych w tych modelach w układach odniesienia omawianych na wykładach. Efekt U3 sprawdzany jest na ćwiczeniach audytoryjnych: potrafi wyznaczyć nastawy do strzelania wykorzystując tabele strzelnicze do jednego celu w czasie 1 godziny lekcyjnej potrafi wyznaczyć nastawy do strzelania wykorzystując tabele strzelnicze do dwóch celów w czasie 1 godziny lekcyjnej potrafi wyznaczyć nastawy do strzelania wykorzystując tabele strzelnicze do trzech celów w czasie 1 godziny lekcyjnej Efekt K1 sprawdzany jest podczas realizacji projektu. Zaliczenie przedmiotu realizowane jest na podstawie wyników egzaminu pisemnego. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych, opracowanie poprawnych sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych oraz rozliczenie się z zadań seminaryjnych. autor sylabusa kierownik jednostki organizacyjnej odpowiedzialnej za przedmiot dr inż. Leszek BARANOWSKI tytuł, stopień naukowy, imię, NAZWISKO, podpis prof. dr hab. inż. Józef GACEK tytuł, stopień naukowy, imię, NAZWISKO, podpis 5