Balistyka wewnętrzna

"Z A T W I E R D Z A M"
Dziekan Wydziału
Nowych Technologii i Chemii
dr hab. inż. Stanisław CUDZIŁO
Warszawa, dnia ..........................
SYLABUS PRZEDMIOTU
NAZWA PRZEDMIOTU: Balistyka wewnętrzna
Kod przedmiotu: WTCCWSI-Bal
Podstawowa jednostka organizacyjna (PJO): Wydział Nowych Technologii i Chemii (WTC)
(prowadząca kierunek studiów)
Kierunek studiów: chemia
Specjalność: materiały wybuchowe i pirotechnika
Poziom studiów:
studia pierwszego stopnia
Forma studiów:
studia stacjonarne
Język prowadzenia: polski
Sylabus ważny dla naborów od roku akademickiego 2012/2013
1. REALIZACJA PRZEDMIOTU
Osoba(y) prowadząca(-e) zajęcia (koordynatorzy): dr hab. inż. Zbigniew LECIEJEWSKI
PJO/instytut/katedra/zakład: WML/Instytut Techniki Uzbrojenia/Zakład Balistyki
2. ROZLICZENIE GODZINOWE
forma zajęć, liczba godzin/rygor
(x egzamin, + zaliczenie, # projekt)
semestr
punkty
ECTS
razem
wykłady
ćwiczenia
laboratoria
VI
60
30/x
6/+
12/+
12/+
4
Razem
60
30
6
12
12
4
projekt
seminarium
3. PRZEDMIOTY WPROWADZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI WSTĘPNYMI

Teoria materiałów wybuchowych
Wymagania wstępne: znajomość teoretycznych podstaw
inicjacji i przebiegu procesów spalania i detonacji, znajomość
podstawowych charakterystyk materiałów wybuchowych
i eksperymentalnych metod ich wyznaczania, znajomość
termochemii przemian wybuchowych.

Chemia i technologia MW
Wymagania wstępne: znajomość metody syntezy,
wydzielania i oczyszczania nieorganicznych i organicznych
związków wybuchowych, znajomość zasad komponowania
mieszanin wybuchowych, znajomość właściwości związków
wybuchowych i zasad bezpieczeństwa podczas pracy z materiałami wybuchowymi.
4. ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA
Efekty kształcenia
Symbol
W1
W2
W3
U1
U2
U3
U4
K1
K2
K3
odniesienie
do efektów
kształcenia
dla kierunku
Posiada ogólną wiedzę z zakresu fizyki umożliwiającą rozumienie zjawisk
i procesów fizycznych zachodzących w układach miotających i napędowych.
Zna podstawy teoretyczne oraz budowę i zasady działania aparatury laboratoryjnej i naukowo-pomiarowej wykorzystywanej do badań właściwości stałych materiałów miotających oraz potrafi dokonać pomiaru i interpretować wyniki pomiaru
wielkości fizykochemicznych materiałów miotających i napędowych
Zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujące podczas pracy z materiałami wysokoenergetycznymi.
Umie mierzyć i obliczać istotne parametry zjawisk i procesów związanych ze spalanie materiałów miotających i napędowych. Potrafi ocenić uzyskany wynik pomiaru z punktu widzenia dokładności i precyzji.
Umie korzystać z literatury fachowej, baz danych oraz innych źródeł informacji w
celu pozyskania niezbędnych danych oraz ma podstawową zdolność oceny rzetelności pozyskanych informacji.
Posiada umiejętności przygotowania wystąpień ustnych w języku polskim i angielskim dotyczących zagadnień z zakresu tematyki chemicznej w nawiązaniu do
zagadnień balistyki.
Dostrzega społeczne, ekonomiczne, prawne i inne pozatechniczne skutki użytkowania materiałów wysokoenergetycznych.
Ma świadomość poziomu swej wiedzy i umiejętności w zakresie posługiwania się
materiałami wysokoenergetycznymi.
Potrafi pracować w zespole i ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie
realizowane zadania.
Ma świadomość ważności pozatechnicznych aspektów i skutków użytkowania
materiałów wysokoenergetycznych oraz układów technicznych je wykorzystujących.
K_W08
K_W10
KW_11
K_U02
K_U07
K_U09
K_U13
K_K01
K_K02
K_K07
5. METODY DYDAKTYCZNE
Wykład z elementami pokazu i wykorzystaniem urządzeń multimedialnych.
Ćwiczenia rachunkowe i zajęcia praktyczne w laboratorium balistyki
Zajęcia seminaryjne z elementami dyskusji.



6. TREŚCI PROGRAMOWE
lp
tematyka zajęć
1.
Rola i zadania balistyki wewnętrznej. Równania stanu gazów prochowych. Wzór Noblego-Abela. Podstawowy wzór pirostatyki
Geometryczne prawo spalania. Charakterystyki
geometryczne ziaren prochowych. Równanie dopływu gazów prochowych. Szybkość spalania prochu.
Obliczenia: charakterystyk geometrycznych ziaren
prochowych oraz wartości parametrów energetycznych i termodynamicznych gazów prochowych z
wykorzystaniem równania stanu gazów Noble-Abela
Doświadczalne metody badań charakterystyk energetyczno-balistycznych stałych materiałów miotających.
Wyznaczenie ciepła spalania stałych materiałów
miotających
Wyznaczenie wartości parametrów równania stanu
gazów Noble-Abela oraz szybkości spalania stałych
2.
3.
4.
5.
6.
liczba godzin
wykł.
ćwicz.
lab.
2
2
2
2
2
4
proj.
semin.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
materiałów miotających.
Tendencje rozwojowe w dziedzinie stałych materiałów miotających – prochy wielobazowe.
Budowa i zasada działania klasycznego układu miotającego broni palnej. Zjawisko strzału – podział na
okresy. Krzywe balistyczne
Bilans energii strzału. Podstawowy wzór pirostatyki.
Prace drugorzędne gazów prochowych.
Problem główny balistyki wewnętrznej (PGBW) broni
lufowej.
Eksperymentalne rozwiązanie PGBW broni lufowej
Metoda numeryczna rozwiązania PGBW broni lufowej. Analiza wpływu różnorodnych czynników na
parametry strzału z broni palnej.
Tendencje rozwojowe w dziedzinie stałych materiałów miotających – prochy małowrażliwe (do amunicja LOVA, IM)
Nietypowe układy miotające
Układy miotające o zwiększonej (w stosunku do
układu klasycznego) prędkości wylotowej pocisku
Rodzaje oraz budowa i zasada działania silników
rakietowych na paliwo stałe (SRPS)
Równanie Bernouliego. Parametry spiętrzenia i krytyczne. Przepływ gazów przez dyszę.
Ciąg. Impuls całkowity oraz impuls jednostkowy ciągu. Wpływ impulsu na charakterystyki lotu rakiety.
Eksperymentalne wyznaczenie impulsu jednostkowego ciągu
Tendencje rozwojowe stałych paliw rakietowych
Prawo szybkości spalania stałego paliwa rakietowego (SPR). Funkcja ciśnieniowa, temperaturowa i
erozyjna.
Eksperymentalne wyznaczenie współczynników
funkcji ciśnieniowej prawa szybkości spalania SPR
Bilans masy gazów w komorze spalania SRPS. Problem główny balistyki wewnętrznej silników rakietowych.
Samoregulacja ciśnienia w komorze spalania SRPS
Stabilna i niestabilna praca SRPS.
Metoda numeryczna rozwiązania PGBW silników
rakietowych na paliwo stałe. Analiza wpływu różnorodnych czynników na pracę silnika rakietowego
Budowa i zasada działania silników rakietowych na
paliwo ciekłe (SRPC). Podobieństwa i różnice pomiędzy SRPS a SRPC.
Tendencje rozwojowe przyszłościowych napędów
rakietowych pojazdów kosmicznych
Niemilitarne zastosowania SRPS oraz SRPC
Procesy wewnątrzkomorowe w SRPC. Nagrzewanie
komór spalania i dysz podczas pracy silnika rakietowego. Ochrona termiczna
RAZEM
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
30
6
12
12
7. LITERATURA
podstawowa:

S. Torecki – Balistyka wewnętrzna, WAT Warszawa 1980, sygn. S- 42926

S. Torecki – Balistyka wewnętrzna silników rakietowych na paliwo stałe, WAT Warszawa 1989,
sygn. S-49201


S. Torecki – Podstawy termodynamiczne balistyki wewnętrznej i silników rakietowych, WAT Warszawa 1986, sygn. S-47523
Z. Leciejewski, W. Sobczak, Z. Surma – Balistyka wewnętrzna – ćwiczenia laboratoryjne, WAT
Warszawa 1997
uzupełniająca:

S. Torecki – 1000 słów o broni i balistyce, Wydawnictwo MON, Warszawa 1982

S. Torecki – Silniki rakietowe, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1984

J. Nowicki, K. Zięcina – Samoloty kosmiczne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa
1989

S. Wiśniewski – Termodynamika techniczna, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa
1980

H. Krier, M. Summerfield – Interior Ballistics of Guns, Vol. 66 Progress in Astronautics and Aeronautics, New York University, New York, 1981

G.M. Moss, D.W. Leeming, C.L. Farrar – Military Ballistics, Brassey’s – London –Washington,
1995
8. SPOSOBY WERYFIKACJI ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA

Laboratorium – zaliczenie ćwiczenia wymaga uzyskania pozytywnej ocen ze sprawdzianu przed
rozpoczęciem ćwiczenia, wykonaniu ćwiczenia, pomiaru parametrów zaistniałego zdarzenia oraz
oddania pisemnego sprawozdania z ćwiczenia.

Ćwiczenie rachunkowe – zaliczenie ćwiczenia polega na rozwiązaniu zadanie zleconego przez
prowadzącego ćwiczenie

Seminarium – zaliczenie tej formy zajęć polega na wykonaniu laboratoryjnego stanowiska prezentującego zasadę działania określonego układu miotającego lub wykonaniu prezentacji multimedialnej obejmującej merytorycznie jeden z tematów seminaryjnych określony sylabusem

Zaliczenie przedmiotu wymaga uzyskania pozytywnych ocen z ćwiczeń laboratoryjnych i rachunkowych, seminarium oraz co najmniej 60% pozytywnych odpowiedzi z pisemnego testu.

Osiągnięcie efektów W1, W2 i U 2 weryfikowane są podczas egzaminu końcowego, natomiast
efekty W3, U1, U3, U4, K1, K2 i K3 sprawdzane są w trakcie realizacji ćwiczeń laboratoryjnych,
rachunkowych i zajęć seminaryjnych

autor sylabusa
................................
dr hab. inż. Zbigniew LECIEJEWSKI, prof. WAT
kierownik jednostki organizacyjnej odpowiedzialnej za przedmiot
Dyrektor
Instytutu Techniki Uzbrojenia WML
................................
prof. dr hab. inż. Józef GACEK