pobierz /

Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
UJĘCIE BILANSOWE I WARIACYJNE BELKI BERNOULLIEGO-EULERA
JAKO MODELU LOTNICZYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH
BALANCE AND VARIATIONAL APPROACHES IN MODELING OF AIRCRAFT
STRUCTURE ELEMENTS AS THE BERNOULLI-EULER BEAM
Krzysztof ARCZEWSKI, Józef PIETRUCHA
STRESZCZENIE
SUMMARY
Belka jest modelem fizycznym wielu elementów konstrukcji lotniczych, np. skrzydła, łopat śmigłowca, czy
łopatek turbin gazowych i dlatego znajomość matematycznego modelu drgań belki jest ważnym fragmentem
wykształcenia w zakresie specjalności lotniczych. Belka
jest więc obiektem ważnym, a zarazem prostym, dla którego można (bez nadmiernego wysiłku) zaprezentować
dwie podstawowe metody tworzenia modeli matematycznych, tj. bilansową i wariacyjną.
Pierwsza z metod polega na wykorzystaniu bilansów
masy, pędu, krętu, a w razie konieczności także energii.
Metoda wariacyjna polega na bezpośrednim zastosowaniu
zasad wariacyjnych, zwłaszcza zasady Hamiltona.
W referacie zostanie wyprowadzone równanie drgań giętnych belki wspornikowej obciążonej siłą ciągłą p(x,t).
Zespół założeń, które będą omówione w referacie czyni
z obiektu smukłego obiekt znany jako belka Bernoulliego-Eulera.
Warto podkreślić, że obie metody mogą być przydatne do
modelowania obiektów nielotniczych, takich jak mosty,
wieże, kominy, wysokie budynki, niektóry sprzęt sportowy (narty, oszczep, tyczka), etc. Przedstawiona metodyka
tworzenia modeli umożliwia osłabianie założeń dla modelu wyjściowego, co wiedzie do uzyskania modeli wzbogaconych, np. belki Timoszenki.
A beam is a physical model of many aircraft structure
elements, i.e. wings, helicopter and turbine blades. It is
a reason why the knowledge of mathematical model of
beam vibration is an important part of aeronautics student
education process. The beam is a simple but also important object, for which (without much effort) both, balance
and variational methods of mathematical model creation
can be presented.
The first method relies upon the use of mass, linear and
angular momentum and, if necessary, also of energy balance. Variational method basis upon direct application of
Hamilton principle.
Derivation of equations for lateral vibration of cantilever
beam loaded by distributed force p(x,t) will be presented
in the report. The list of assumptions from the report
allows us to treat the slender object as Bernoulli-Euler
beam.
It is worth mentioning that modeling skills of usage of
both methods can be applied not only in the field of Aeronautics but also elsewhere, i.e. civil engineering (bridges,
towers, chimneys, high buildings), some types of sports
equipment (ski, javelin, pole volt), etc. Presented procedure of model creation enables to weaken assumptions for
the initial model which can result in excessive model
creation, i.e. Timoshenko beam.
93
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
BAZA LABORATORYJNA KATEDRY SAMOLOTÓW I SILNIKÓW LOTNICZYCH
LABORATORIES AT THE DEPARTMENT OF AIRCRAFTS AND AIRCRAFT ENGINES
Jerzy BAKUNOWICZ, Robert JAKUBOWSKI, Marek ORKISZ
STRESZCZENIE
SUMMARY
W pracy przedstawiono bazę laboratoryjno-badawczą
Katedry Samolotów i Silników lotniczych. Wskazano na
zakres jej wykorzystania w procesie kształcenia studentów. Zwrócono także uwagę na problematykę badawczą
realizowaną w Katedrze, gdzie wykorzystuje się istniejącą
bazę laboratoryjną. Zwrócono także uwagę na przyszłościowe plany prac badawczych oraz związane z tym potrzeby dalszego rozwoju poszczególnych stanowisk laboratoryjnych.
In the paper the laboratories of the Department of Aircrafts and Aircraft Engines and their role in the student
education process have been presented. The Authors paid
their attention to the scientific research with the use of
laboratory facilities. They pointed out the need for the
further development of the laboratories.
94
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
KSZTAŁCENIE NA KIERUNKU LOTNICTWO I KOSMONAUTYKA NA TLE PROGRAMU
STUDIÓW WYDZIAŁU MECHANICZNEGO ENERGETYKI I LOTNICTWA
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
AEROSPACE ENGINEERING AS A PART OF STUDIES IN THE FACULTY OF POWER
AND AERONAUTICAL ENGINEERING OF THE WARSAW UNIVERSITY
OF TECHNOLOGY
Piotr FURMAŃSKI, Krzysztof KĘDZIOR
STRESZCZENIE
SUMMARY
Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (MEiL)
Politechniki Warszawskiej był jednym z pierwszych wydziałów uczelni krajowych, które rozpoczęły kształcenie
studentów w ramach nowo powstałego kierunku studiów
Lotnictwo i Kosmonautyka. Wydział posiada długa tradycję w zakresie nauczania przedmiotów lotniczych sięgającą okresu przedwojennego. Przez kilkadziesiąt lat odbywało się ono w ramach specjalności lotnictwo. Utworzenie nowego kierunku Lotnictwo i Kosmonautyka, rozpoczęcie działania przez Państwową Komisję Akredytacyjną
oraz podział jednolitego toku studiów na dwustopniowy:
inżynierski i magisterski spowodowało znaczne zmiany
w programie studiów. Istotną trudność przy opracowywaniu nowego programu studiów na kierunku stanowił fakt,
że Politechnika Warszawska jako uczelnia akademicka
nakłada dodatkowe ograniczenia oraz to, że na wydziale
MEiL kształcenie oferowane jest w ramach czterech kierunków: Automatyki i Robotyki, Energetyki, Lotnictwa
i Kosmonautyki oraz Mechaniki i Budowy Maszyn. Wymienione kierunki znacznie różnią się pod względem
minimów programowych zawartych w standardach nauczania.
W referacie przedstawiono zasadnicze elementy programu
kształcenia w zakresie Lotnictwa i Kosmonautyki na tle
całego programu studiów oferowanego przez wydział
MEiL, omówiono sposób realizacji tego programu oraz
trudności napotkanie przy jego tworzeniu i wprowadzaniu.
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (MEiL) of
the Warsaw University of Technology was one of the first
faculties in Poland which started teaching of students
within a new developed field of studies – Aerospace
Engineering. The faculty has a long tradition of education
in aviation courses dating to the pre-war period. The
teaching was carried out for many years within aviation
speciality. The introduction of the new field of studies,
start of operation of State Accreditation Commission and
division of one-stage M.Sc. studies into two separated
stages leading two B.Sc. and M.Sc, degrees in Engineering, respectively, caused significant changes in the programme of studies. Additional requirements imposed by
the Warsaw University of Technology lead to additional
difficulties in development of the programme of studies.
Presently the faculty offers studies in four fields: Automatics and Robotics, Power Engineering, Aerospace Engineering and Mechanics and Machine Design. These fields
have widely differing minimum requirements as to programmes presented in the standards of teaching.
In the paper the basic elements of studies within the field
of Aerospace Engineering offered by MEiL were presented. The way of realization of this programme was
discussed and difficulties in its formation and application
were unveiled.
.
95
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
ZAŁOŻENIA DO KONSTRUKCJI MINIMÓW PROGRAMÓW KIERUNKU LOTNICTWO
I KOSMONAUTYKA I ICH POSTAĆ KOŃCOWA
ASSUMPTIONS FOR CONSTRUCTION OF THE PROGRAMME MINIMA FOR AVIATION AERONAUTICS AND SPACE NAVIGATIONS SPECIALIZATION AND THE FINAL
FIGURE OF THOSE MINIMA.
Jan GRUSZECKI
STRESZCZENIE
SUMMARY
Wprowadzenie przez MEiN zasady trójstopniowej edukacji: studiów I stopnia, II stopnia i studiów doktoranckich
oraz wprowadzenie na listę kierunków LOTNICTWA
I KOSMONAUTYKI wymusiło opracowanie nowych
minimów programowych, zwłaszcza na ten kierunek.
Uwzględniając wszystkie akta prawne, zalecenia MEiN,
zalecenia Rady Głównej Szkolnictwa Wyższego, zalecenia Narad Rektorów oraz środowisk akademickich, powołani przez Ministra MEiN eksperci opracowali minima
programowe dla wszystkich kierunków studiów. Między
innymi, autorskie opracowanie dla kierunku Lotnictwo
i Kosmonautyka zostało przygotowane przez autora niniejszego artykułu. Założenia i trudności w konstruowaniu
minimów programowych oraz ich końcową postać przedstawia Autor w niniejszym materiale.
Implementation of three-level degree for principle in study
education, I-level study, II-level study and PhD-level
study, executed by Polish Ministry of Educations and
Science (MES) as well as an implementation of Aviation –
Aeronautics and Space Navigations Specialization in
specializations group has been extorted academic people
into working out a new programme minima especially for
that specialization. The group of experts who had been
called by the Minister of MES, worked out the base study
programme minima for all specializations possible to
study in Poland. That minima has been worked out taking
into account all essential legal documents expressed especially by Polish Ministry of Education and Science, Main
Council of High Education, Council of Rectors and academic groups itself. The author of this paper, professor
Jan Gruszecki was a member of that group of experts and
he was the expert who himself worked out the study minima for Aviation – Aeronautics and Space Navigations
Specialization. The assumptions and difficulties met during the time of working out and the end result of the study
programme minima are presented in the paper.
96
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
STACJONARNE – RÓWNOLEGŁE / UZUPEŁNIAJĄCE STUDIA MAGISTERSKIE,
KIERUNEK: LOTNICTWO I KOSMONAUTYKA,
SPECJALNOŚĆ: PILOTAŻ SAMOLOTÓW / ŚMIGŁOWCÓW
SUPLEMENTARY STUDIES ON MASTER OF SCIENECE DEGREE
COURSE: AERONAUTICS AND SPACE TECHNOLOGY
SPECJALIZATION: AIRPLANES AND HELICOPTERS PILOTAGE
Bohdan JANCELEWICZ, Krzysztof KĘDZIOR
STRESZCZENIE
SUMMARY
Nowe wymagania w zakresie kształcenia pilotów wojskowych, wynikające z zadań objętych zobowiązaniami
sojuszniczymi, spowodowały podjęcie przez Dowództwo
Sił Powietrznych inicjatywy, dotyczącej podwyższenia
kwalifikacji pilotów kształconych i szkolonych w Wyższej Szkole Oficerskiej Sił Powietrznych. Propozycja
współpracy została skierowana do Politechniki Warszawskiej, gdzie na Wydziale Mechanicznym Energetyki
i Lotnictwa opracowano koncepcję stacjonarnych, równoległych – uzupełniających studiów magisterskich dla studentów/absolwentów specjalności pilot samolotu oraz
pilot śmigłowca. Program studiów, przeznaczony wyłącznie dla tej grupy, obejmował pięć semestrów o łącznej
liczbie 1396 godzin zajęć – w tym wykonanie magisterskiej pracy dyplomowej (około 300 godzin) na kierunku –
docelowo – Lotnictwo i Kosmonautyka, specjalności pilotaż samolotów/śmigłowców.
Zajęcia rozpoczęto we wrześniu 2003 r. i po, na ogół,
sprawnym przebiegu zakończyło je pomyślnie egzaminem
dyplomowym 37 (spośród 42) osób w marcu i kwietniu
2006 r. Pozostałe pięć osób mają termin ukończenia studiów przedłużony do końca czerwca br.
W referacie omówiono sylwetkę absolwenta, program
studiów i jego realizację oraz wnioski wskazujące na celowość i możliwość dalszego rozwijania współpracy edukacyjnej uczelni cywilnych i wojskowych, które kształcą
oraz szkolą w zakresie lotnictwa i kosmonautyki.
New requirements within the area of military pilots education resulting from the tasks comprised in alliance commitments have caused the Air Force Headquarters initiative on increasing of the qualification level of the pilots
educated and trained at the Polish Air Force Academy.
The proposal on co-operation has been addressed to Warsaw University of Technology where Faculty of Power
and Aeronautical Engineering has worked out the concept
of supplementary (first part – parallel second part – complementary) studies for students and for graduates of both
“airplane pilot” and “helicopter pilot” specialities. The
programme of studies, destined for these two groups only,
consisted of five terms, 1396 hours of courses – including
approximately 300 hours for final project. The general
direction of studies has been named: Aerospace Engineering, and the speciality – Pilotage of Airplanes / Helicopters.
The studies started in September 2003 and, after – mostly
– effective run, were completed in the form of the final
exam of 37 (from 42) persons on March and April 2006.
The last five persons should complete the studies by 30th
June 2006.
In the paper there are presented the assumed profiles of
the graduates, programme of education and its run, as well
as the conclusions indicating the purposefulness and possibilities of further development of educational cooperation of civil and military universities and academies where
the education and training of the aviation profile is conducted.
97
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
W SPRAWIE KSZTAŁCENIA INŻYNIERÓW LOTNICTWA
IN THE MATTER OF EDUCATING OF AVIATION ENGINEERS
Henryk KOPECKI
STRESZCZENIE
SUMMARY
Praca prezentuje głos w dyskusji na temat kształcenia inżynierów lotnictwa na nowo powołanym kierunku studiów:
Lotnictwo i kosmonautyka. Omówiono zasadnicze trendy
w kształceniu, jakie obserwuje się w krajach europejskich
legitymujących się rozwiniętą techniką lotniczą. Zwrócono
uwagę na konieczność zachowania daleko idącej ostrożności w procesie wprowadzania wszelkich reform w systemie
edukacji.
The paper is posing the voice in the discussion for the
subject of educating of engineering personnel on the new
trend of studies: aviation and space science. Basic trends
which ca be observed in the European countries possessing
the strongly developed air technology were discussed. The
attention was paid to the nee of being cautious in the
process of introducing any reforms to the educational
system.
98
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
AERODYNAMIKA SAMOLOTU: PRACE BADAWCZE I WDROŻENIOWE PROWADZONE
NA WYDZIALE MEIL POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ I ICH WPŁYW NA DYDAKTYKĘ
AIRCRAFT AERODYNAMICS: RESEARCH AND IMPLEMENTATION WORKS
CONDUCTED AT THE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND AVIATION
AT WARSAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND THEIR INFLUENCE ON DIDACTICS
Krzysztof KUBRYŃSKI
STRESZCZENIE
SUMMARY
W referacie omówiono niektóre z prac projektowych prowadzonych w ramach działalności Zespołu Małych Prędkości (ITLiMS) na Wydziale MEiL Politechniki Warszawskiej, bądź realizowanych w ramach innych prac przez
pracowników Zespołu. Zakład Aerodynamiki jest do pewnego stopnia spadkobiercą Instytutu Aerodynamicznego,
funkcjonującego prężnie w okresie międzywojennym
i mającego znaczący wpływ na dynamiczny rozwój polskiej myśli lotniczej oraz realnych możliwości badawczych
i projektowania aerodynamicznego w tym okresie. Prace
badawcze i wdrożeniowe z zakresu aerodynamiki samolotu
wykonane od tego czasu w Zespole Badawczym Aerodynamiki Małych Prędkości miały ogromne znaczenie zarówno dla strony poznawczej w zakresie zjawisk i metodyki projektowania aerodynamicznego samolotu, działalności
praktycznej (wdrożeniowej), jak i znaczący wpływ na dydaktykę oraz treści programowe przedmiotu aerodynamika samolotu. Jednym z pierwszych przedsięwzięć poza
tematyką aerodynamiki szybowcowej był dość szeroko
potraktowany problem aerodynamiki samolotu pola walki
PZL-230 Skorpion. Był to projekt o dość specyficznych
założeniach, które wymagały niekonwencjonalnego podejścia do zagadnień jego aerodynamiki. Do najbardziej złożonych i kompleksowych projektów zrealizowanych
w Zakładzie Aerodynamiki (przy czym znaczący udział
w pracach mieli studenci pracujący głównie w ramach prac
przejściowych i dyplomowych) należał projekt aerodynamiczny samolotu odrzutowego Bielik. Samolot był realizowany jako samolot eksperymentalny, jednak przewidywano docelowo jego produkcję w wersji szkolnej oraz
dyspozycyjnej. Można ocenić, że przynajmniej w zakresie
małych prędkości posiadane oprogramowanie i wypracowane metody projektowania są bardzo skuteczne i nie
odbiegają od najlepszych narzędzi stosowanych poza krajem. Aktualnie podejmowane są próby unowocześnienia
In the paper some of the designs within the activity of
Team of Low Speeds at the Faculty of Mechanical Engineering and Aviation of the Warsaw University of Technology have been discussed. The Department of Aerodynamics is to some extend the heir of the Aerodynamic
Institute which worked successfully in the interwar period
and which was meaningful for the development of aviation
thought and some research possibilities and aerodynamic
designing in that period. The research and implementation
works in the fields of aircraft aerodynamics which have
been done so far in the Research Team of Aerodynamics of
Low Speeds has a great impact both from the cognitive side
within the phenomena and methodology of aerodynamic
design of the aircraft and practical activity, but also on the
didactics and curriculum of the subject Aerodynamics of
Aircraft. Among the most complex projects done by the
Department of Aerodynamics ( with the significant participation of students within the diploma thesis ) was the aerodynamic project of the “Bielik” jet-propelled aircraft. The
aircraft was an experiment but its production was planned
as a training and disposition version. One can say that at
least within the low speeds the software and the worked out
designing methods are very efficient and do not stand out
from those from abroad. Currently the trails of modernization of labs are being done and the results, at least the
highest standards within the profile research (two-dimensional research ) and the Reynolds numbers to 2⋅106 should
be achieved. It will enable to develop the subject of designing and profiles research for light aviation and gliding and
to upgrade the quality of the research.
99
bazy laboratoryjnej, której efektem powinno być co najmniej osiągnięcie najwyższych standardów w zakresie
badań profilowych (badania dwuwymiarowe) i liczb Reynoldsa do 2⋅106. Pozwoli to znacznie rozszerzyć problematykę projektowania i badań profili dla lotnictwa lekkiego
i szybownictwa oraz podnieść jakość prowadzonych prac.
100
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
KSZTAŁCENIE EKSPLOATACYJNE PILOTÓW STATKÓW POWIETRZNYCH
EXPLOITATION IN AVIATION IN THE COURSE OF TRAINING PILOTS
Jerzy LEWITOWICZ
STRESZCZENIE
SUMMARY
W kształceniu pilotów pod pojęciem eksploatacji rozumie
się przede wszystkim eksploatację SP w czasie lotu.
Kształceni piloci powinni otrzymać wiedzę z zakresu
eksploatacji w ujęciu znacznie szerszym. Opis procesu
eksploatacji zmodyfikowano dla potrzeb pilotów i profilaktyki, jaka (i dlaczego) powinna być uwypuklona
w szkoleniu pilotów.
Pojęcie słowa eksploatacja ma wiele znaczeń. Inne znaczenie, inny obszar tematyczny tego słowa przypisuje się
konstruktorowi, personelowi służby inżynieryjno–lotniczej, a jeszcze inny użytkownikowi statku powietrznego –
pilotowi (załodze).
Konstruktor, personel naziemny utrzymujący zdatność
techniczną i lotną statku powietrznego (SP) musi
uwzględniać wszystkie składowe procesu użytkowania
(eksploatacji użytkowej) SP w czasie lotu i obsługi naziemnej oraz ergonomię pracy pilota. Pilot (załoga) skupia
się na bezpośredniej realizacji czynności wykonawczych
i kontrolnych w czasie lotu. Rejestruje odstępstwa wartości parametrów od norm i przekazuje je do obsługi SP
celem usunięcia zaobserwowanych niesprawności. Jedną
z miar eksploatacyjnych jest miara jakości SP jako stosunek liczby zaobserwowanych niesprawności w czasie lotu
do wszystkich wykrywanych niesprawności. Inną miarą
może być średni czas lotu SP przypadający na jedną niesprawność (nieprawidłowość) zaobserwowaną w locie –
lub jego odwrotność. Takie ujęcie systemowe problemu
jest podstawą podejmowanych działań profilaktycznych
w skali pojedynczego SP, jak też typu statków powietrznych. Ma ono kapitalne znaczenie dla problematyki bezpieczeństwa lotów.
What is meant by the term exploitation in aviation (polish:
eksploatacja) in the course of training pilots, is the operational use of aircraft while flying it. However, the pilots
undergoing training should be provided with much
broader scope of knowledge in this field. Description of
the process of ‘eksploatacja’ has been modified to fit the
needs of pilots and preventive treatment that should be
emphasised in the process of training the pilots.
The term exploitation in aviation is very ambiguous. Designers, aeronautical-engineering staff members and,
finally, aircraft users, i.e. pilots (aircrew members) attribute different meanings or interpretations to this term.
A designer and ground staff responsible for aircraft maintenance are expected to take account of all components of
the process of operating the aircraft (flying it) and servicing it while on the ground; also, of the human-factors
engineering as related to the pilot’s work. In the course of
flying the aircraft the pilot (aircrew members) focuses
their attention on directly performing control and monitoring activities. Any deviations from standard values are
recorded and transmitted to aircraft servicing staff to have
failures removed.
Among different maintenance measures, the aircraft
quality measure should be mentioned, i.e. the ratio of the
in-flight-observed failures to all failures found. Mean time
of aircraft flight per one failure (malfunction) observed in
the course of flight, or the inverse thereof, can be another
measure. This systematic approach to the problem is
essential to preventive treatment undertaken in case of
both a single aircraft and an aircraft type. It is of vital
significance to the problems of flight safety.
101
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
STUDIA O PROFILU RUCH LOTNICZY NA WYDZIALE TRANSPORTU
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
AVIATION TRAFFIC CONTROL STUDIES AT THE FACULTY OF TRANSPORT
AT WARSAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Marek MALARSKI, Jerzy MANEROWSKI
STRESZCZENIE
SUMMARY
W referacie przedstawiono historię kształcenia studentów
w zakresie organizacji i kontroli ruchu lotniczego (ATC)
w Instytucie Transportu Politechniki Warszawskiej. Uruchomienie stacjonarnej specjalizacji dydaktycznej wiązało
się z wyodrębnieniem w Zakładzie Sterowania Ruchem
w Transporcie zespołu dydaktycznego Organizacja i Sterowanie Ruchem Lotniczym. W latach 1995-96 nastąpiły
zmiany organizacyjne, w wyniku których zespół dydaktyczny Organizacja i Sterowanie Ruchem Lotniczym
przekształcono w zakład Sterowania Ruchem Lotniczym,
opracowano programy studiów i od 1989 r. uruchomiono
rekrutację na specjalizacji Sterowanie Ruchem Lotniczym
na magisterskich studiach uzupełniających kierunku
Transport. Ostatnio opracowano również i uruchomiono
program studiów zaocznych inżynierskich w tym samym
zakresie. W sumie studia magisterskie o profilu Ruch
Lotniczy ukończyło do końca kwietnia 2006 r. 386 absolwentów. W 2005 r. obroniono 2 pierwsze prace inżynierskie o tym profilu. Dziełem absolwentów profilu Ruch
Lotniczy są m.in. systemy informatyczne w nowym Centrum Kontroli Ruchu Lotniczego na Okęciu. Równocześnie z prowadzeniem studiów indywidualnych następował
rozwój jakościowy (naukowy) kadry zajmującej się problematyką ruchu lotniczego w Instytucie (później Wydziale) Transportu PW. Przykładowo, w 1990 r. zespół dydaktyczny Organizacja i Sterowanie Ruchem Lotniczym
obejmował 6 pracowników: 4 ze stopniem naukowym
doktora (w tym 1 na niepełnym etacie), 2 ze stopniem
magistra. Obecnie w Zakładzie Inżynierii Transportu
Lotniczego pracuje 7 pracowników (2 prof. dr. hab., 1 dr
hab., 3 dr. inż., 1 mgr inż.). W chwili obecnej prowadzonych jest szereg grantów i projektów celowych, trwa intensywny rozwój kadry naukowej.
In the paper the history of students’ education within the
Aviation Traffic Control in the Transport Institute of Warsaw University of Technology has been presented. In
order to start the full-time didactical specialization it was
necessary to single out in the Department of Traffic Control in Transport the didactical team of Organization and
Aviation Traffic Control. In the years 1995-96 due to
some organization changes the team of Organization and
Aviation Traffic Control was transformed into the Department of Aviation Traffic Control, the curriculum was
worked out and since 1989 the recrutation for the specialization has been on. Recently the same part-time engineering studies have started. So far ( April 2006 ) 386 students
graduated from the Master’s studies of the Aviation Traffic profile. In 2005 two engineering thesis were defended.
Among many different achievements of the graduates of
this profile we should mention the computing system in
the Center of Aviation Traffic Control at the Okęcie Airport. Alongside with the conducting of individual studies,
there was also a scientific development of the staff who
deals with the aviation traffic issues in the Institute (later
Faculty of Transport at Warsaw University of Technology). For example, in 1990 in the didactic personnel of
Organization of Aviation Traffic Control there were 6
employees: 4 with the title of Ph.D. (one of them part-time
worker), and 2 with the title of M.Sc. Currently at the
Department of Aviation Transport Engineering there are
employed 7 employees (2 wit the title of Prof.D.Sc.,
1 D.Sc., 3 Ph.D. Eng. and 1 M.Sc. Eng.). At the moment
we are working over a wide range of grants and projects
and we are developing the scientific personnel.
102
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
RUCHOME LABORATORIA AERODYNAMICZNE I INNE LOTNICZE PROGRAMY
BADAWCZO-DYDAKTYCZNE WYDZIAŁU MEIL POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
MOBILE AERODYNAMIC LABS AVIATION-SCIENTIFIC-AND-DIDACTICAL PROGRAMS
OF THE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND AVIATION
AT WARSAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Mirosław RODZEWICZ, Piotr SIERPUTOWSKI
STRESZCZENIE
SUMMARY
Na Wydziale MEiL Politechniki Warszawskiej realizowano w ubiegłych latach cały szereg lotniczych programów
o walorach badawczych i edukacyjnych. Najbardziej wymierne efekty wiążą się jednak z prowadzonym przez
dwie dekady programem ULS, związanym z projektowaniem i budową lekkich szybowców kompozytowych.
Efektem realizacji tego programu jest 6 oblatanych typów
różnych szybowców (w tym motoszybowca) oraz prestiż
wynikający z wygrania konkursu FAI na monotypową
konstrukcję szybowca zapoczątkowującego nową klasę
zawodniczą zwaną World Class, którą reprezentuje szybowiec PW-5 Smyk. Zamiar kontynuacji tego programu
wiąże się z koniecznością rozbudowy zaplecza badawczego, a w szczególności z budową ruchomych laboratoriów
aerodynamicznych, pozwalających na testowanie nowych
profili lotniczych w warunkach naturalnej atmosfery.
Wynikiem procesu wytwórczego, prowadzonego na wydziale, był fragment szybowca przygotowany w odpowiedni sposób do badań. Został on zamocowany na dachu
samochodu osobowego za pomocą specjalnego stelaża.
Badania aerodynamiczne przeprowadzono na pasie startowym lotniska. Polegały one na rejestracji przebiegu
ciśnień podczas ruchu laboratorium. W samochodzie
umieszczono komputer oraz systemy zasilania. Przetworniki ciśnienia oraz związane z nimi układy elektroniczne
umieszczono na płytach brzegowych, stanowiących fragment badanego szybowca. W artykule przedstawiono
opracowane na podstawie pomiarów przykładowe rozkłady ciśnień dla różnego położenia klapy. Budowa laboratorium aerodynamicznego na jeżdżącym pojeździe była
pierwszym krokiem w kierunku budowy latającego laboratorium. Umożliwił on przetestowanie metod i urządzeń
badawczych. Aktualnie realizowany jest krok następny.
Jako nośnik nowego laboratorium postanowiono wykorzystać szybowiec PW-6, zbudowany wcześniej w ramach
During the last years lots of scientific and educational
aviation programs were conducted at the Faculty of Mechanical Engineering and Aviation at Warsaw University
of Technology. However, the most measurable effects are
connected with ULS program which has lasted for two
decades and which has been connected with designing and
building the light composite gliders. The effect of this
program are six different tested types of gliders (including
motorglider) and also the prestige resulted form the 1st
Award of the FAI contest for a monotype glider construction which started the World Class and is represented by
thePW-5 Smyk Glider. In order to continue the program it
is necessary to develop the research back-up facilities,
mainly mobile aerodynamic labs which allow to test new
aviation profiles in natural atmosphere. The result of the
manufacturing process of the faculty was a part of the
glider which was necessary for the research. It was fixed
on the car roof with the use of special construction. The
aerodynamic research was conducted on the runway. During the research the pressure was measured while the lab
was on the move. In the car the computer and feeding
systems were placed. The pressure converters and connected with them electronic systems were placed on the
side panel which was the part of the glider. On the basis of
the measures different pressure distributions for different
flaps layout were worked out. The mobile aerodynamic
lab was the first step to build the flying lab. It enabled to
test the research methods and devices. Currently the next
step is in progress. As the carrier of a new lab the PW-6
glider is used which was built within the ULS program. At
the moment the procedures are being discussed with the
national aviation supervising board which precedes the
glider to fly. Due to uncharacteristic features of this venture the supervision seems to be very formal.
103
programu ULS. Aktualnie trwa załatwianie spraw proceduralnych w państwowym nadzorze lotniczym poprzedzających dopuszczenie obiektu do oblotu. Z uwagi na nietypowość przedsięwzięcia – nadzór nad projektem jest
szczególnie sformalizowany.
104
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
ODKSZTAŁCALNOŚĆ BLACH ZE STOPÓW ALUMINIUM STOSOWANYCH NA
ELEMENTY POSZYCIA SAMOLOTÓW
FORMABILITY OF ALUMINIUM ALLOY SHEETS USED FOR AIRPLANE SKIN PARTS
Feliks STACHOWICZ
STRESZCZENIE
SUMMARY
Opracowanie dotyczy wyznaczania przebiegu krzywych
odkształcalności granicznej blach ze stopów aluminium
AlMn1 oraz AlCu4Mg1 o grubości 0,7 mm 1,1 mm oraz
1.4 mm, jak również blach z aluminium technicznego
o grubości 1.0 mm ze zróżnicowaną wielkością ziarn,
stosowanych na elementy poszycia samolotów. Analiza
właściwości plastycznych blach wymaga dokładnej znajomości wpływu różnych parametrów na przebieg charakterystyki naprężenie–odkształcenie, od początku płynięcia
plastycznego do momentu wyraźnej lokalizacji odkształcenia. Zarówno średnie, jak i chwilowe wartości parametrów krzywej umocnienia, n oraz K oraz współczynnika
anizotropii wykazały zależność od stopnia odkształcenia.
Badania przeprowadzone dla blach aluminiowych wykazały również zależność parametrów umocnienia od stanu
odkształcenia. Przeprowadzone zostały pomiary zmian
parametrów chropowatości powierzchni, które wykorzystano do określenia niejednorodności geometrycznej badanych blach. Krzywe odkształcalności granicznej (KOG)
wyznaczano eksperymentalnie w teście kształtowania
płaskim stemplem. Przebieg KOG był zależny od stosunku grubości blachy do wielkości ziarn. Na podstawie
wyników jedno- oraz dwuosiowego rozciągania przeprowadzono obliczenia przebiegu KOG, bazując na zmodyfikowanej metodzie Marciniaka-Kuczyńskiego, nie stosując
żadnych współczynników dopasowujących. W obliczeniach stosowano teorię płynięcia plastycznego oraz kwadratowy warunek plastyczności Hilla. Obliczenia wg metody M-K prowadzono na drodze numerycznej, stosując
przyrostowy sposób zadawania odkształceń. Wyniki obliczeń przebiegu KOG porównano z danymi doświadczalnymi.
In this paper forming limit diagrams are constructed for
the AlMn1 and AlCu4Mg1 aluminium alloy sheets with
thickness of 0.7 mm, 1.1 mm and 1.4 mm as well as commercially pure aluminium sheets with thickness of 1.0 mm
and different grain size, used for airplane skin parts.
Plasticity analysis of sheet metal requires a detailed
knowledge of the influence of different parameters on the
stress-strain relationship from yielding up to localized
necking. Both average and differential strain hardening
parameters, n and K, and plastic anisotropy ratio have
been determined showing their dependence on specimen
elongation. The experiment carried out by using the aluminium sheets has shown that the strain hardening parameters are strain state dependent. The surface roughness
growth with strain increasing was determined experimentally and applied to describe geometric inhomogeneity of
the materials tested. The forming limit diagrams (FLD)
have been determined experimentally using in-plane
stretching test. The position of the FLD was dependent on
the sheet thickness to grain size ratio. Taking into account
the results of both the tensile and equibiaxial testing the
FLD were calculated based on the modified Marciniak-Kuczyński theory using no fitting coefficient to describe
material inhomogeneity. The calculations were based
on the flow theory and quadratic Hill's yield function.
The solution to the M-K problem was achieved in
straight-forward incremental procedure of calculations.
Calculated FLDs were compared with experimental
results.
105
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
TUNEL AERODYNAMICZNY DO BADANIA ŚMIGIEŁ
NEW WIND TUNNEL FOR MODEL PROPELLER TESTING
Piotr STRZELCZYK
STRESZCZENIE
SUMMARY
W referacie przedstawiono główne założenia projektowe
wynikające z przewidywanych rodzajów badań dla nowo
budowanego tunelu do badań modelowych śmigieł i wiatraków. Oprócz badania śmigieł przewiduje się możliwość
badania śmigieł ogonowych śmigłowców, jak również
mikrosamolotów bezpilotowych. W celu ograniczenia interferencji badanych modeli wirników ze ściankami tunelu
zastosowano otwartą przestrzeń pomiarową. W celu wyeliminowania niektórych postaci tzw. rezonansów tunelu
przyjęto układ o obiegu otwartym. Ze względu na otwarty
obieg tunelu przestrzeń pomiarowa znajduje się w tzw.
komorze Eiffela wykonanej w formie hermetycznego
pomieszczenia o ściankach warstwowych. W celu wyrównania rozkładu prędkości w przestrzeni pomiarowej
i ograniczenia poziomu turbulencji zastosowano konfuzor
o kontrakcji 1/9, wykonany w formie pól skorupowej
konstrukcji szklano-epoksydowej. Tunel napędzany jest
jednostopniowym wentylatorem osiowym wyposażonym
w kierownice i dyfuzor wylotowy. Wentylator napędzany
jest przez 90 kW silnik prądu stałego z chłodzeniem wewnętrznym.
The paper presents the design specifications for a project
o of a new built propeller wind tunnel. The tunnel is
designed for investigations of model propellers, wind
turbines and helicopter tail rotors. The investigations will
concern flow characteristics of rotor generated flow as
well as aerodynamic performance of the rotors There will
be also a possibility to test micro aerial vehicles µAV
in the natural scale. To reduce interference between the
investigated rotor an wind tunnel walls an open jet test
section has been employed. To reduce some forms of
wind tunnel resonance as well as to safe face in the test
hall, an open flow circuit has been applied. Hence the test
section has been designed as placed in the hermetic Eiffel
chamber. To reduce flow nonuniformities for mean velocity and reduce turbulent pulsations in the test section
a relatively high contraction 1/9 has been applied. The
contraction nozzle has been built as a semi-monocqoue
structure made of epoxy-glass structure with integral tubular stringers and frames filled with polystyrene foam. The
tunnel is propelled by single stage axial fan with stator
vanes and exit diffuser. The fan is powered by 90 kW DC
electric motor with external cooling system
106
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
GŁÓWNE UWARUNKOWANIA KSZTAŁCENIA W AKADEMII OBRONY NARODOWEJ NA
KIERUNKU “LOTNICTWO” ORAZ DOŚWIADCZENIA Z PROCESU JEGO REALIZACJI
THE MAIN TEACHING CONDITIONS AND SOME REMARKS OF THE EDUCATION
PROCESS AT THE AVIATION AND AIR DEFENSE FACULTY OF THE NATIONAL
DEFENSE UNIVERSITY
Ryszard SZPYRA
STRESZCZENIE
SUMMARY
W roku akademickim 2001/2002 w Akademii Obrony
Narodowej na Wydziale Lotnictwa i Obrony Powietrznej
rozpoczęto zaoczne studia magisterskie oraz podyplomowe na kierunku „Lotnictwo”. Podstawą tego była decyzja
Ministra Obrony Narodowej ustanawiającej „Lotnictwo”
jednym z kierunków kształcenia w AON. Dla tego kierunku opracowano nową koncepcję kształcenia zawierającą
zarówno opis sylwetki absolwenta, jak i założenia programowe. Studia magisterskie prowadzono w specjalnościach Zarządzanie organizacjami lotniczymi i Zarządzanie ruchem lotniczym. Studia te były odpowiedzią na
zmiany cywilizacyjne, jakie pojawiły się w sferze szeroko
rozumianej problematyki lotnictwa. Jedną z takich zmian
było utworzenie zintegrowanego cywilno-wojskowego
systemu zarządzania ruchem lotniczym. Także wstąpienie
Polski do Unii Europejskiej było kolejnym takim czynnikiem. Główną intencją było takie kształcenie wojskowych i cywilnych kadr lotniczych, pracowników instytucji
i organizacji zarządzających oraz usługowych przedsiębiorstw lotniczych, którego efekty stanowiłyby wsparcie
procesu dostosowywania się do warunków gospodarki
rynkowej oraz członkostwa Polski w NATO i Unii Europejskiej. W początkowym okresie konieczne było sprostanie wielu wyzwaniom. Najważniejszym z nich było dostosowanie studiów w uczelni wojskowej do standardów
cywilnych.
Po kilku latach zaczęto zbierać coraz więcej doświadczeń,
pojawiły się też nowe uwarunkowania administracyjno–
–prawne, w tym szczególnie nowa ustawa „Prawo o szkolnictwie wyższym”. Szczególnie ważne było opracowanie
standardów kształcenia oraz podjęcie działań zmierzających do dostosowania procesu kształcenia na kierunku
„Lotnictwo” do wymagań procesu bolońskiego.
W wyniku tych potrzeb programy kształcenia i organizacja studiów są aktywnie do nich dostosowywane. Pojawiły
In the 2001/2002 academic year the Aviation and Air
Defense Faculty of the National Defense University
(NDU) began master and post diploma studies in the field
of “Aviation”. The basis for this event was MOD decision
which established “Aviation” as a one of the fields of
studies at the NDU. A new concept of education for this
field has been worked out. It included graduate profile
description as well as contents of curriculum. At the
beginning master studies were conducted in Aviation
Organizations Management and Air Traffic Management
specializations. The studies were a response to the civilization changes which appeared in the widely understood
aviation area. The creation of integrated civil-military air
traffic management system was one of the changes. Also
Polish accession to the EU was another factor. The core
intention of that project was such a professional preparation of military and civil cadre, personnel of aviation institutions and organizations whose effects would support
adjustment process to conditions of free market economy
and membership of EU and NATO. At the beginning it
was necessary to face many challenges. After several
years the Faculty has gathered more and more experience.
Recently, new administrative and legal conditions have
appeared in particular a new “Bill of Law about Higher
Education” has been passed. Drafting of standards of
education and activity leading towards adaptation of education process in the field of “Aviation” to the requirements of bologna process was particularly important. As
a result curricula and organization of education process
have been actively adjusted to the requirements. However,
new problems have appeared, they follow from a just
introduced law which in a new way describes fields of
studies. These problems are not a solved yet. Interdisciplinary nature of the studies in the field of “Aviation” is
one of the causes of popularity among the students as well
107
się jednak nowe trudności związane z wymuszonym przez
prawo porządkowaniem kierunków kształcenia. Jest to
poważny problem, który nie znalazł jeszcze ostatecznego
rozwiązania. Prowadzone studia są unikalne ze względu
na interdyscyplinarność. Łączą wiedzę o lotnictwie cywilnym i wojskowym z wiedzą o organizacji przestrzeni
powietrznej i ruchu lotniczym oraz o zarządzaniu. Od
samego początku cieszą się dużym zainteresowaniem zarówno studentów, jak i organizacji i instytucji lotniczych.
Studia podyplomowe na tym kierunku ukończyło wielu
pracowników polskich instytucji i organizacji lotniczych.
as in the aviation institutions and organizations. Many
students of post diploma studies in the field of “Aviation”
have also been graduated from Aviation and Air Defense
Faculty.
108
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
BADANIA NAUKOWE W KATEDRZE AWIONIKI I STEROWANIA
POLITECHNIKI RZESZOWSKIEJ
RESEARCH AND DEVELOPMENT IN DEPARTMENT OF AVIONICS
AND CONTROL OF RZESZOW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Andrzej TOMCZYK
STRESZCZENIE
SUMMARY
Katedra Awioniki i Sterowania jest jednostką organizacyjną Wydziału Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej od lat specjalizującą się w tematyce budowy pokładowego wyposażenia samolotów, w szczególności systemów sterowania obiektami latającymi. Jedną
z pierwszych prac Katedry z tego zakresu był cyfrowy
system rejestracji i przetwarzania parametrów lotu podczas prób w locie (PSR-1E, 1985), zaś kontynuację tej
tematyki stanowił rejestrator eksploatacyjny silnika turbinowego (RES 40, 1997). Bardzo znaczącym w rozwoju
Katedry projektem był pierwszy w kraju cyfrowy autopilot przeznaczony do samolotów lekkich (APC-1P, 1990).
Uzyskane doświadczenia wykorzystano podczas projektowania i prób systemu sterowania bezzałogowym aparatem latającym (APC-4, 1999). Jednocześnie powstały
projekty i prototypy miniaturowej centrali aerometrycznej
(ADC-2) oraz bezkardanowego układu odniesienia i kursu
(µIRU-1). Rozwinięciem układów sterowania automatycznego jest system pośredniego sterowania (Fly-byWire) samolotem ogólnego przeznaczenia (SPS-1A),
aktualnie realizowany w Katedrze. Końcowe badania
w locie systemu przewidziano na lato 2006 roku.
Równocześnie realizowane są inne tematy badawcze:
sterowanie procesami przemysłowymi, rozwój teorii sterowania obiektami latającymi, w tym zastosowanie teorii
zbiorów przybliżonych i logiki rozmytej, analiza i synteza
systemów diagnostyki i rekonfiguracji układów sterowania, analityczna ocena umiejętności pilotażowych pilotów,
analiza oscylacji w układzie sterowania indukowanych
przez pilota (PIO) oraz identyfikacja modelu matematycznego samolotu na podstawie prób w locie.
W okresie ostatnich pięciu lat pracownicy Katedry opublikowali ponad 130 prac w periodykach naukowych
i materiałach konferencyjnych. Od 2000 roku pracownicy
Katedry uzyskali jeden tytuł profesora nauk technicznych,
jedną habilitację i 6 stopni doktora nauk technicznych.
Department of Avionics and Control is the section of the
Faculty Mechanical Engineering and Aeronautics. The
main fields of activity are on-board aircraft equipment,
especially flight control systems. One of the first research
works in this area was digital flight recorder and data
processing system for flight test experiments (PSR-1E,
1985). Next recorder was designed for data maintenance
storing of turbo-engine (RES-40, 1997). Digital autopilot
for general aviation aircraft (APC-1P, 1990) has been
a very important project for the Department development;
it was the first Polish flight control system. Research and
design experiences were applied to project and tests of the
control and navigation system for unmanned aircraft
(APC-4, 1999). At the same time the modern air data
computer (ADC-2) and strap-down attitude and heading
reference system (µIRU-1) were designed and tested as
the main measuring devices for flight control system. The
next step in control system development is indirect (Flyby-Wire) flight control system for general aviation aircraft
(SPS-1A). At this moment the modernized version of the
system is being tested and final flight tests are planned in
summer 2006.
Simultaneously, another research works were achieved:
steering of the industrial processes, development of the
control theory and practice, including applying of the
fuzzy logic, rough stets and fuzzy rough sets theory. In
the aeronautics area the following projects were
accomplished: analysis and synthesis of diagnostics
subsystems and reconfiguration control systems, analytical evaluation of pilot skills, analysis of pilot induced
oscillations (PIO), and mathematical model identification
of aircraft on the base of flight tests data.
Department staff has been published over 130 papers in
scientific journals and conference proceedings for the last
five years. Since 2000 year members of Department have
obtained one full professor title, one doctor of science
(DSc) degree, and six PhD degrees.
109
Journal of Aeronautica Integra
1/2006 (1)
PT/TP
EGNOS I GNSS W PROGRAMIE EUPOS
THE EGNOS AND GNSS IN EUPOS PROGRAMME
Józef ZAJĄC, Andrzej FELLNER
STRESZCZENIE
SUMMARY
W ramach realizowanego obecnie programu europejskiego również obszar Polski zostanie pokryty siecią permanentnych stacji referencyjnych RTK DGPS. Jedna z takich
stacji tego systemu zostanie zainstalowana w Państwowej
Wyższej Szkole Zawodowej w Chełmie. Program EUPOS
jest całkowicie finansowany z funduszy Unii Europejskiej
i stwarza nowe możliwości w zakresie implementacji
technik i technologii satelitarnych, szczególnie dla lotnictwa. Równocześnie w PWSZ funkcjonuje laboratorium
GIS wyposażone na podstawie programu ArcView 9,
które jest integrowane z laboratorium RTK DGPS. Na tej
bazie będzie funkcjonował lotniczy program DEMETER,
który PWSZ otrzymała od Dyrektora Departamentu Żeglugi Powietrznej Urzędu Lotnictwa Cywilnego w dniu
21.04.2006. Równocześnie kadra dydaktyczno–naukowa
czynnie uczestniczy w redakcji zmian, które wprowadzane
są systematycznie do Aneksu 10 ICAO, a dotyczą konieczności implementacji jego do polskiego lotnictwa.
Stąd też konieczne jest zintegrowanie wysiłków środowiska lotniczego, aby wspólnie realizować powyższe programy naukowo–badawcze i dydaktyczne. Szerzej ta problematyka będzie przedstawiona w prezentacji na seminarium.
As a part of the European program the area of Poland will
be covered with the net of permanent referential RTK
DGPS stations. One of such stations of this system will be
installed in the PWSZ in Chełm. The EUPOS program is
completely financed from the funds of European Union
and creates new possibilities in the scope of implementation of techniques and satellite technologies, especially for
aviation. At the same time in PWSZ a GIS laboratory is
functioning on the basis of the ArcView 9 program, which
is integrated with the RTK DGPS laboratory. On this basis
it will be functioning as the air DEMETER program
which PWSZ received from the head of a department of
the Air Navigation of the Office of the 21.04.2006 civil
aviation. At the same time didactic–scientific staff is participating actively in the editorial office of changes which
are being led systematically into Annexe 10 ICAO and
concern the necessities of its implementation to the Polish
air transport. That is why it is very important to integrate
the air personnel to do research and train staff. These
issues will be presented more widely during the seminar.
110