Detail předmětu
Mechanika kosmického letu
FSI-OZ0-A Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr
Historický úvod do kosmonautiky. Problém kosmického letu a jeho technické řešení. Základy mechaniky kosmického letu. Pasivní pohyb kosmických těles. Umělé družice. Aktivní pohyb kosmických těles. Dynamika pohybu rakety. Letové výkony nosné rakety. Manévrování na oběžné dráze. Meziplanetární lety. Návratové problémy. Vícenásobně použitelné letecko-kosmické dopravní prostředky.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
3
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Osvojení si základních principů mechaniky kosmického letu. Základní teoretické poznatky o letecko-kosmické technice (nosné rakety, vesmírné sondy a stanice).
Prerekvizity
Základy vysokoškolské matematiky – diferenciální a integrální počet, obyčejné diferenciální rovnice. Základy obecné mechaniky – silové účinky na tělesa, kinematika, dynamika prostorového pohybu tělesa.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení
Klasifikovaný zápočet povinného předmětu se uděluje za účast a vypracování všech úloh ve cvičeních a úspěšný závěrečný test. Klasifikace dle Studijního a zkušebního řádu FSI.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit studenty s progresivně se rozvíjejícím oborem technické činnosti v oblasti letecko-kosmických dopravních prostředků a hlavními problémy kosmických letů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Přednášky jsou nepovinné, cvičení jsou povinné. Náhrada formou individuálně zadávané a doporučené literatury k samostudiu.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-AST-A: Aerospace Technology, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Historický úvod do kosmonautiky. Počátky vývoje raketové techniky.
2. Základní problémy kosmického letu a jeho technické řešení.
3. Definice a rozdělení kosmických letadel. Souřadnicové soustavy používané v mechanice kosmického letu.
4. Pasivní pohyb v centrálním gravitačním poli. Keplerovy zákony.
5. Poloha a rychlost kosmického tělesa na oběžné dráze. Integrál energie.
6. Popis orbitální dráhy. Elementy dráhy.
7. Aktivní pohyb kosmických těles. Dynamika pohybu rakety.
8. Letové výkony nosné rakety. Specifický impuls.
9. Vypuštění umělé družice Země. Charakteristické kosmické rychlosti.
10. Manévrování na orbitální dráze. Aktivní, řízený pohyb kosmických těles.
11. Lety na jiná nebeská tělesa. Meziplanetární lety.
12. Návratové problémy.
13. Vícenásobně použitelné letecko-kosmické dopravní prostředky.
Cvičení
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Výpočty základních parametrů oběžné dráhy v centrálním gravitačním poli.
2. Časový průběh pohybu kosmického tělesa – řešení Keplerovy rovnice.
3. Výpočet polohy a rychlosti tělesa v perifokální souřadnicové soustavě.
4. Výpočet polohy a rychlosti pomocí Lagrangeových koeficientů.
5. Poloha a rychlost kosmického tělesa na dráze v prostoru.
6. Transformace mezi geocentrickou a perifokální souřadnicovou soustavou.
7. Stanovení elementů oběžné dráhy ze stavového vektoru.
8. Výpočet polohy tělesa v topocentrické horizontální souřad. soustavě.
9. Letové výkony jednostupňové a vícestupňové rakety při vertikálním vzletu.
10. Koplanární změny oběžné dráhy a změna sklonu oběžné dráhy.
11. Výpočet obecné přechodové dráhy mez dvěma kruhovými dráhami.
12. Hohmannova přechodová dráha.
13. Bieliptická přechodová dráha.