Detail předmětu
Mechanika kosmického letu
FSI-OZ0 Ak. rok: 2025/2026 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
čeština
Počet kreditů
3
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Základy vysokoškolské matematiky – diferenciální a integrální počet, obyčejné diferenciální rovnice. Základy obecné mechaniky – silové účinky na tělesa, kinematika, dynamika prostorového pohybu tělesa.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
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.
Přednášky jsou nepovinné, cvičení jsou povinné. Náhrada formou individuálně zadávané a doporučené literatury k samostudiu.
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.
Osvojení si základních principů mechaniky kosmického letu. Základní teoretické poznatky o letecko-kosmické technice (nosné rakety, vesmírné sondy a stanice).
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-LKT-P: Letecká a kosmická technika, magisterský navazující
specializace STL: Stavba letadel, povinný
Program N-LKT-P: Letecká a kosmická technika, magisterský navazující
specializace TLT: Technologie provozu letadlové a letištní techniky, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., povinná
Osnova
1. Historický úvod do kosmonautiky. Přehled vývoje raketové techniky.
2. Základní pojmy a zákony mechaniky kosmického letu.
3. Pasivní pohyb kosmických těles v centrálním gravitačním poli. Problém dvou těles. Pohybové rovnice.
4. Pohyb kosmického tělesa na oběžné dráze. Keplerovy zákony.
5. Poloha a rychlost kosmického tělesa na oběžné dráze. Integrál energie. Keplerova rovnice.
6. Popis oběžné 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.
11. Přechodové dráhy. Hohmannova elipsa.
12. Setkávání kosmických letadel na oběžné dráze.
13. Meziplanetární lety. Cislunární lety.
Cvičení
13 hod., povinná
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 mezi dvěma kruhovými dráhami.
12. Hohmannova přechodová dráha.
13. Bieliptická přechodová dráha.