מערכות תעופה וחלל הנעה רקטית י"ד
Transcription
מערכות תעופה וחלל הנעה רקטית י"ד
התמחות: מערכות תעופה מקצוע: הנעה רקטית וחלל כיתה: י"ד תשס"ט 2009 הנעה רקטית וחלל שעות לימוד: 36שעות עיוני 24 ,התנסותי טרימסטרי: ד – עיוני והתנסותי ה – עיוני והתנסותי דרישות קד: אי מבח חיצוני אווירודינמיקה ומנועי מטוס ה ,סמל שאלו 710933 מעבדה במערכות תעופה ה ,סמל שאלו 710936 א .מבוא במסגרת הנושא "הנעה רקטית" מתבצעת היכרות ע מנועי רקטיי פשוטי ,מנועי רקטיי חד ורב שלביי שוני .הסטודנטי יערכו היכרות ע הודפי מוצק והודפי נוזליי ,ובכלל זה ע מושגי הקשורי לתחו זה וידעו לחשב אות .מתבצעת היכרות ע תהליכי שרפה פשוטי והיכרות ע בליסטיקה פנימית של הודפי מוצק והודפי נוזל. ב .מטרות .1רכישת ידע והבנה של מושגי ,חוקי ועקרונות פיזיקליי החיוניי לצור הבנת נושא ההנעה הרקטית. .2פיתוח דרכי חשיבה ביקורתית וכ הבנת דרכי חקר לפתרו בעיות. .3יכולת לנתח את אופ פעולת של מנועי שוני. .4פיתוח כישורי ומיומנויות: פיתוח מיומנויות למידה עצמית :יכולת להשתמש בספרייה ,במערכות מידע ממוחשבות, היכולת לקרוא ,לנתח ולהפיק מידע ממאמרי בכתבי עת. פיתוח היכולת לנתח גרפי ,טבלאות וכדומה. פיתוח כושר הסתכלות ומיומנויות עבודה במעבדה )עריכת מדידות ,שימוש במכשירי( וכדומה. פיתוח הרגלי עבודה :סדר ,דייקנות וכדומה. 2 המטרות האופרטיביות הסטודנטי ייחשפו למנועי רקטיי המשמשי לצרכי צבאיי ואזרחיי. הסטודנטי יבינו את מושגי היסוד ואת העקרונות הפיזיקליי בתחו זה ויהיו מסוגלי להשתמש בה כראוי. הסטודנטי ישתמשו באופ נכו בחומר לימודי נלווה )ספרי ,אמצעי ממוחשבי( על מנת לקבל מידע נוס ומועשר לתכני שנלמדו. הסטודנטי יפתרו בדר מדויקת ונכונה תרגילי ושאלות בנושאי הנעה רקטית. הסטודנטי יתנסו בעבודה מעבדתית לפיתוח מיומנות של עבודה ניסויית ולהמחשת עקרונות. ג .התכני לימודי עיוניי – כיתה י"ד טרימסטר ד 2 :ש"ש עיוני 1 +ש"ש התנסותי טרימסטר ה 1 :ש"ש עיוני 1 +ש"ש התנסותי ראשי פרקי שעות נושאי הלימוד הנעה רקטית 1 מבוא להנעה רקטית 3 2 רקטות – מושגי יסוד וביצועי 6 3 ניתוח תרמודינמי של רקטה אידאלית 6 4 תרמוכימיה 5 5 הודפי כימיי :הרכב ,אנרגטיות ,ביצועי ותכונות 3 6 רקטות הוד מוצק 6 7 רקטות הוד נוזלי 5 8 סביבת החלל ואיפיוניה 2 סה"כ 36 3 פירוט התכני )הנושאי( שבוע נושאי הלימוד שעות 21 מבוא להנעה רקטית 3 53 רקטות – מושגי יסוד וביצועי 86 משוואת הדח מהירות פליטת הגזי מהירות אפקטיבית תקיפה כללית תקיפה סגולית תצרוכת דלק סגולית יחס המסות משוואת המהירות משוואת הטווח רקטות חד שלביות ורב שלביות ניתוח תרמודינמי של רקטה אידאלית 119 מיו מערכות הנעה של כלי טיס :מערכות תגובה טהורה, מערכות תגובה ישירה ומערכות תגובה עקיפה השוואת הביצועי של מערכות הנעה שונות שימושי הרקטה סוגי הנעה רקטית תורת הנחיר מהירות אופיינית מקד הדח תרמוכימיה מושגי יסוד חו השרפה ,חו היווצרות שיווי משקל בתגובות פשוטות יסודות הקינטיקה 1312הודפי כימיי :הרכב ,אנרגטיות ,ביצועי ותכונות 6 6 5 3 מבוא כללי הודפי נוזליי הודפי מוצקי ומערכות כלאיי הצגת טבלאות וגרפי של אנרגית השרפה בעבור יסודות שוני 4 שבוע נושאי הלימוד הצגת תכונות הודפי נוזליי הגדרה חד הודפי מחמצני ודלקי נוזליי דו הודפי מערכות תלת הודפי מערכות כלאיי הודפי מוצקי: הגדרה ,סוגי הודפי מוצקי ,אנרגטיות הדלק מחמצני מוצקי הרכבי וביצועי 1914רקטות הוד מוצק 6 מבנה ותיאור כללי יתרונות וחסרונות שימושי ודוגמאות אופייני פעולה של הוד מוצק :הגדרות ,נתוני פעולה כלליי וקצב בעירה בליסטיקה פנימית 2420רקטות הוד נוזלי שעות 5 מבנה ותיאור כללי יתרונות וחסרונות שימושי ודוגמאות תא השרפה ומערכות הזרקה תהלי הבעירה בליסטיקה פנימית של תא שרפה 2625סביבת החלל ואיפיוניה 2 5 לימודי התנסותיי – כיתה י"ד טרימסטר ד 1 :ש"ש טרימסטר ה 1 :ש"ש ראשי פרקי נושאי הלימוד 1 2 3 שעות בניית טילי וכ שיגור פשוטי שיגור הטילי והערכת הגובה המרבי סיור במכו מחקר )כגו רפא"ל( 12 4 8 סה"כ 24 פירוט התכני )הנושאי( נושאי הלימוד 1 תקיפה ותנע שעות 4 .1מדידת זמ פעולת כוח ברווח זמ ובחישוב תקיפה על גו .2מדידת מהירות הגו ,לאחר התקיפה ,וחישוב תנע הגו .3אימות משוואת המתק – תנע 2 שימור התנע 4 .1קרונית ע "פייה" ליציאת אוויר בכיוו מקביל למסלול תנועה )הדמיה של רקטה( על מסילת אוויר .2אימות "שימור התנע" על מערכת ע מסה משתנה 3 רקטת אוויר דחוס 4 .1בניית "רקטה" ,העשויה מחומרי ממוחזרי ,ממולאת בלח אוויר .2שיגור ה"רקטה" .3הערכת הגובה שאליו מגיעה ה"רקטה" 4 סימולציות מחשב של מנוע רקטי 4 תכנו והערכת ביצועי של מנועי רקטיי באמצעות סימולציות מחשב 6 נושאי הלימוד 5 שעות 8 סיור במכו מחקר סיור במכו מחקר העוסק בתחו ההנעה הרקטית )כגו רפא"ל, הטכניו(: .1ביקור במעבדות המחקר .2הכרת הודפי ומנועי רקטיי .3מבט בניסוי שרפת הוד סה"כ 24 ד .דרכי הוראה המקצוע הוא מקצוע המשלב לימוד תיאורטי המלווה בהתנסות מעשית במעבדות .במסגרת הפעילות המעבדתית יהיה אפשר להמחיש ,להציג ולהראות דגמי ,תופעות ומוצגי המאפשרי הבנה טובה יותר של החומר הנלמד .הלימוד העיוני הוא פרונטלי ,בכיתת לימוד במתכונת של הרצאה ,מלווה בשקפי .כחלק מ הלימוד יש לחלק ללומדי דפי עזר ,דפי נוסחאות ,טבלאות, תמונות וחומרי כתובי נוספי שעשויי לעזור. סביבה התנסותית המעבדות צריכות להיות מאובזרות ומצוידות בציוד הנדרש כדי לאפשר את הניסויי והתצוגות הנדרשות .אפשר לשלב ביקור באחד ממכוני המחקר העוסקי בתחו כדי לראות ולהתנסות. ה .מטלות עיקריות מטלות ביצוע )תרגילי לעבודה עצמית( באמצעות תרגילי אלו יהיה אפשר להערי את מידת הפנמת החומר אצל הסטודנטי ויהיה אפשר לבחו א שיטת הלימוד הייתה יעילה או שמא החומר לא הוב והמטרות לא הושגו. בעזרת המטלות יהיה אפשר לבחו את היכולת של הסטודנטי לייש את החומר הנלמד תו הפעלת מיומנויות חשיבה כמו :תכנו ,הסקת מסקנות ,ביקורתיות .יש לתת תרגילי בית ועבודות באופ שוט כדי לוודא שהחומר הנלמד אכ מתורגל על ידי הסטודנטי. בחני ומבחני מטרת לבדוק ולבחו הפנמת מידע אצל הסטודנטי וכ את יכולת להשתמש במידע שקיבלו כדי לפתור בעיות ברמה דומה או ברמה גבוהה יותר .באמצעות הבחני והמבחני יהיה אפשר להערי א הושגו מטרות הלמידה ,קרי :הבנת עובדות ,מושגי ועקרונות. 7 יש לערו לפחות שני בחני במהל סמסטר ובה לשלב שאלות מ הנושאי העיוניי שנלמדו ותורגלו .מבח סמסטר יינת פע אחת במהל הסמסטר .משקלו יהיה לא פחות מ 50%ויכלול שאלות מתומצתות בנושאי שוני שנלמדו. ו .רשימת מושגי ומילות מפתח – רקטה – מערכת תגובה טהורה – מערכות תגובה ישירה – מערכות תגובה עקיפה – הוד מוצק – הוד נוזלי – מהירות אפקטיבית – תקיפה כללית – תקיפה סגולית – תצרוכת דלק סגולית – יחס מסות – טווח – רקטה חד שלבית – רקטה רב שלבית – מהירות אופיינית – מקד הדח – תרמוכימיה – חו שריפה – חו היווצרות – תהלי בעירה ז .ספרי לימוד מומלצי .1הנעה רקטית ,פרופ' אלו גני ,הוצאת הטכניו. ח .ביבליוגרפיה )מקורות נוספי( 1. Rocket Propulsion Elements, George p. Sutton 2. Mechanics and Thermodynamics of Propulsion; Hill , P.G. and Peterson .3אינטרנט 8