Subject » BMEKOVRM954
Rockets, rocket engines
Rakéták, rakétahajtóművek
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Subject name (Hungarian, English) |
Rakéták, rakétahajtóművek
Rockets, rocket engines
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Subject code | BMEKOVRM954 | ||||||||||||
| Subject type | — | ||||||||||||
| Training Level | — | ||||||||||||
| Course types and hours (weekly/semester) |
|
||||||||||||
| Assessment type | félévközi érdemjegy | ||||||||||||
| Credits | 4 | ||||||||||||
| Subject coordinator |
DR. Veress Árpád
position: egyetemi docens
contact:
veress.arpad@kjk.bme.hu
|
||||||||||||
| Responsible department |
Repüléstudományi és Hajózási Tanszék
|
||||||||||||
| Faculty | Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar | ||||||||||||
| Subject website | — | ||||||||||||
| Primary curriculum type | — | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Strong prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Weak prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Parallel prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Milestone prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Exclusion | none |
Objectives
Programme
1. Bevezetés a hordozórakéták témakörébe (E)
A rakéták története, a hordozórakéták szükségessége, követelmények. A rakétamozgás alapegyenletei.
2. A rakétamozgás számítása (GY)
Ballisztikai alapfogalmak, hatótávolság, a pálya maximális magassága, pozíció az idő függvényében. MATLAB szimulációk bemutatása.
3. Egy- és többfokozatú rakéták elmélete (E)
Egyfokozatú alkalmazások lehetőségei. A többfokozatú kialakítás szükségessége, a kialakítás módjai. Hordozórakéták alapvető tervezési jellemzői.
4. Egy- és többfokozatú rakéták számítása (GY)
Soros, párhuzamos és vegyes kialakítás vizsgálata, optimális fokozat-elrendezés, égésvégi pontok számítása. Hordozórakéták statisztikai adatai és azok elemzése.
5. A rakétamozgás dinamikája (E)
A rakétára ható erők és nyomatékok: tolóerő, aerodinamikai erők, gravitáció. A maximális dinamikus nyomás pontja a repülés során. A rakéta stabilitása, kormányzása.
6. Rakétamozgás szimulációs gyakorlat (GY)
Rakétamozgás dinamikai szimulációja (MATLAB).
7. Hordozórakéták tervezése I. (E)
Hajtóanyag kiválasztása a hordozórakétához. Optimális tömegeloszlás a fokozatokban és indulótömeg meghatározása. Előzetes méretek és térfogatok számítása.
8. Hordozórakéták tervezése II. (GY)
A hordozórakéta előzetes elrendezésének megtervezése. Farokrész, hajtóműtér, hajtóanyag-tartályok, hasznos teher elrendezése.
9. Hordozórakéták tervezése III. (E)
Az elrendezés pontosítása. A hordozórakéta elemei tömegének számítása. Tömegközéppont és másodrendű nyomatékok meghatározása. Programok a hordozórakéta optimális paramétereinek automatizálására.
10. Hordozórakéták tervezése IV. (GY)
Hordozórakéta-családok kialakítása különböző hasznosteher-adapterek segítségével. Fedélzeti rendszerek kialakítása, működése. Hordozórakéták számítógépes modellezése.
11. Űrrepülőtér, indítókomplexum kérdései (E)
Az űrrepülőtér és az indítókomplexum, valamint a hordozórakéta összehangolása.
12. Konkrét hordozórakéta típusok bemutatása (GY)
R7, Atlas, Saturn-IB és Saturn V, Ciklon, Titán, N1, Ariane V, Szojuz, Space Shuttle, Enyergija-Burán
13. Hordozórakéta kiválasztás (E)
A hordozórakéta kiválasztása a rakéta kialakítása, képességei és elérhetősége, az űrrepülőtér, a költségek és a megbízhatóság alapján. A rakéta rendszereinek ellenőrzése, modellezése.
14. Rakétarendszerek megbízhatósága, többször használatos hordozóeszközök (GY)
A megbízhatóság alapfogalmai, soros, párhuzamos és vegyes rendszerek megbízhatósága. Hordozórakétákkal szemben támasztott taktikai és technikai követelmények. Többször használatos hordozóeszközök bemutatása. A visszatérés körülményei.
15. Rakétahajtóművek elmélete bevezetés (E)
A rakétahajtóművek tolóereje, jellemző mérőszámai: fajlagos impulzusa, jellemző kiáramlási sebessége, hatásfokai. Optimális tolóerő ideális esetben, ideális tolóerő vákuumba történő expanzió esetén, a tolóerő megváltozása a repülés magassága szerint.
16. Rakétahajtóművek alapvető számítása (GY)
Az impulzustétel alkalmazása, rakétahajtóművek alapvető jellemzőinek (tolóerő, hatásfokok, stb.) számítása.
17. Szuperszonikus fúvócsövek gázdinamikája (E)
Energiaegyenlet, izentrópikus áramlás egyenletei. A Laval-csőben lejátszódó terjeszkedés jellemzői a hely függvényében. Sebesség- és felületviszony alakulása a nyomásviszony változásával. Karakterisztikus sebesség, tolóerő-tényező. Alul- és túlexpandált fúvócsövek.
18. Laval-csövek számítása és numerikus áramlástani szimulációja (GY)
Számpéldák és számítógépes áramlásmodellezés a Laval-csövek témakörében.
19. Folyékony hajtóanyagú rakéták elmélete (E)
Folyékony hajtóanyagok típusai, beszállító rendszerek osztályozása. Gáznyomással működő beszállító rendszerek. Turbószivattyús rendszerek: gázgenerátoros, előkamrás és expanderes kialakítások. Szelepek és csővezetékek. Hajtóművek manőverekhez, pályamódosításhoz, vagy az űreszköz irányításához.
20. Folyékony hajtóanyagok (GY)
A folyékony hajtóanyagok részletes fizikai tulajdonságai, működési jellemzői. Veszélyforrások a folyékony hajtóanyagok gyártása, tárolása, használata során. Követelmények a folyékony hajtóanyagokkal szemben. Folyékony oxidálószerek és tüzelőanyagok. Egykomponensű hajtóanyagok. Gáz halmazállapotú hajtóanyagok. Biztonsági és környezetvédelmi kérdések.
21. Tartályok (E)
Tartályok formái, héjszerkezetei. Tartályok szerkezeti elemei (bordák, nyomástartó falak, hőszigetelés, csövek, nyílások, tömítések, betöltő nyílások, csatlakozóelemek, mérőműszerek).
22. Égéskamrák és égés (GY)
A hajtóanyag bejuttatásának módja, hűtés, hőszigetelés, mechanikai és hőfeszültségek a falban. Kis tolóerejű (manőver) rakétahajtóművek. Anyagok és gyártás. Hőcsere számítása. Indítás és gyújtás. Folyékony hajtóanyagok égése, égési instabilitások, égés modellezése.
23. Szilárd és hibrid (szilárd-folyékony) hajtóanyagú rakéták (E)
Szilárd hajtóanyag elrendezések, tolóerő-működési idő diagramok. Kormányzás szilárd hajtóanyagú rakétákkal. Szilárd hajtóanyagok jellemzői, összetevők (tüzelőanyag, oxidálószer, kötőanyag, adalékok). Szilárd hajtóanyagok égése, égési instabilitások. Hibrid rakétahajtóművek.
24. Szilárd hajtóanyagú rakéták felépítése, tervezése (GY)
Hajtóműházak (fém vagy kompozitépítésű). Fúvócsövek felépítése, kialakítása, hővédelme, felhasznált anyagok. Gyújtás megvalósítása. A tervezés alaplépései.
25. Turbószivattyúk (E)
Turbószivattyúk általános ismertetése, konfigurációk. Áramlástani jellemzők. Szivattyúk működése. Turbinák működése. Előzetes tervezés. Gázgenerátorok és előkamrás rendszerek.
26. Hajtóművek integrálása, pneumatikus és hidraulikus rendszerei (GY)
Hajtóművek integrálása, optimalizálása, kalibrálása, szabályozása. Hajtóanyag-készlet tervezése. Pneumatikus és hidraulikus rendszerek fizikai és matematikai modellei. Pneumatikus és hidraulikus rendszerek tervezése.
27. Tolóerővektor irányítása (E)
Tolóerővektor eltolódása. Megoldások egyetlen fúvócső esetén. Megoldások több fúvócső együttes alkalmazásával. Ellenőrzés, integráció a hordozórakétával. Szilárd hajtóanyagú rakéták tolóerő-vektorálása.
28. Rakétarendszer kiválasztása, tesztelése (GY)
Kritériumok a rakétarendszer kiválasztásában: kompatibilitás a hasznos teherrel, égés/kilépő gázok jellemzői, költségcsökkentés, stb. Mérőrendszerek (tolóerő, mechanikai feszültség, vibráció, stb.), nyomástartó edények ellenőrzése. Mérőállomások felépítése, kialakítása. Repülési mérések, ejtési és leszállási terhelések tesztjei. Környezeti ellenőrzés szuperszonikus szélcsatornában. Roncsolásos vizsgálatok.
A tantárgy célja bemutatni a hordozórakéták konstrukciójának alapvető kérdéseit, a többfokozatú felépítés során felmerülő fontosabb számítási eljárásokat. Ehhez kapcsolódóan bevezeti a hallgatókat a hordozórakéták számítógépes modellezésébe. A tárgy során külön foglalkozunk a leggyakrabban elterjedt rakétahajtómű fajtákkal, a bennük lejátszódó aero-termodinamika folyamatokkal, azok szimulációjával. Fontos részt képez még a tartályok és segédrendszerek ismertetése, amelyek a rakétahajtómű rendeltetésszerű működését lehetővé teszik.
Learning outcomes
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Knowledge
No learning outcomes recorded.
Skills
No learning outcomes recorded.
Attitudes
No learning outcomes recorded.
Autonomy and responsibility
No learning outcomes recorded.
Oktatási módszertan
Előadás. A tárgy sikeres elvégzése és az ismeretek egymásra épülése miatt a leadott tananyag folyamatos elsajátítása szükséges.
Gyakorlat: Az előadáson elhangzottak áttekintése, gyakorlati példákkal történő kiegészítése.
Tanulástámogató anyagok
Not provided.
Recommended preliminary knowledge for completing the subject
Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Űrrendszerek tervezése
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Űrrendszerek tervezése
General rules
Követelmények:
a. A szorgalmi időszakban:
1 db nagy zárthelyi dolgozat (összegző értékelés)
2 db házi feladat (részteljesítmény értékelés), beadás a 6. és a 12. héten.
b. A vizsgaidőszakban: nincs
c. Elővizsga: nincs
Pótlási lehetőségek:
A sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható. A sikertelen (pót) zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.
Assessment methods
In-term assessments
No detailed assessments provided.
Weight of in-term assessments
No weights provided.
Exam-period assessments
No detailed assessments provided.
Weight of exam elements
No weights provided.
Grade calculation
No grade thresholds provided.
Attendance requirements
No attendance requirements provided.
Rules for retake and resubmission
Not provided.
Short description
Not provided.
Detailed description
Not provided.
Recommended courses
Not provided.
Workload to complete the subject
No workload breakdown provided.
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
—
Requirements valid until:
—
Curriculum placement
No curriculum placements recorded for this subject version.