Tantárgy » BMEKOVRM955
Különleges űreszközök és űrbiztonság
Special Space Vehicles and Space Safety
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
2026. March 21.
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Különleges űreszközök és űrbiztonság
Special Space Vehicles and Space Safety
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEKOVRM955 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | félévközi érdemjegy | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
DR. Veress Árpád
beosztás: egyetemi docens
elérhetőség:
veress.arpad@kjk.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
Repüléstudományi és Hajózási Tanszék
|
||||||||||||
| Kar | Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar | ||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
1. Bevezetés a különleges hajtóművek témakörébe
A hagyományos rakétahajtóművek korlátai, veszélyei. Rakéta nélküli űrbeli meghajtási módszerek.
2. Napenergiát hasznosító termikus rakéták
A Nap, mint elektromos energia forrása az űreszköz meghajtására. Napenergia termikus rakéta hőbevitelére.
3. Ionhajtóművek
Plazmagenerátorok, gyorsítórácsok. üreges katódok. Megvalósított hajtóművek.
4. Hall-effektuson alapuló hajtóművek
Működési elv, potenciál- és árameloszlások. Hall hajtóművek karakterisztikái, modellezése. Hall hajtóművek élettartama. A kilépő plazmasugár tulajdonságai, kölcsönhatása az űreszközzel.
5. Rakéta nélküli meghajtások
Rakéta nélküli űrbeli hajtások különleges megoldásai: űrlift, pányvák, drótköteles megoldások, hiperszonikus gázgyorsítók, centrifugális indító berendezések. Aszteroidák felhasználása űreszközök meghajtására. A felvázolt lehetőségek bemutatása és kritikája.
6. Napvitorla hajtóművek
A napvitorla hajtóművek elméleti alapjai. Lehetséges trajektóriák, küldetések. Napvitorla hajtóművek tervezése, építése. Lehetséges fényforrások, a tolóerő modellezése az elektromágneses sugárzás nyomása alapján.
7. Napvitorla hajtóművek kutatása
Napvitorla stabilitása, forgómozgása, pálya- és orientáció meghatározása. Napvitorla előzetes tervezése és gyártási technológiák. Megvalósított rendszerek (JAXA IKAROS, NASA NanoSAIL-D2, BMSTU-Sail).
8. Napvitorla hajtóművek dinamikája, nem-kepleri pályák
Mozgásegyenletek, Nap- és bolygó középpontú pályák. Nem Nap- és bolygó középpontú pályák, korlátozott háromtest-probléma. Mesterséges Lagrange-pontok.
9. Meghajtás nukleáris energia felhasználásával
Nukleáris elektromosenergia meghajtások (radioizotópos termikus hajtóművek). Atommeghajtású rakéta (NERVA projekt).
10. Nukleáris pulzáló hajtóművek, csillagközi torlósugárhajtóművek
Project Orion, Project Daedalus. Csillagközi torlósugárhajtóművek, felépítésük, működésük.
11. Fotonhajtóművek, csillagközi utazás
Fotonhajtóművek lehetőségei, a felmerülő technikai-technológiai problémák. Utazás a fénysebességhez közeli sebességekkel, relativitáselmélet a gyakorlatban: a Ciolkovszkij-féle szám általánosítása, rakéták tervezése, küldetés tervezése.
12. Környezetbarát rakéta hajtóanyagok, fejlett kémiai rakéták
„Zöld” szilárd és folyékony hajtóanyagok. Fejlett kémiai rakéták, egyfokozatú pályáraállító rendszerek, aerodinamikai felhajtóerő kihasználása.
13. Atmoszférikus indító platformok
Repülőgép-fedélzeti indítás lehetőségei, energetikai viszonyok, alkalmazás (polgári, katonai).
14. Környező levegővel működő hajtóművek elmélete
Gázturbinás, pulzáló és torló-sugárhajtóművek, felhasználásuk lehetőségei az atmoszférikus indító platformok területén. Szuperszonikus égést biztosító hajtóművek.
15. Környező levegővel működő hajtóművek karakterisztikái
Hajtóműfajták sebességi-magassági karakterisztikái.
16. Visszatérő egységek kialakításának kérdései
Hiperszonikus gáz- és aerodinamikai kérdések. Hiperszonikus eszközök, űrrepülés, visszatérő egységek, ill. atmoszférával rendelkező bolygókra tervezett leszálló egységek kialakítása.
17. A világűr katonai felhasználása I.
Az űrhadviselés lehetőségei, jelenlegi szabályozása, katonai felderítés és hírközlés jelene, múltja. Ballisztikus rakéták fejlesztésének története, jelenleg is rendszerben lévő típusok.
18. A világűr katonai felhasználása II.
Katonai űrjárművek, űreszközök, védelmi rendszerek fejlesztése. Almaz-program (SZU), SDI-program (USA).
19. Mikrogravitációs körülmények között létrejövő jelenségek a hajtóműrendszerben
Hidrosztatikai és hidrodinamikai jellegű különbségek a normál gravitációs viszonyokhoz képest. Hajtóanyag mennyiségének mérése.
20. Űrjárművek meghibásodásai, vészelhagyó rendszerek
A meghibásodások osztályozása kimenetel szerint, a védekezés lehetséges rendszerei, a vészelhagyó rendszerek fejlődése. Egyéni és kollektív védőberendezések kialakításai.
21. Események az űrrepülés történetében
Az űrrepülés és a hozzá kapcsolható veszélyes helyzetek, balesetek, katasztrófák. Bondarenko, Grissom-Chaffee-White, Gagarin, Tyitov, Freeman, Komarov, Dobrovolszkij-Volkov-Pacajev, a Challenger-katasztófa, a Columbia katasztrófája. További balesetek a közelmúltból.
A tantárgy célja a különleges űreszközök, hajtóművek megismertetése a hallgatókkal. Ezen belül elsőként kitér a hagyományostól eltérő meghajtási módokra, úgymint elektromos és fotonikus meghajtások, környezetbarát („zöld”) hajtóanyagok, nukleáris hajtóművek. Részleteiben ismerteti a tömegcsökkentés egyik legelterjedtebb módját, a kompozit anyagok felhasználását a szerkezetek és hajtóműrendszerek terén. Jelentős költségcsökkentést lehet elérni atmoszférikus indítórendszerek alkalmazásával, vagyis hordozó repülőgépről történő pályára állítással, az efféle megoldások is bemutatásra kerülnek, a repülőeszköz és annak hajtóműrendszerének részleteivel. A tárgy ismerteti a különböző hajtómű rendszerek karakterisztikáit, különös tekintettel a csekély gravitáció mellett kialakuló folyamatokra. Ezen tárgyon belül mutatjuk be továbbá a vészelhagyó rendszerek kialakítását, fejlődésük történetét az űrrepülésben, valamint azokat az eseményeket, katasztrófákat, amelyek alapos ismeretével a jövőben elkerülhetők lehetnek a hasonló szituációk.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
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
Online források
G. Vulpetti, L. Johnson, G. L. Matloff: Solar Sails – A Novel Approach to Interplanetary Travel, Second edition. Springer, New York, 2015, ISBN 978-1-4939-0940-7; M. McDonald: Advances in Solar Sailing. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg, 2014, ISBN 978-3-642-34906-5;
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Űrrendszerek tervezése
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Űrrendszerek tervezése
Általános szabályok
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.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Nincs megadva.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.