Űrberendezések konstrukciója és energiaellátása

Construction and supply of space equipments

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Űrberendezések konstrukciója és energiaellátása

Construction and supply of space equipments

Tantárgykód

BMEVIHVMB07

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	2	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	kapcsolt	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

félévközi érdemjegy

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

Dr. Nagy Lajos

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: nagy.lajos@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

https://hvt.bme.hu/

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. alkalom

Előadás: Nyomtatott huzalozású lemezek tervezése

- bevonatok

- rétegvastagság

- többrétegű lemezek

- furatszerelt alkatrészek

- SMD alkatrészek

Gyakorlat: Forrasztás

- forrasztás mechanizmusa

- forrasz anyagok

- folyósító szerek

- pákás forrasztás

- hullámfürdők

- forrasztás forró levegővel

- forrasztott kötések minőségbiztosítása

- vizsgálatok

2. alkalom

Előadás: Alapanyagok, bevonatok

- szigetelések

- árnyékolás

- huzalok és kábelek

- huzalátmérő

- bekötőhuzalok

- tekercselőhuzalok

Gyakorlat: Csatlakozók, összekötő eszközök

- általános jellemzők

- közvetlen/közvetett NYÁK csatlakozók

- érintkező kialakítások

- koaxiális

- szalagkábel

- hermetikus

- csatlakozók megbízhatósága

3. alkalom

Előadás: Készüléképítés anyagai

- fémek

- ferritek

- műanyagok

- kerámiák

- üvegek

Gyakorlat: Alkatrészek kiválasztásának elvei űreszközök esetében

- ECSS szabványok

- NASA szabványok

Oktatási szünet/munkaszünet miatt, 12 vagy 13 hetes oktatási időszak esetén a 2. és 3. alkalom összevonásra kerül.

4. alkalom

Előadás: Készüléképítési módok

- sík, modulos, vázas, térfogati

- az űrkutatási célú készülékek

- természetes környezet

- mesterséges környezet

Gyakorlat: Kötőelemek

- alkatrész rögzítő elemek

- forrpontok

- saruk

- hegesztések, fémkötések

- ellenállás- ív- lézeres- termokompressziós- ultrahangos

- elektronsugaras hegesztés.

5. alkalom

Előadás Hőtani tervezési szempontok

- hőközlési módok

- termikus környezet

- alkatrészek termikus tulajdonságai

- hőátviteli eszközök

- analízisek

Gyakorlat: Vizsgálatok

- roncsolásmentes

- termikus

- vibrációs

- vákuum

6. alkalom

Előadás: Fedélzeti energiaellátás

- űrmisszió követelményei

- architektúrák alapelvei

- energiaellátó rendszerek osztályozása

- energia egyensúly

Gyakorlat: Fedélzeti Energiaellátó fejlesztő környezet

- passzív és aktív szimulátorok

- akkumulátor szimulátor

- napelem szimulátor

- terhelés szimulátorok

7. alkalom

Előadás: Fedélzeti energiatárolás és generálás

- napelemek

- üzemanyag cella

- termoelektromos átalakítók

- akkumulátorok

- elemek

Gyakorlat: Elektrokémiai és fényelektromos energiaforrások áttekintése

- mintadarabok bemutatása

- napelem cellák

- Peltier elemek

- szárazelemek

- akkumulátorok (lítium-ion és lítium-polimer stb.)

Oktatási szünet/munkaszünet miatt, 12 vagy 13 hetes oktatási időszak esetén a 6. és 7. alkalom összevonásra kerül.

8. alkalom

Előadás: Műholdfedélzeti energiavédő és szétosztó architektúrák

- fedélzeti energia BUS

- passzív áramkorlátozók

- aktív áramkorlátozók (LCL, R-LCL, FCL)

- túlfeszültség védők

- vezérelt kapcsolók

- áramkorlátozott LDO

- fogyasztás optimalizálásának lehetőségei.

Gyakorlat: Általános limiter kapcsoló méretezése

- tervezési példa

- megépítés és bemérés

- tesztelési módszerek

9. alkalom

Előadás: Lineáris és kapcsolóüzemű energia átalakítók

- lineáris áram és feszültség szabályozók

- kapcsoló üzemű energiaátalakítás

- energia átviteli architektúrák

- áram és feszültség módusú PWM szabályozók

Gyakorlat: Egyszerű lineáris tápegységek

- hőfokfüggetlen feszültség és áramszabályozók

- méretezési példák

- hőfokfüggetlen feszültség és áram referenciák

- áramkorlátozott, kis-maradék feszültségű LDO méretezés

10. alkalom

Előadás: Napelemes primer rendszerek elektronikája

- soros és párhuzamos szabályozás alapelvei

- maximális teljesítményű munkapont szabályozása (MPPT)

- szekvenciális söntszabályozó (S3R)

Gyakorlat: Energia átalakítók részáramkörei

- hiszterézises komparátor méretezése

- alul- és túlfeszültség védelem

- hőmérséklet szabályozó egységek

- analóg telemetria módszerek (feszültség, áram, hőmérséklet)

- akkumulátor cellafeszültség monitor

- kétirányú árammérő

11. alkalom

Előadás: Sugárzás hatásai elektronikus eszközökre

- sugárzási övek

- singel event latchup

- sinle event upset

- heavy ion

- dózis

Gyakorlat: Sugárzásállósági tesztek

- részecske sugárzás (ciklotron)

- gamma sugárzás

- teszt eredmények bemutatása

12. alkalom

Előadás: Anyagok elektromágneses tulajdonságai

- szigetelők

- fémek (nem mágneses és mágneses)

- vezetőképesség fogalma

- frekvenciafüggés

- proximity

Gyakorlat: Sugárzott és vezetett zavarforrások

- űreszközök zavartűrő képessége

- műholdfedélzeti műszerek elektromágneses kompatibilitása

- elektromágneses interferenciák

13. alkalom

Előadás: EMC/EMI tervezés alapjai

- szabványok

- tervezési elvek

- EMC szempontok a konstrukcióban

Gyakorlat: Vezetett és sugárzott zavarok csökkentése

- KM szűrők

- DM szűrők

- elektromos és mágneses árnyékolások hatása

- méretezési példák

14. alkalom

Előadás: EMC vizsgálatok

- frekvencia tartomány szerinti csoportosítása

- vezetett KM és DM zavarok mérése

- sugárzott zavarok mérése

- vezetett zavartűrési tesztek

- sugárzott zavartűrési tesztek

Gyakorlat: EMC mérések eszközei

- EMC mérőműszerek

- műhálózat (LISN)

- áramtranszformátorok

- zavarjel becsatolás

- mérőantennák, mérőtekercsek

- E és H cellák

A tárgy bevezetést nyújt az űrberendezések tervezésébe és szerkesztésébe, együttesen a konstrukciójába. Foglakozik az elektronikai tervezés és mechanikai szerkesztés interaktív kapcsolatán alapuló, az elektromágneses kompatibilitási szempontokat is figyelembe vevő, a követelmények kielégítése szempontjából optimális konstrukció keresés módszereivel. Bemutatja a készülékek követelmények szerinti működéséhez szükséges anyagválasztási, elektronikai, elektromágneses kompatibilitási, hőtani és mechanikai ismereteket. Foglalkozik a berendezések szabványos tesztelési eljárásaival és a követelmények szerinti minősítő mérésekkel.

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

1. Charles A. Harper:; Handbook of Electronic Packaging, Elektronikus készülékek konstrukciója és; gyártása (kézikönyv) McGraw Hill; 1969, ISBN-10: 0070266719, ISBN-13: 978-0070266711, Műszki Könyvkiadó,; 1972; 2. Mukund R.; Patel: Spacecraft Power Systems, CRC Press, 2005. ISBN:0-8493-2786-5; 3. P. A.; Chatterton, M. A. Houlden: EMC: Electromagnetic Theory to Practical Design, Wiley,; 1992, (30. - 310 oldal), ISBN-10:; 047192878X, ISBN-13:; 978-0471928782; 4. Abraham I. Pressman et al:; Switching Power Supply Design, McGraw Hill 2009, ISBN: 978-0-07-148272-1

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

- mechanika - fizika - matematika - elektronika - elektromágneses terek

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)

- mechanika - fizika - matematika - elektronika - elektromágneses terek

Általános szabályok

Követelmények: a. A szorgalmi időszakban: A félévközi számonkérés és félévközi jegy kialakítása két zárthelyi alapján történik. A félévközi jegy kialakítása a zárthelyik pontszámainak összege alapján: 0-49%: elégtelen (1), 50-61 %: elégséges (2), 62-73 %: közepes (3), 74-85 %: jó (4), 86-100 %: jeles (5). b. A vizsgaidőszakban: - c. Elővizsga: - Pótlási lehetőségek: A nagy zárthelyik a BME TVSz 122.§ rendelkezései szerint pótolhatók.

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

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.