Detail předmětu
Mechanika kosmického letu
FSI-OZ0Ak. rok: 2024/2025
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
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Přednášky jsou nepovinné, cvičení jsou povinné. Náhrada formou individuálně zadávané a doporučené literatury k samostudiu.
Učební cíle
Osvojení si základních principů mechaniky kosmického letu. Základní teoretické poznatky o letecko-kosmické technice (nosné rakety, vesmírné sondy a stanice).
Základní literatura
Curtis, H.D. Orbital mechanics for engineering students, Oxford: Elsevier, 2007, 673 str. ISBN 978-0-7506-6169-0. (EN)
Daněk, V. Mechanika kosmického letu. 2.vydání. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 2020. 310 s. ISBN 978-80-7623-041-5. (CS)
Space Mission Design and Operations. EdX.org [online]. [cit. 2021-03-04]. Dostupné z: https://www.edx.org/course/space-mission-design-and-operations?index=product&queryID=88da87b7080f35344f04f26f5f4bf894&position=1 (EN)
Doporučená literatura
Curtis, H.D. Orbital mechanics for engineering students, Oxford: Elsevier, 2007, 673 str. ISBN 978-0-7506-6169-0. (EN)
Daněk, V. Mechanika kosmického letu. 2. vydání. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 2020. 310 s. ISBN 978-80-7623-041-5. (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Historický úvod do kosmonautiky. Počátky vývoje raketové techniky.
2. Základní problémy kosmického letu a jeho technické řešení.
3. Definice a rozdělení kosmických letadel. Souřadnicové soustavy používané v mechanice kosmického letu.
4. Pasivní pohyb v centrálním gravitačním poli. Keplerovy zákony.
5. Poloha a rychlost kosmického tělesa na oběžné dráze. Integrál energie.
6. Popis orbitální 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. Aktivní, řízený pohyb kosmických těles.
11. Setkávání kosmických letadel na oběžné dráze.
12. Lety na jiná nebeská tělesa. Meziplanetární lety.
13. Návratové problémy.
Cvičení
Vyučující / Lektor
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.