Wprowadzenie do astronautyki

Piotr Strzelczyk

WPROWADZENIE DO ASTRONAUTYKI. Inżynierski punkt widzenia

strzelczyk-astronautyka-s1.png

Niniejsze dzieło stanowi próbę opisu najważniejszych problemów kosmonautyki, jej historii, a także ciekawszych niezrealizowanych projektów.

W rozdziale pierwszym omówiono zagadnienia rozwoju myśli technicznej, od pierwszych prób zastosowania techniki rakietowej przez Chińczyków i Koreańczyków i Mongołów, ekspansję tych wynalazków na Europę i Państwa Arabskie, wraz z falą najazdów Mongolskich. Wspomniano o użyciu rakiet w późnym średniowieczu w Europie. Przedstawiono znaczące prace z techniki rakietowej i kosmicznej, prowadzone na świecie aż do czasów współczesnych. Omówiono także szereg załogowych misji kosmicznych, tych zrealizowanych i zarzuconych. Osobny podrozdział poświęcono polskim pracom z dziedziny techniki rakietowej i kosmicznej. Rozdział zamykają informacje dotyczące prywatnych projektów z zakresu kosmonautyki.

W rozdziale drugim przedstawiono „naturalne środowisko” astronautyki, czyli Układ Słoneczny. Omówiono wszystkie rodzaje obiektów US, ze szczególnym uwzględnieniem astronautycznych technik ich badania.

Rozdział trzeci poświęcono atmosferom planetarnym, ze szczególnym uwzględnieniem atmosfery ziemskiej. Omówiono modele atmosferyczne, opisujące zarówno dolne warstwy atmosfery, jak i jej najwyższe partie.

W rozdziale czwartym przybliżono zagadnienia związane z mechaniką niebieską,
w ujęciu mechaniki newtonowskiej (wystarczającej w zagadnieniach astronautyki).

Rozdział piąty poświęcono zagadnieniom lotów międzyplanetarnych, z wykorzystaniem wiadomości przedstawionych w rozdziale czwartym. Omówiono manewry dwu- i wieloimpusowe oraz wykorzystanie asysty grawitacyjnej.

W rozdziale szóstym opisano napędy rakietowe. Przedstawiono w skrócie jednowymiarowy model gazodynamiczny silnika rakietowego. Omówiono różne układy napędów rakietowych chemicznych, jądrowych i elektrycznych, jak również żagli świetlnych, magnetycznych
i elektrycznych.

W rozdziale siódmym zajęto się dynamiką lotu rakietowego, wychodząc od równania Mieszczerskiego dla układu o zmiennej masie, rozważono start rakiety z powierzchni planety, wpływ szerokości geograficznej na start rakiety z wirującej planety. Podano także wyprowadzenie równania ruchu rakiety relatywistycznej z porównaniem do ruchu rakiety klasycznej: wzory Ackereta i Ciołkowskiego.

W rozdziale ósmym przeanalizowano zagadnienia aerodynamiki zewnętrznej stosowane
w technice rakietowej i kosmicznej. Omówiono wpływy liczb Reynoldsa i Macha na charakterystyki aerodynamiczne rakiety. Uwzględniono także kryterium ciągłości przepływu. Opisano zagadnienia nagrzewania się aerodynamicznego, szczególnie istotnego podczas wejścia statku kosmicznego
w atmosferę. Przedstawiono metody wyznaczania sił aerodynamicznych na ciałach poruszających się z prędkościami hipersonicznymi. Pokazano tzw. analogię Prandtla dla wymiany ciepła przy opływie ciał z dużymi prędkościami. Przedstawiono uproszczoną analizę procesu nagrzewania aerodynamicznego przy spadku swobodnym. Omówiono również możliwości wykorzystania metod bezpośredniej symulacji molekularnej w odniesieniu do ruchu w ośrodku rozrzedzonym.

O Autorze

Piotr Maria STRZELCZYK urodził się 21 listopada 1967 r. w Jaśle. Jest absolwentem IV LO im. Mikołaja Kopernika w Rzeszowie. W latach 1986-1991 pracował w WSK „PZL-Mielec”, realizując tzw. studia przemienne.

W 1992 roku ukończył studia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Rzeszowskiej, kierunek mechanika, specjalność lotnictwo, budowa płatowców. W latach 1992-1997 pracował jako asystent w Zakładzie Samolotów, a w latach 1997-1998 w Zakładzie Mechaniki Płynów i Aero-dynamiki, Wydziału Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej.

W 1997 roku obronił pracę doktorską na Wydziale Inżynierii mechanicznej i Robotyki Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie. W latach 1998-2009 pracował jako adiunkt w ZMPiA WBMiL PRz. W 1998 roku odbył trzymiesięczny staż w Institute of Theoretical and Applied Physics, w Iowa State University. Habilitację uzyskał w 2009 roku na Wydziale Budowy Maszyn i Lotnictwa. Od 2009 roku jest profesorem uczelnianym Politechniki Rzeszowskiej.

W latach 2011-2012 był profesorem uczelnianym w Państwowej Wyższej Szkole Wschodnioeuropejskiej w Przemyślu. W latach 2012-2016 pełnił funkcję kierownika Katedry Termodynamiki i Mechaniki Płynów WBMiL PRz. Od 2017 roku jest zatrudniony na stanowisku profesora uczelnianego w Katedrze Mechaniki Płynów i Aerodynamiki WBMiL PRz. W latach 2015-2020 był członkiem Senatu Politechniki Rzeszowskiej.

Jest autorem i współautorem kilkudziesięciu prac naukowych, autorem trzech publikacji książkowych i współautorem jednej. 

Promotor czterech prac doktorskich i recenzent pięciu prac realizowanych w Politechnice Rzeszowskiej, Politechnice Łódzkiej i Akademii Górniczo-Hutniczej. Promotor 25 prac inżynierskich i magisterskich.

Był autorem projektu tunelu aerodynamicznego do badania modelowego śmigieł i turbin wiatrowych, sfinansowanego z Fundacji Nauki Polskiej, i projektu wstępnego tunelu dla WAT. Autor zrealizowanych projektów śmigieł do samolotów bezpilotowych i motoszybowców.

 

Nasze serwisy używają informacji zapisanych w plikach cookies. Korzystając z serwisu wyrażasz zgodę na używanie plików cookies zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki, które możesz zmienić w dowolnej chwili. Więcej informacji odnośnie plików cookies.

Akceptuję