Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Űreszközök fedélzeti rendszerei

    A tantárgy angol neve: On-Board Systems of Space Vehicles

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. december 3.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2013. január 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki Szak

     

    Mérnök informatikus szak

     

    Szabadon választható tárgy
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEBV03   4/0/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Poppe András,
    4. A tantárgy előadója
    Név:

     

    Beosztás:

     

    Tanszék, Int.:

     

    Dr. Poppe András

     

    Egye. docens

     

    EET

     

    Horváth Gyula

     

    Egy. tanársegéd

     

    EET

     

    Kovács Zoltán György

     

    Egy. tanársegéd

     

    EET

     

    Marosy Gábor Elemér

     

    Doktorandusz

     

    EET

     

    Dudás Levente

     

    Doktorandusz

     

    HVT

     

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Anyagtudomány, Digitális Technika, Fizika, Matematika, Mikroelektronika

     

     

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Ajánlott: Ajánlott párhuzamosan felvenni az Űrtechnológia (VIHVBV06) tárggyal. További ajánlott tárgyak: Műholdas rendszerek és távérzékelés, Napelemkészítés

     

     

     

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy bemutatja az űreszközök fedélzeti rendszereinek tervezését az ötlet megszületésétől a kivitelezésig. A tárgy lényegi célkitűzése az elméleti ismeretek elsajátításán túl a gyakorlatban felmerülő problémák és megoldások ismertetése konkrét esettanulmányokon keresztül. A hallgatók megismerkedhetnek a területen megtalálható piacvezető tervezőrendszerekkel és metódusokkal. A tárgy célja bemutatni a modern űreszközök világát és a bennük rejlő lehetőségeket. Nagy hangsúlyt fektetünk az űripar által támasztott követelmények ismertetésére és bemutatjuk, miként lehet ezen követelményeknek megfelelő űreszközt tervezni.

     

     

     

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1. hét: Űrküldetések felépítése, működési fázisok. Űrrendszerek. Űreszközök célja, kutatási területek. Osztályozzuk az űreszközöket és áttekintjük azok főbb tulajdonságaikat.

     

    2. hét: Rendszerszintű szemlélet, rendszermérnökség. Fedélzeti rendszer, alrendszer és összeállítás (assembly) fogalma. Dokumentációs követelmények, specifikációk. Életciklusok. Esettanulmány bemutatása.

     

    3. hét: Fedélzeti energiaellátás. Energiatárolás, akkumulátorok, akkumulátorok termikus viselkedése. Akkumulátorok modellezése, energiafelhasználás optimalizálása. Energiatermelés, napelemek felhasználása, energiatárolási alternatívák. (Az előadást részben a HVT előadója tartja).

     

    4. hét: Űrkörnyezet és hatása a félvezető eszközökre. Atmoszféra hatása. Kigőzölgés. Csillagközi anyag. Termikus viszonyok. Vákuum. Űridőjárás és Naptevékenység. Tervezési irányelvek. Sugárzás (radiometria, dozimetria).

     

    5. hét: Programozható eszközök használata műholdfedélzeten. Mikrokontrollerek, jelfeldolgozó processzorok (DSP). CPLD és FPGA áramkörök. IP Core alapú tervezés és megvalósítás. Tervezési minták.

     

    6. hét: Adatok mozgatása, belső kommunikáció. Kommunikációs interfészek osztályozása és áttekintése. PCB szintű összeköttetések, alrendszer szintű összeköttetések, földi összeköttetés. Telemetria, telekommand és parancs alrendszer.

     

    7. hét: Műholddal való kommunikáció, követés. Adattovábbítási stratégiák. Frekvencia allokáció. Átviteli csatorna számítása (uplink, downlink). (Az előadást a HVT előadója tartja).

     

    8. hét: Fedélzeti rendszer kialakítása. A fedélzeti számítógép, fedélzeti adatgyűjtő, mikroelektronikai eszközök szerepe. Beágyazott számítógép felépítése, funkciói, termikus viselkedése. Háttértároló. Adatformátumok, távadók, adat átalakítók. Operációs rendszerek. Valós idejű rendszer fogalma és alkalmazása. Fedélzeti idő.

     

    9. hét: Műholdpályák, Kepleri pályaelemek, TLE. Pályatervezés CAD támogatással. Meghajtás típusai. Elektromos meghajtás, kémiai hajtóművek. Mikro hajtóművek, MEMS megvalósítások.

     

    10. hét: Pálya és orientáció meghatározása. Érzékelők és beavatkozók. Aktív és passzív módszerek. Mágneses tér érzékelése, forgás és gyorsulás érzékelése. Napszenzor. Horizontszenzor. Csillagkövető és csillagadatbázis. (Az előadást részben a HVT előadója tartja).

     

    11. hét: Termikus alrendszer. Termikus viszonyok a világűrben, egyensúly számítása. Szimulációs módszerek. Tervezési megfontolások. Alkatrészek tokozási és termikus vizsgálata. Szerkezet, konfiguráció és egyéb mechanikák. CAD rendszerrel segített konfiguráció. Nyitómechanikák.

     

    12. hét: Hordozóeszközök. Felbocsátási környezet, vibráció. Tesztkövetelmények. Tesztelhetőre tervezés. Földi elektromos kiszolgáló egység (EGSE) Földi mechanikai kiszolgáló egység (MGSE).

     

    13. hét: Zárthelyi megírása. Tudományos és szolgáltató berendezések. A műszerek által megkövetelt tervezési peremfeltételek. Elhelyezés, termikus követelmények, érzékenység.

     

    14. hét: A félév során tanultak áttekintése és rendszerbe foglalása. Workshop jellegű foglalkozás keretében egy virtuális küldetés megtervezése, megvalósíthatósági tanulmány szintig. Hallgatói ötletek megvitatása.

     

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    Előadás

    10. Követelmények

    a.       A szorgalmi időszakban: A félév során 1db ZH elégséges szintű teljesítése. A ZH a végső érdemjegy kialakításában 25% súllyal részt vesz.

    b.       A vizsgaidőszakban: Írásbeli vizsga szóbeli javítási lehetőséggel.

    c.       Elővizsga: Van.

    11. Pótlási lehetőségek

                Pótzh-t az utolsó oktatási héten, pót-pótzh-t a pótlási héten lehet írni.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Az előadók fogadási idejében, illetve igény szerint egyeztetett időpontban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
        • Űrhajózási lexikon. Akadémiai Kiadó - Zrínyi Katonai Könyvkiadó (1981)
        • Spacecraft Systems Engineering 3rd Edition - Peter Fortescue, John Stark, és Graham Swinerd (2003)
        • Space Vehicle Design - Michael D. Griffin és James R. French (2004)
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra0
    Felkészülés zárthelyire16
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés48
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Dr. Poppe András

     

    Egy. docens

     

    EET
    Horváth Gyula

     

    Egy.tanársegéd

     

    EET
    Kovács Zoltán György

     

    Egy. tanársegéd

     

    EET
    Marosy Gábor Elemér

     

    Doktorandusz

     

    EET