Themenmodul Raumfahrzeugbau II

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
4 CP120 h 3 SWS (31.5 h)88.5 h

Teilnahmevoraussetzungen

Empfohlene Voraussetzungen:

  • Raumfahrzeugbau I
  • Englisch

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung Raumfahrzeugbau II 4 CP 2 SWS WS, jährlich
Übung Raumfahrzeugbau II   1 SWS WS, jährlich

Prüfungsleistung

120-minütige Klausur.

Note

Die Modulnote ist die Note der Klausur.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studierenden sind mit der Aerothermodynamik und Simulation des Wiedereintritts vertraut.
  • Sie haben Kenntnis von verdünnten Gasen und freimolekularen Strömungen erlangt.
  • Den Studierenden wurde ein systemisches Verständnis für Satelliten sowie deren Subsysteme und Strukturen vermittelt.
  • Sie sind in der Lage, die Interaktion von Raumfahrzeugen mit ihrer Umgebung abzuschätzen sowie Lagestabilisierungs- und -regelungsmechanismen auszulegen.
  • Sie kennen die Charakteristika der verschiedenen Energieversorgungs- und Kommunikationssysteme.
  • Die Studierenden sind befähigt, die thermischen Prozesse an Bord eines Satelliten zu interpretieren und geeignete Maßnahmen zu konzipieren.
  • Sie kennen die Herausforderungen bemannter Raumfahrt und zukünftiger Raumfahrzeuge.
  • Die Studenten können die Vor- und Nachteile der bemannten bzw. unbenannten Raumfahrt im Vergleich bewerten

Nicht fachbezogen (z.B. Teamarbeit, Präsentation, Projektmanagement, etc.):

  • Den Studierenden wird der Satellit als System nahegebracht (systemisches Denken).
  • Sie haben gelernt, Lösungsvorschläge zur Missionsauslegung von Satelliten zu erarbeiten und zu bewerten (Methodenkompetenz).

Inhalte

    • Wiedereintritt mit Auftrieb
    • aerodynamische Beiwerte in hypersonischer Kontinuumsströmung
    • Aerothermodynamik des Wiedereintritts: Wärmefluss, Aufheizrate, integrale Last, Stanton-Zahl
    • Hochtemperatureffekte und deren Auswirkung auf den Wiedereintritt
    • Thermalschutz
    • kinetische Gastheorie
    • Bestimmung und Bedeutung der Knudsen-Zahlen
    • Strömungbereiche und deren Auswirkungen auf den Wiedereintritt
    • Wiedereintrittssimulation: Definition und Verlauf von Kennzahlen
    • Funktionsweisen und Messbereiche von Hyperschallkanälen
    • Überblick über das System Satellit und die Subsysteme
    • Aufgaben und Arten der Lagestabilisierung
    • Schwingung im Gravitationsfeld
    • Einfluss von Magnetfeld und Solardruck auf einen Satelliten
    • Präzession und Nutation: Phänomene und Formeln
    • energetische Betrachtung eines Kreisels
    • Funktionsweise und Berechnung eines Jo-Jo-Systems
    • Aktive Lageregelung: geeignete Antriebe
    • stetige und unstetige Regelung
    • Reaktionsrad und Momentenkreisel
    • Funktionsweise und Vergleich von optischen sowie Inertial-Sensoren
    • mathematische Beschreibung eines integrierenden Wendekreisels
    • Energie- und Leistungsbereiche von Solar- und Brennstoffzellen, Batterien, Radioisotopengeneratoren und solardynamischen Systemen
    • Funktionsweise und Vergleich der Energiequellen
    • Telemetrie und Telekommando
    • Berechnung von Sende- und Empfangsleistung des Hornstrahlers
    • Übertragungsverluste und Antennengewinn
    • Strahlungsgesetze: Planck, Wien, Stefan-Boltzmann, Kirchhoff, Lambert
    • Eigenschaften des schwarzen Strahlers
    • Strahlungseigenschaften realer Körper
    • Oberflächeneigenschaften und deren Degradation
    • Bestimmung der Gleichgewichtstemperatur
    • Temperaturgrenzschichten und Thermalkontrolle
    • Aufbau von Raumfahrzeugen anhand konkreter Beispiele: Giotto, STS, ISS
    • Struktur: mechanische Lasten, Kollisionswahrscheinlichkeit und -schutz
    • Massen und Kosten
    • Wiederverwendbare Raumfahrzeuge: Auslegung, bisherige und zukünftige Konzepte
    • Bemannte Raumfahrt: Historie, Aufgaben, Anforderungen
    • menschliche Physiologie in Mikrogravitation
    • Beispiele

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodule Berufsfelder". Die Studierenden müssen die noch fehlenden Themenmodule eines ihrer im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder belegen: Produktionstechnik; Konstruktionstechnik; Energietechnik; Verfahrenstechnik; Kunststofftechnik; Textiltechnik; Fahrzeugtechnik; Luftfahrttechnik; Fächerkatalog Medizintechnik

Anschließend müssen weiterführenden Themenmodule dieser gewählten Vertiefungsrichtung belegt werden. Da dies aufgrund der von den Studierenden im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder individuell ist, kann es an dieser Stelle keinen ausführlichen Studienverlaufsplan geben.

Jeder Studierende muss zu Beginn seines Masterstudiums seinen individuellen Studienverlaufsplan mit Hilfe des Modulhandbuchs selber zusammenstellen und vom Fachstudienberater genehmigen lassen.

    Berufsfeld Energietechnik

    Berufsfeld Fahrzeugtechnik

    Berufsfeld Konstruktionstechnik

    Berufsfeld Kunststofftechnik

    Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Berufsfeld Medizintechnik

    Berufsfeld Produktionstechnik

    Berufsfeld Textiltechnik

    Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Disclaimer

    Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.


     
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