Скачать 188 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФМОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника Модуль подготовки: Электротехника Магистерская программа: Электротехнические, электромеханические и электронные системы автономных объектов Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ"
Москва - 2011 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является формирование набора знаний и умений для разработчика техники новых поколений, понимание современного состояния и перспектив развития авиационно0космической техники и автомобильного транспорта, тенденций развития и совершенствования электрооборудования автономных объектов, относящихся к автомобильной и авиационно-космической технике. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.6.1 основной образовательной программы подготовки магистров по модулю “Электротехника” направления 140400 “Электроэнергетика и электротехника”, магистерской программы “Электротехнические, электромеханические, и электронные системы автономных объектов”. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Летательные аппараты", "Автомобили и тракторы", "Методы преобразования энергии", "Электронные устройства ЛА", "Системы электрооборудования ЛА", "Электромеханические системы", "Электропривод ЛА". “Электрооборудование автомобилей и тракторов”. Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы и сдаче вступительного экзамена по специальности при поступлении в аспирантуру 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Современное состояние и перспективы развития автомобильной и авиационно-космической техники Структура авиации РФ, роль гражданской и военной авиации в современных условиях, классификация и решаемые задачи. Проекты МС-21 и RRJ как попытка России в восстановлении своих утраченных позиций на рынке авиационной техники гражданского назначения. Состав и перспективы развития в России авиации ВВС, армейской и морской авиации. Классификация истребительной авиации по поколениям. Самолеты МиГ-35 и Су-35 – авиационные комплексы поколения 4++: особенности бортового оборудования и боевые возможности. Основные отличительные признаки истребителя пятого поколения и их реализация на перспективном авиационном комплексе фронтовой авиации ПАК ФА Т-50. Сравнительные возможности Т-50 с его зарубежными аналогами – F-22 (США) и J-20 (КНР). Перспективный авиационный комплекс дальней авиации ПАК ДА. Нереализованные проекты и причины их невыполнения. Шестое поколение истребителей: отличительные качества и прогнозируемые возможности. Боевые робототехнические группировки – новая реальность войн XXI века. Разновидности авиационно-космических боевых роботов и решаемые ими задачи. Действующие программы освоения и использования космического пространства. Ресурсы, которыми располагает Россия для их выполнения. Гибридные автомобили и электромобили – основное направление развития экологически чистого наземного транспорта. 2. Основные тенденции и закономерности развития техники Понятие жизненного цикла изделий и систем, основные его этапы. Периодическая смена поколений техники как объективная закономерность развития в конкурентно-ориентированной среде. Роль науки, образования и инженерного корпуса в техническом прогрессе и обеспечении независимости государства. Понятие об изобретении как критерии существенной новизны технических решений. Категории и уровни изобретений. Понятие о методах технического творчества.
Предметное содержание современного инженерного проектирования (на примере электронных энергетических систем автономных объектов). Понятия «модельное описание», «натурное или физическое моделирование», «имитационное компьютерное моделирование». Методы и средства проектирования. Необходимость постоянного отслеживания инженером-разработчиком новой техники современных научно-технических достижений 4. Современное состояние и перспективы развития электрооборудования АО, относящихся к автомобильной и авиационно-космической технике Параметрическая и структурная эволюция системы электроснабжения (СЭС) на примере фронтовых истребителей разных поколений ОКБ им. А.И. Микояна (МиГ-15, МиГ-21, МиГ-23, МиГ-29, МиГ-35). Перспективы совершенствования СЭС в свете взаимосвязи основных тенденций развития авиационной техники и повышения уровня электрификации ЛА. Переход к единой энергетической системе как один из кардинальных путей развития электроэнергетического комплекса (ЭЭК) самолетов нового поколения. Основные положения концепции «Самолет с полностью электрифицированным оборудованием» (СПЭО). История проблемы и пути ее решения на основе реализации эволюционной концепции «Самолет с повышенным уровнем электрификации». Структуры ЭТК ЛА с применением стандартных технологий и использованием концепции СПЭО. Характеристика основных систем СПЭО. Технико-экономические оценки создания самолета с полностью электрифицированным оборудованием и факторы, обуславливающие возможность практической реализации концепции СПЭО. Принципы построения и особенности функционирования основных систем и агрегатов СПЭО: силовой установки, системы отбора воздуха, рулевых приводов и механизации крыла, системы электроснабжения. Параметры электроэнергии для СПЭО, основные требования и анализ использования возможных агрегатов ЭЭК и структур СЭС для самолетов с повышенным уровнем электрификации и СПЭО. Проблемы кондиционирования электроэнергии в СПЭО. Силовая электроника и ее роль в реализации концепции СПЭО. Элементная база перспективных бортовых электронных энергетических систем – новые возможности для использования накопленного отечественного изобретательского потенциала при создании устройств силовой электроники (УСЭ). Основные конструкторские и технологические направления работ по созданию специализированной силовой полупроводниковой элементной базы. Интеллектуальные силовые полупроводниковые модули. Статический преобразователь как один из ключевых элементов ЭТК АО. Принципы построения основных преобразовательных устройств ЭЭК СПЭО. Возможности реализации новых перспективных структурно-алгоритмических решений УСЭ, удовлетворяющим современным требованиям «интеллектуализации» борта, электромагнитной совместимости и тенденциям совершенствования в направлениях энерго- и ресурсосбережения. Основные закономерности совершенствования УСЭ различных классов в рамках реализации концепции СПЭО, примеры использования УСЭ. Электромагнитная совместимость как критерий совершенствования УСЭ. Многоканальное преобразование (на основе структурно-алгоритмического синтеза и анализа) как одно из направлений решения проблемы обеспечения требуемого уровня электромагнитной совместимости. Основные элементы, структурная схема и основные функции, возлагаемые на систему управления электронными преобразователями в ЭЭК СПЭО. Транзисторная коммутационно-защитная аппаратура как основа центра управления нагрузками (ЦУН) и необходимый компонент системы передачи и распределения электроэнергии СПЭО: основные проблемы создания, структура модуля бесконтактного аппарата защиты и коммутации (АЗКБ), выполняемые функции. Особенности формирования ампер-секундных характеристик. Основные задачи ЦУН. Структура полностью автоматизированной системы передачи и распределения электроэнергии. Система электроснабжения как объект цифрового управления. Электромеханический привод системы управления полетом – ключевой элемент в реализации концепции СПЭО. Требования к приводам рулевых поверхностей самолетов пятого поколения. Структурные схемы автоматизированных электроприводов управления рулевыми поверхностями и механизации крыла. Структурная схема вентильного электропривода и функции, выполняемые отдельными элементами структуры, параметры электропитания, пример конструктивного исполнения. Основные приоритеты развития электропривода ЛА. Возможные варианты построения многодвигательных электромеханических систем управления рулевыми поверхностями. Современное состояние проблемы полной замены гидропривода электромеханическим. Электрогидростатический привод как компромиссный вариант управления аэродинамическими поверхностями в самолетах с повышенным уровнем электрификации. Особенности применения цифровых методов и средств управления электроприводами ЛА. Электромеханика в перспективных системах вооружения. Принцип действия и функциональная схема магнитогидромеханической установки. Основные направления работ по созданию МГД-установок для энергообеспечения перспективных ЛА. МГД-установка как ключевой элемент концепции «Аякс» - перспективного отечественного гиперзвукового ЛА. Параметрические электромеханические преобразователи (L-генераторы): назначение и принцип действия, возможность использования в рельсотронных электродинамических ускорителях масс (ЭДУМ). ЭДУМ как основа нового поколения оружия (электромагнитные пушки) и космических катапульт, радикально изменяющих концепцию взаимодействия «Земля - космос». Магнитокумулятивные генераторы как мощные концентраторы энергии для энергетических установок нового поколения. Особенности электротехнических комплексов современных космических аппаратов (КА). Ядерные космические энергоустановки: состав, эксплуатационные характеристики, методы повышения безопасности. Проблема повышения напряжения на КА с солнечными батареями. Особенности построения систем электропитания импульсной удаленной и распределенной нагрузки. Двухуровневые системы электропитания. Устройства контроля и активного выравнивания аккумуляторных батарей с длительным сроком работы и автоматическим обслуживанием. 5. Нетрадиционная энергетика на борту АО Новые типы аккумуляторов, топливные элементы, ионисторы, тепловые батареи. Перспективы создания и эксплуатации самолета с электрической тягой на основе литий-ионных и топливных батарей. Водородная авиация. Водород как перспективное топливо будущего: достоинства и проблемы использования. Сверхпроводимость и жидкий водород на борту – перспективная технология СПЭО. Типовая схема водородной энергосистемы ЛА. Современные разработки высокотемпературных сверхпроводниковых (ВСТП) генераторов и электродвигателей. Концептуальные схемы самолетов на электрической тяге с использованием ВСТП преобразователей. 4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен . 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием раздаточных материалов, демонстрационных слайдов, проспектов, презентаций и тематических видео материалов. Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, работу с рекомендованной для изучения отдельных разделов курса учебно-методической и реферативной литературой и публикациями, подготовку материалов для написания реферативного отчета по результатам работы с реферативными журналами, подготовку к зачету. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, реферативный отчет по результатам работ с реферативной, научно-технической и научно-популярной литературой и информационными ресурсами сети Internet. Аттестация по дисциплине – зачет. Оценка за освоение дисциплины, определяется как соотношение весовых коэффициентов различных видов текущего контроля и промежуточной аттестации: 0,2´(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3´оценка за реферативный отчет + 0,5´оценка на зачете.) В приложение к диплому вносится оценка за освоение дисциплины за 2 семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) основная литература: 1. Грузков С.А. Летательный аппарат: назначение и области применения. Ч1. Атмосферные пилотируемые летательные аппараты. М.: Издательство МЭИ, 1995 2. Грузков С.А. Летательный аппарат: назначение и области применения. Ч2. Заатмосферные пилотируемые и беспилотные летательные аппараты. М.: Издательство МЭИ, 1997 3. Электрооборудование летательных аппаратов: Учебник для вузов. Т1. Системы электроснабжения летательных аппаратов/С.А. Грузков. С.Ю. Останин, А.М. Сугробов и др. Под ред. С.А. Грузкова. М.: Издательство МЭИ, 2005 4. Электрооборудование летательных аппаратов: Учебник для вузов. Т2. Элементы и системы электрооборудования – приемники электрической энергии/С.А. Грузков. В.А. Морозов, В.И. Нагайцев и др. Под ред. С.А. Грузкова. М.: Издательский дом МЭИ, 2008 5. Мыцык Г.С., Берилов А.В., Михеев В.В. Поисковое проектирование устройств силовой электроники (трансформаторно-полупроводниковые устройства). М.: Издательский дом МЭИ, 2010 б) дополнительная литература: 1. Левин А.В., Алексеев И.И., Харитонов С.А., Ковалев Л.К. Электрический самолет: от идеи к реализации. М.: Машиностроение, 2010 2. Гордон Е.И. Российские экспериментальные истребители нового поколения МФИ и С-37. М.: Изд-во Полигон-пресс, 2001 3. Оливер Д. Секретные самолеты и тайные миссии. М.: ООО “ Изд-во АКТ ”, 2003 4. Федеральная космическая программа на 2006 – 2015 гг. Журнал “Российский космос”, №3, 2006 7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) презентация лекционного курса и Интернет-ресурсы: www. aviaros.narod.ru; www.aiaport.ru; www.airwar.ru; www.militaryparitet.com; http://paralay.com, электронный образовательный ресурс “Электронные энергетические системы” на сайте кафедры ЭКАО http//ecio.mpei.ac.ru б) другие: Презентационные ролики предприятий – разработчиков и производителей авиационно-космического и автомобильного электрооборудования: ОАО”АКБ “Якорь”, ОАО “Аэроэлектромаш”, ВНИИЭМ, ОАО “Электропривод”, НПО Машиностроения и др. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов, компьютерный класс с выходом в Internet. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника», модулю «Электротехника» и магистерской программы «Электротехнические, электромеханические и электронные системы автономных объектов» . ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ: к.т.н., профессор Грузков С.А д.т.н., профессор Еременко В.Г. д.т.н., профессор Мыцык Г.С. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой “Электротехнические комплексы автономных объектов” д.т.н. профессор Маслов С.И. |