Letecké materiály a technologie (FSI-OLR-A)

Akademický rok 2021/2022
Garant: doc. Ing. Miloslav Petrásek, CSc.  
Garantující pracoviště: LÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Cílem předmětu Letecké materiály je seznámit studenty s nejnovějším stavem v oblastí kovových i nekovových konstrukčních materiálů pro letecké konstrukce a poskytnout metodické a faktické poznatky nezbytné pro jejich optimální aplikaci.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět Letecké materiály umožňuje studentům získat znalosti o vybraných leteckých konstrukčních materiálech a jejich optimálním uplatnění.Student se naučí posuzovat a navrhovat různé varianty materiálového řešení dílců leteckých konstrukcí z hlediska pevnosti, životnosti a bezpečnosti při poruše. Student se rovněž naučí pracovat s mezinárodními standardy.
Prerekvizity:
Základní poznatky o vztazích mezi složením, zpracováním, strukturou a vlastnostmi konstrukčních materiálů. Základní terminologie fyzikální metalurgie a mezních stavů materiálu.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět Letecké materiály seznamuje studenty se vztahy mezi složením,zvláštnostmi zpracování, strukturou, charakteristickými vlastnostmi a typickými aplikacemi vybraných leteckých materiálů. Získané znalosti jsou předpokladem pro optimální volbu materiálu pro letecké konstrukce z hlediska hmotnosti, životnosti a bezpečnosti při porušení. Zvláštní požadavky na letecké materiály. Slitiny Al, slitiny Mg,slitiny Ti,letecké oceli,slitiny Ni, slitiny Co, vláknové a částicové kompozity, nanokompozity a smart materiály, konstrukční plasty, konstrukční keramika, dřevo a překližka pro letecké konstrukce. Vývojové trendy, mezinárodní standardy, materiálové ekvivalenty.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínkou k udělení zápočtu je 90% fyzická účast na cvičeních. Dále je třeba předložit zkompletovaná a dopracovaná výpočtová cvičení. Získání zápočtu je podmínkou připuštění ke zkoušce. Zkouška je písemná.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Průběžná kontrola studia se provádí formou 3 písemných testů v rámci cvičení. V případě,že student neuspěje v některém z testů,je povinen jej opakovat v jiné variantě. Výsledky se započítávají podílem 30 % v celkovém hodnocení předmětu.Pro studenty jsou povinná všechna cvičení. V odůvodněných případech lze cvičení nahradit zpracováním náhradního zadání.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  2 × 1 hod. povinná                  
    Cvičení  11 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1.Požadavky na letecké materiály ve vztahu k pevnostním koncepcím
2.Charakteristika slitin Al pro letecké aplikace. Standardy
3.Slitiny hliníku pro výrobu tvářených dílců, vlastnosti, použití
4.Slitiny Al pro výrobu leteckých odlitků, vlastnosti, použití, TZ
5.Slitiny Mg pro stavbu letadel. Vlastnosti, použití, TZ
6.Slitiny Ti pro stavbu letadel. Vlastnosti, použití, TZ
7.Typické letecké konstrukční oceli. Vlastnosti, použití, TZ
8.Vysokoteplotní letecké materiály. Slitiny Ni, slitiny Co
9.Vláknové kompozitní materiály. Skladba, vlastnosti, použití
10.Disperzní kompozitní materiály. Výroba, vlastnosti, použití. Keramika a keramické kompozity.
11. Nanokompozity a smart materiály
12.Konstrukční plasty pro letecké aplikace. Vlastnosti, použití. Sendviče
13.Dřevo a překližka pro letadla. Požadavky, vlastnosti, použití.
    Laboratorní cvičení 12.Určení vlastností hliníkových polotovarů (lab.).
13.Porovnání vlastností kovových a kompozitních materiálů (lab.)
    Cvičení 1.Standardizace leteckých konstrukčních materiálů.
2.Standardizace a práce s normami slitin hliníku.
3.Návrh materiálu pro danou součást konstrukce draku letadla.
4.Vztah struktury a vlastností slitin Al pro odlitky. DAS.
5.Průběžná kontrola studia - test č.1.
6.Alternativní řešení konstrukce draku z hořčíkové slitiny.
7.Aplikace strukturního diagramu vysokolegovaných ocelí.
8.Průběžná kontrola studia - test č.2.
9.Vlastnosti vysokoteplotních leteckých materiálů.
10.Klasifikace a určení vlastností dřeva pro letecké použití.
11.Průběžná kontrola studia - test č.3.
Literatura - základní:
1. Cenek,M.-Jeníček,L.: Nauka o materiálu I,3. svazek, Neželezné kovy,Academia,Praha 1973
2. Hussey B., Wilson J.: Light Alloys. Directory and databook. Chapman&Hall, 1998
3. Middleton,D.H.: Composite materials in aircraft structures,Longman Group, 1990
4. ASM Handbook, Volume 21, Composites, ASM International, 2002
5. ASM Handbook, Vol. 02 Properties nad Selection of Nonferrous Alloys
6. Michna a kol.: Encyklopedie hliníku
7. Vlot A., Gunnink J. W.: Fibre Metal Laminates, ISBN 1-4020-0038-3
8. ASM Handbook Vol. 01 Properties and Selection: Irons, Steels and High Performance Alloys
9. F.C.Campbell: Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials. Elsevier, 2006. ISBN-13: 978-1-85-617495-4.
Literatura - doporučená:
1. Ustohal,V.: Letecké materiály,VUT Brno,1988
2. Michna, Š. a kol.: Encyklopedie hliníku, Prešov 2005, ISBN 80-89041-88-4
3. Baker, A.: Composite materials for aircraft structures, AIAA 2004
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-AST-A prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
M2E-A prezenční studium M-IND Industrial Engineering -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
N-ENG-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- zá,zk 6 Doporučený kurs 2 2 Z
N-ENG-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- zá,zk 6 Doporučený kurs 2 1 Z