TREŚCI PROGRAMOWE PRZEDMIOTÓW PODSTAWOWYCH
Matematyka – 180 hLiczby rzeczywiste i zespolone. Elementy geometrii analitycznej na płaszczyźnie i w przestrzeni trójwymiarowej. Podstawy rachunku wektorowego. Macierze i wyznaczniki. Ciągi i szeregi liczbowe. Granica i ciągłość funkcji rzeczywistych jednej i wielu zmiennych. Pochodna, pochodne cząstkowe. Funkcja pierwotna, całka oznaczona, całki wielokrotne, całki krzywoliniowe i powierzchniowe. Twierdzenie o wartości średniej. Twierdzenie Taylora. Ekstrema funkcji jednej i wielu zmiennych rzeczywistych. Szeregi funkcyjne. Podstawowe wiadomości o funkcjach zmiennej zespolonej, wielomiany w ciele liczb zespolonych. Podstawowe wiadomości z teorii równań różniczkowych zwyczajnych. Wybrane równania opisujące zjawiska fizyczne i metody ich rozwiązywania. Elementy rachunku prawdopodobieństwa. Zdarzenia losowe, prawdopodobieństwo warunkowe i zupełne. Zmienna losowa, gęstość rozkładu, dystrybuanta, momenty. Elementy statyki matematycznej. Zasada estymacji. Zastosowania rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej w technice.
Fizyka – 75 h
Zasada względności. Czasoprzestrzeń. Transformacje Lorentza. Kinematyka i dynamika relatywistyczna. Siła. Ładunek, pole ładunku w ruchu jednostajnym i przyspieszonym. Oddziaływanie ładunków w ruchu. Fale elektromagnetyczne. Rezonatory. Światłowody. Sformułowanie wariacyjne mechaniki i elektrodynamiki. Elementy mechaniki statystycznej. Optyka geometryczna i falowa. Elementy elektrono-optyki – zastosowania w technice. Elementy wibro-akustyki, dźwięki słyszalne i niesłyszalne. Ultradźwięki – właściwości fizyczne, zastosowania w technice.
Informatyka – 45 h
Systemy operacyjne. Języki programowania (zmienne i stałe, operacje arytmetyczne relacyjne i logiczne, deklaracje typów, instrukcje podstawiania sterujące i wejścia-wyjścia, funkcje biblioteczne, podprogramy, moduły, struktury, podstawowe operacje algorytmiczne). Proste algorytmy numeryczne i kombinatoryczne. Rozwiązywanie układów równań liniowych i nieliniowych. Interpolacje funkcjami sklejanymi. Zagadnienia brzegowe dla równań różniczkowych zwyczajnych.
Grafika inżynierska i zapis konstrukcji – 45 h
Geometria wykreślna. Podstawy rysunku aksonometrycznego. Zasady odwzorowania prostokątnego. Odwzorowanie prostych elementów w przestrzeni oraz relacji zachodzących pomiędzy nimi. Metoda transformacji rzutni. Odwzorowanie brył i wyznaczanie linii przenikania. Podstawy wykonywania rysunku warsztatowego. Odwzorowanie prostych przedmiotów. Przekroje i widoki cząstkowe. Połączenia gwintowe, wpustowe i zębate. Tworzenie i odczytywanie rysunku złożeniowego.
Mechanika ogólna – 60 h
Siły i momenty. Tarcie ślizgowe i toczne. Równania równowagi. Kinematyka punktu oraz bryły. Ruch punktu materialnego oraz ciała sztywnego o masie stałej i zmiennej. Dynamika punktu materialnego. Pęd, kręt, energia punktu, układu punktów oraz ciała sztywnego o masie stałej i zmiennej. Równania ruchu. Układy drgające – modele liniowe, dyskretne i ciągłe. Drgania parametryczne, samowzbudne i losowe. Sterowanie drganiami.
Wytrzymałość materiałów i konstrukcji – 45 h
Sprężystość i plastyczność materiałów. Układy liniowe i nieliniowe. Analiza stanu naprężenia i odkształcenia. Ciała izotropowe i nie izotropowe (kompozyty). Równania konstytutywne. Ocena bezpieczeństwa ustroju. Energia odkształcenia. Podstawowe jednowymiarowe stany napięcia: rozciąganie i ściskanie, skręcanie, zginanie. Problemy utraty stateczności prętów.
Aerodynamika – 30 h
Teoria profilu lotniczego: opis geometrii, odwzorowanie konforemne, profil Żukowskiego, rozkład ciśnień na profilu, współczynniki sił aerodynamicznych, biegunowa profilu. Skrzydło o skończonym wydłużeniu: opis geometrii, teoria linii nośnej, opór indukowany. Warstwa przyścienna: laminarna, turbulentna, oderwanie, ślad aerodynamiczny. Aerodynamika dużych prędkości: teoria małych zaburzeń, równanie Bernoulliego dla przepływu ściśliwego, liczba Macha, dysza de Lavala, fale zgęszczeniowe i rozrzedzeniowe. Nagrzewanie aerodynamiczne.
Mechanika płynów – 45 h
Opis stanu i ruchu płynu. Elementy hydrostatyki – równanie równowagi, parcie cieczy na ścianki. Równanie ciągłości. Równanie Eulera. Całki równania Eulera: równanie Bernoulliego, równanie Cauchy-Lagrangea. Elementy kinematyki. Ruch wirowy, cyrkulacja, model wiru Rankina. Tensor prędkości deformacji i tensor naprężeń. Równanie Naviera-Stokesa – przykłady rozwiązań analitycznych. Podobieństwo przepływów. Elementy hydrauliki. Ruch laminarny i turbulentny, współczynnik turbulencji. Ruch potencjalny. Warstwa przyścienna, równanie Prandtla, równanie Karmana. Współczynnik oporu ciała smukłego (płytka) i tępego (walec), oderwanie przepływu.
Mechanika lotu – 45 h
Charakterystyki aerodynamiczne bryły w opływie. Biegunowa aerodynamiczna. Siły działające na statek latający. Osiągi. Loty ustalone i nieustalone. Równowaga sił i momentów. Równania ruchu. Stateczność statyczna i dynamiczna. Sterowność i manewrowość. Loty suborbitalne i orbitalne statków w przestrzeni.
Podstawy elektrotechniki – 30 h
Pole elektryczne, teoria obwodów prądu stałego, zjawiska elektrochemiczne, magnetyzm i elektromagnetyzm, obwody elektryczne jedno, dwu i trójfazowe. Czwórniki i filtry. Przetwarzanie i użytkowanie energii: odbiorniki energii elektrycznej, silniki i generatory prądu stałego i przemiennego. Urządzenia do przesyłania i rozdziału energii elektrycznej: łączniki, bezpieczniki, przewody i kable.
Podstawy elektroniki – 45 h
Budowa i właściwości fizyczne materiałów półprzewodnikowych. Elementy półprzewodnikowe: termistory, warystory, gaussotrony, hallotrony, tensometry. Diody półprzewodnikowe. Tranzystory: zasada działania, układy pracy, parametry. Elementy przełączające: dynistory, diaki, tyrystory, triaki. Zasilacze elektroniczne. Wzmacniacze: rodzaje, właściwości, realizacje układowe. Energoelektronika: prostowniki sterowane i niesterowane, falowniki, sterowniki prądu przemiennego.
Podstawy automatyki – 45 h
Pojęcia obiektu i układu sterowania. Sygnały i elementy układów automatyki. Modelowanie obiektów i elementów automatyki. Klasyfikacja i podział układów automatyki. Liniowe układy ze sprzężeniem zwrotnym: struktury, sterowalność i obserwowalność, stabilność. Wprowadzenie do regulacji impulsowej. Regulatory ciągłe i dyskretne. Jakość procesów regulacji: kryteria, wybrane metody syntezy układów regulacji. Układy regulacji nieliniowej: typy nieliniowości, regulacja dwu i trójpołożeniowa, opóźnienie w układach automatyki. Metody symulacyjne badania układów dynamicznych. Niezawodność układów automatycznych.
Termodynamika – 45 h
Zasady termodynamiki. Obiegi termodynamiczne. Przemiany charakterystyczne. Równania stanu gazów doskonałych i rzeczywistych. Właściwości mieszanin gazów. Spalanie paliw ciekłych i stałych. Właściwości produktów spalania. Wymiana ciepła: przewodzenie, konwekcja, promieniowanie cieplne. Zewnętrzne i wewnętrzne źródła ciepła nagrzewającego konstrukcję.
Konstrukcja maszyn – 60 h
Metodyka konstruowania – kryteria oceny obiektu, niezawodność, bezpieczeństwo, procesy prowadzące do uszkodzeń obiektów mechanicznych. Wytrzymałość doraźna, zmęczenie materiałów (wpływ obróbki, karbów, wielkości przedmiotu), mechanika pękania, zużycie. Połączenia ciągłe i dyskretne – obciążenia dopuszczalne i niszczące, prawdopodobieństwo uszkodzenia (na podstawie łożysk tocznych). Problemy konstrukcyjne, technologiczne i eksploatacyjne sprzęgieł, przekładni zębatych, przekładni pasowych, hamulców.