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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Űrberendezések konstrukciója és energiaellátása

    A tantárgy angol neve: Construction and supply of space equipments

    Adatlap utolsó módosítása: 2022. július 20.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Űrmérnök mesterszak
    Űrmérnöki szakmai ismeretek
    kötelezően választható

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHVMB07   2/2/0/f 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Nagy Lajos,
    A tantárgy tanszéki weboldala https://hvt.bme.hu/
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás: 

    Tanszék, Int.:

    Dr. Bánfalvi Antal

    tudományos munkatárs

    HVT

    Dr. Lénárt Ferenc

    tudományos munkatárs

    HVT

    Dr. Nagy Lajos

    egyetemi docens

    HVT

    Dr. Szabó József

    tudományos munkatárs

    HVT

    Szimler András

    tudományos munkatárs

    HVT


    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    - mechanika
    - fizika
    - matematika
    - elektronika
    - elektromágneses terek

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    -
    7. A tantárgy célkitűzése
    A tárgy bevezetést nyújt az űrberendezések tervezésébe és szerkesztésébe, együttesen a konstrukciójába. Foglakozik az elektronikai tervezés és mechanikai szerkesztés interaktív kapcsolatán alapuló, az elektromágneses kompatibilitási szempontokat is figyelembe vevő, a követelmények kielégítése szempontjából optimális konstrukció keresés módszereivel. 
    Bemutatja a készülékek követelmények szerinti működéséhez szükséges anyagválasztási, elektronikai, elektromágneses kompatibilitási, hőtani és mechanikai ismereteket. 
    Foglalkozik a berendezések szabványos tesztelési eljárásaival és a követelmények szerinti minősítő mérésekkel. 

    8. A tantárgy részletes tematikája
    1. alkalom 
    Előadás: Nyomtatott huzalozású lemezek tervezése 
    - bevonatok 
    - rétegvastagság 
    - többrétegű lemezek 
    - furatszerelt alkatrészek 
    - SMD alkatrészek 
    Gyakorlat: Forrasztás 
    - forrasztás mechanizmusa 
    - forrasz anyagok 
    - folyósító szerek 
    - pákás forrasztás 
    - hullámfürdők 
    - forrasztás forró levegővel 
    - forrasztott kötések minőségbiztosítása 
    - vizsgálatok 
    2. alkalom 
    Előadás: Alapanyagok, bevonatok 
    - szigetelések 
    - árnyékolás 
    - huzalok és kábelek 
    - huzalátmérő 
    - bekötőhuzalok 
    - tekercselőhuzalok 
    Gyakorlat: Csatlakozók, összekötő eszközök 
    - általános jellemzők 
    - közvetlen/közvetett NYÁK csatlakozók 
    - érintkező kialakítások 
    - koaxiális 
    - szalagkábel 
    - hermetikus 
    - csatlakozók megbízhatósága 
    3. alkalom 
    Előadás: Készüléképítés anyagai 
    - fémek 
    - ferritek 
    - műanyagok 
    - kerámiák 
    - üvegek 
    Gyakorlat: Alkatrészek kiválasztásának elvei űreszközök esetében 
    - ECSS szabványok 
    - NASA szabványok 
    Oktatási szünet/munkaszünet miatt, 12 vagy 13 hetes oktatási időszak esetén a 2. és 3. alkalom összevonásra kerül.
    4. alkalom 
    Előadás: Készüléképítési módok 
    - sík, modulos, vázas, térfogati 
    - az űrkutatási célú készülékek 
    - természetes környezet 
    - mesterséges környezet 
    Gyakorlat: Kötőelemek 
    - alkatrész rögzítő elemek 
    - forrpontok 
    - saruk 
    - hegesztések, fémkötések 
    - ellenállás- ív- lézeres- termokompressziós- ultrahangos 
    - elektronsugaras hegesztés. 
    5. alkalom 
    Előadás Hőtani tervezési szempontok 
    - hőközlési módok 
    - termikus környezet 
    - alkatrészek termikus tulajdonságai 
    - hőátviteli eszközök 
    - analízisek 
    Gyakorlat: Vizsgálatok 
    - roncsolásmentes 
    - termikus 
    - vibrációs 
    - vákuum 
    6. alkalom 
    Előadás: Fedélzeti energiaellátás 
    - űrmisszió követelményei 
    - architektúrák alapelvei 
    - energiaellátó rendszerek osztályozása 
    - energia egyensúly 
    Gyakorlat: Fedélzeti Energiaellátó fejlesztő környezet 
    - passzív és aktív szimulátorok 
    - akkumulátor szimulátor 
    - napelem szimulátor 
    - terhelés szimulátorok 
    7. alkalom 
    Előadás: Fedélzeti energiatárolás és generálás 
    - napelemek 
    - üzemanyag cella 
    - termoelektromos átalakítók 
    - akkumulátorok 
    - elemek 
    Gyakorlat: Elektrokémiai és fényelektromos energiaforrások áttekintése 
    - mintadarabok bemutatása 
    - napelem cellák 
    - Peltier elemek 
    - szárazelemek 
    - akkumulátorok (lítium-ion és lítium-polimer stb.) 
    Oktatási szünet/munkaszünet miatt, 12 vagy 13 hetes oktatási időszak esetén a 6. és 7. alkalom összevonásra kerül.
    8. alkalom 
    Előadás: Műholdfedélzeti energiavédő és szétosztó architektúrák 
    - fedélzeti energia BUS 
    - passzív áramkorlátozók 
    - aktív áramkorlátozók (LCL, R-LCL, FCL) 
    - túlfeszültség védők 
    - vezérelt kapcsolók 
    - áramkorlátozott LDO 
    - fogyasztás optimalizálásának lehetőségei. 
    Gyakorlat: Általános limiter kapcsoló méretezése 
    - tervezési példa 
    - megépítés és bemérés 
    - tesztelési módszerek 
    9. alkalom 
    Előadás: Lineáris és kapcsolóüzemű energia átalakítók 
    - lineáris áram és feszültség szabályozók 
    - kapcsoló üzemű energiaátalakítás 
    - energia átviteli architektúrák 
    - áram és feszültség módusú PWM szabályozók 
    Gyakorlat: Egyszerű lineáris tápegységek 
    - hőfokfüggetlen feszültség és áramszabályozók 
    - méretezési példák 
    - hőfokfüggetlen feszültség és áram referenciák 
    - áramkorlátozott, kis-maradék feszültségű LDO méretezés 
    10. alkalom 
    Előadás: Napelemes primer rendszerek elektronikája 
    - soros és párhuzamos szabályozás alapelvei 
    - maximális teljesítményű munkapont szabályozása (MPPT) 
    - szekvenciális söntszabályozó (S3R) 

    Gyakorlat: Energia átalakítók részáramkörei 
    - hiszterézises komparátor méretezése 
    - alul- és túlfeszültség védelem 
    - hőmérséklet szabályozó egységek 
    - analóg telemetria módszerek (feszültség, áram, hőmérséklet) 
    - akkumulátor cellafeszültség monitor 
    - kétirányú árammérő 

    11. alkalom 
    Előadás: Sugárzás hatásai elektronikus eszközökre 
    - sugárzási övek 
    - singel event latchup 
    - sinle event upset 
    - heavy ion 
    - dózis 
    Gyakorlat: Sugárzásállósági tesztek 
    - részecske sugárzás (ciklotron) 
    - gamma sugárzás 
    - teszt eredmények bemutatása 
    12. alkalom 
    Előadás: Anyagok elektromágneses tulajdonságai 
    - szigetelők 
    - fémek (nem mágneses és mágneses) 
    - vezetőképesség fogalma 
    - frekvenciafüggés 
    - proximity 
    Gyakorlat: Sugárzott és vezetett zavarforrások 
    - űreszközök zavartűrő képessége 
    - műholdfedélzeti műszerek elektromágneses kompatibilitása 
    - elektromágneses interferenciák 
    13. alkalom 
    Előadás: EMC/EMI tervezés alapjai 
    - szabványok 
    - tervezési elvek 
    - EMC szempontok a konstrukcióban 
    Gyakorlat: Vezetett és sugárzott zavarok csökkentése 
    - KM szűrők 
    - DM szűrők 
    - elektromos és mágneses árnyékolások hatása 
    - méretezési példák 
    14. alkalom 
    Előadás: EMC vizsgálatok
    - frekvencia tartomány szerinti csoportosítása 
    - vezetett KM és DM zavarok mérése 
    - sugárzott zavarok mérése 
    - vezetett zavartűrési tesztek 
    - sugárzott zavartűrési tesztek 
    Gyakorlat: EMC mérések eszközei 
    - EMC mérőműszerek 
    - műhálózat (LISN) 
    - áramtranszformátorok 
    - zavarjel becsatolás 
    - mérőantennák, mérőtekercsek 
    - E és H cellák 

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

    Előadás: A tárgy sikeres elvégzése és az ismeretek egymásra épülése miatt a leadott tananyag folyamatos elsajátítása szükséges.

    Gyakorlat: Az előadáson elhangzottak áttekintése, gyakorlati példákkal történő kiegészítése.


    10. Követelmények

    a.    A szorgalmi időszakban:

    A félévközi számonkérés és félévközi jegy kialakítása két zárthelyi alapján történik.

    A félévközi jegy kialakítása a zárthelyik pontszámainak összege alapján: 0-49%: elégtelen (1), 50-61 %: elégséges (2), 62-73 %: közepes (3), 74-85 %: jó (4), 86-100 %: jeles (5).

    b.    A vizsgaidőszakban: -

    c.    Elővizsga: -



    11. Pótlási lehetőségek

    A nagy zárthelyik a BME TVSz 122.§ rendelkezései szerint pótolhatók.


    12. Konzultációs lehetőségek

     

    Az előadások előtt és után, valamint bármikor, de előre egyeztetett időpontban.


     

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    1. Charles A. Harper: Handbook of Electronic Packaging, Elektronikus készülékek konstrukciója és gyártása (kézikönyv) McGraw Hill 1969, ISBN-10: 0070266719, ISBN-13: 978-0070266711, Műszki Könyvkiadó, 1972

    2. Mukund R. Patel: Spacecraft Power Systems, CRC Press, 2005. ISBN:0-8493-2786-5

    3. P. A. Chatterton, M. A. Houlden: EMC: Electromagnetic Theory to Practical Design, Wiley, 1992, (30. - 310 oldal), ISBN-10: 047192878X, ISBN-13: 978-0471928782

    4. Abraham I. Pressman et al: Switching Power Supply Design, McGraw Hill 2009, ISBN: 978-0-07-148272-1


    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés gyakorlatokra18
    Felkészülés zárthelyire32
    Házi feladat elkészítése-
    Kijelölt írásos anyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés0
    Összesen120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

     Név:

     Beosztás

     Tanszék, Int.:

     Dr. Bánfalvi Antal

     tudományos munkatárs

     HVT

     Dr. Lénárt Ferenc

     tudományos munkatárs

     HVT

     Dr. Szabó József

     tudományos munkatárs

     HVT