GATE Lehrplan für Luft- und Raumfahrttechnik

Betreff: AE

Kursstruktur

Abschnitte / Einheiten	Themen
Section A	Engineering Mathematics
Topics (Core)
1	Lineare Algebra
2	Infinitesimalrechnung
3	Differentialgleichung
Topics (Special)
1	Die Fourierreihe
2	Laplace-Transformationen
3	Numerische Methoden für lineare und nichtlineare algebraische Gleichungen
4	Numerische Integration
5	Differenzierung
Section B	Flight Mechanics
Topics (Core)
1	Grundlagen
2	Flugzeugleistung
3	Statische Stabilität
Topics (Special)
1	Dynamische Stabilität
2	Euler-Winkel
3	Bewegungsgleichungen
4	Aerodynamische Kräfte und Momente
5	Stabilitäts- und Kontrollderivate
6	Entkopplung von Längs- und Querdynamik
7	Längsmodi
8	Lateral-Directional-Modi
Section C	Space Dynamics
Topics (Core)
1	Zentrale Kraftbewegung
2	Bestimmung der Flugbahn
3	Orbitalperiode in einfachen Fällen
Topics (Special)
1	Orbit Transfer
2	In der Ebene und außerhalb der Ebene
Section D	Aerodynamics
Topics (Core)
1	Grundlegende Strömungsmechanik
2	Tragflächen und Flügel
3	Kompressible Strömungen
Topics (Special)
1	Grundlegende Ideen für viskose Strömungen einschließlich Grenzschichten
2	Windkanaltests
3	Mess- und Visualisierungstechniken
Section E	Structures
Topics (Core)
1	Stärke des Materials
2	Flugfahrzeugstruktur
3	Strukturdynamik
Topics (Special)
1	Vibration von Strahlen
2	Theorie der Elastizität
3	Gleichgewichts- und Kompatibilitätsgleichungen, Airys Stressfunktion
Section F	Propulsion
Topics (Core)
1	Grundlagen
2	Thermodynamik von Flugzeugtriebwerken
3	Axialkompressoren
4	Axialturbinen
5	Radialverdichter
6	Raketenantrieb
No Special Topic
Note- In jedem der folgenden Fächer wurden die Themen in zwei Kategorien unterteilt -Core Topics und Special Topics. Die entsprechenden Abschnitte des Fragenpapiers enthalten 90% ihrer Fragen zu Kernthemen und die restlichen 10% zu Spezialthemen.

Lehrplan

Section A: Engineering Mathematics

Core Topics

Unit 1: Linear Algebra

Vektoralgebra
Matrixalgebra
Lineare Gleichungssysteme
Rang einer Matrix
Eigenwerte und Eigenvektoren

Unit 2: Calculus

Funktionen einer einzelnen Variablen
Limits
Kontinuität und Differenzierbarkeit
Mittelwertsatz
Kettenregel
Teilderivate
Maxima und Minima
Gradient
Divergenz und Locken
Richtungsableitungen
Integration -
- Line
- Oberflächen- und Volumenintegrale
- Theoreme von Stokes
- Gauß und Grün

Unit 3: Differential Equations

Lineare und nichtlineare Differentialgleichungen erster Ordnung
Lineare ODEs höherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten
Partielle Differentialgleichungen und Methoden zur Trennung von Variablen

Section B: Flight Mechanics

Core Topics

Unit 1: Basics

Atmosphäre -
- Properties
- Standardatmosphäre
Klassifizierung von Flugzeugen
Flugzeugkonfiguration (Starrflügelflugzeug) und verschiedene Teile

Unit 2: Airplane performance

Druckhöhe -
- Equivalent
- Calibrated
- Angezeigte Luftgeschwindigkeiten
Primäre Fluginstrumente -
- Altimeter
- ASI
- VSI
- Bankschalter
- Polar ziehen
- Start und Landung
- Gleichmäßiger Aufstieg und Abstieg
- Absolute und Service-Obergrenze
- Cruise
- Kreuzfahrt klettern
- Ausdauer oder herumlungern
- Ladefaktor
- Drehflug
- Vn-Diagramm
Winde -
- Head
- Tail
- Seitenwinde

Unit 3: Static stability

Anstellwinkel, Seitenschlupf
Roll-, Nick- und Giersteuerung
Längsstab fest & freie Stabilität
Horizontale Schwanzposition und -größe
Richtungsstabilität
Vertikale Schwanzposition und -größe
Diederstabilität
Flügel Dieder
Sweep & Position
Scharniermomente, Knüppelkräfte

Section C: Space Dynamics

Core Topics

Zentrale Kraftbewegung
Bestimmung der Flugbahn
Orbitalzeit in einfachen Fällen

Section D: Aerodynamics

Core Topics

Unit 1: Basic Fluid Mechanics

Naturschutzgesetze -
- Mass
- Impuls (Integral- und Differentialform)
Potentielle Strömungstheorie -
- Sources
- Sinks
- Doublets
- Linienwirbel und ihre Überlagerung
Viskosität -
- Reynolds Nummer

Unit 2: Airfoils and wings

Tragflächen-Nomenklatur
Aerodynamische Koeffizienten -
Lift
Drag
Moment
Satz von Kutta-Joukoswki -
- Theorie des dünnen Tragflügels
- Kutta Zustand
- Wirbel starten
Theorie der endlichen Flügel
- Induzierter Widerstand
Prandtl-Hebelinientheorie
Kritische und Widerstandsdivergenz Machzahl

Unit 3: Compressible Flows

Grundlegende Konzepte der Kompressibilität
- Erhaltungsgleichungen
Eindimensionale kompressible Strömungen
- Fanno fließen
- Rayleigh fließen
Isentropische Strömungen
- Normale und schräge Stöße
- Prandtl-Meyer-Fluss
Düsen und Diffusoren durchströmen

Section E: Structures

Core Topics

Festigkeit von Materialien -
- Stress- und Belastungszustände
- Stress- und Dehnungstransformation
- Mohrs Kreis. Hauptspannungen
- Dreidimensionales Hookesches Gesetz
- Flugzeugstress und Dehnung
Fehlertheorien -
- Maximale Belastung
- Tresca
- Von Mises
Dehnungsenergie -
- Castiglianos Prinzipien
- Analyse statisch bestimmter und unbestimmter Traversen und Balken
- Elastisches Biegeknicken von Säulen

Unit 2: Flight vehicle structures

Eigenschaften von Flugzeugstrukturen und -materialien
Torsion, Biegung und Biegescherung dünnwandiger Abschnitte
Lasten auf Flugzeugen

Unit 3: Structural Dynamics

Freie und erzwungene Vibrationen von ungedämpften und gedämpften SDOF-Systemen
Freie Schwingungen ungedämpfter 2-DOF-Systeme

Section F: Propulsion

Core Topics

Unit 1: Basics

Thermodynamics
Grenzschichten und Wärmeübertragungs- und Verbrennungsthermochemie

Unit 2: Thermodynamics of aircraft engines

Thrust
Effizienz und Motorleistung des Turbostrahls
Turboprop
Turbowelle
Turbofan- und Staustrahltriebwerke
Schubverstärkung von Turbojets und Turbofan-Motoren
Aerothermodynamik nicht rotierender Antriebskomponenten wie -
- Intakes
- Combustor
- Nozzle