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Academic Year/course: 2022/23

563 - Bachelor's Degree in Industrial Organisational Engineering

30150 - Ballistics


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
30150 - Ballistics
Faculty / School:
179 - Centro Universitario de la Defensa - Zaragoza
Degree:
563 - Bachelor's Degree in Industrial Organisational Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

  • Obtain the equations of the trajectory of a projectile in the vacuum.
  • Explain how the trajectory of a projectile is affected by the atmosphere and aerodynamic drag.
  • Apply the necessary corrections to the trajectory of the projectile in order to obtain more realistic results.
  • Explain the scatter shooting and its relationship with the rules of the shot.
  • Determine the forces and momenta acting on a projectile as a result of air resistance.
  • Apply the modified point mass model in order to improve the ballistic calculations in the determination of trajectories.
  • Evaluate the different effects that can be achieved with the different projectiles and in what kind of objectives each ammunition is used.
  • Evaluate the use of ordnance and rocket artillery ammunition according to the objective. Study of advantages and disadvantages.
  • Explain the need to homogenize the effects of projectiles within the NATO countries.

Specialization in Defence: These approaches and objectives are in line with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/), in such a way that the acquisition of the course learning outcomes provides training and competence to contribute to their achievement to some degree: Industry, innovation and infrastructure (9); Peace, justice and strong institutions (16).

1.2. Context and importance of this course in the degree

Specialization in Defence: The subject is part of the training of the future Army Officers, providing basic knowledge of ballistics and the behaviour of projectiles and developing the skills needed by Army Officers of the fundamental specialty Artillery to carry out their mission and contribute to the development of their professional career.

1.3. Recommendations to take this course

It is a subject of the specialty "Radar and Missile Systems". The student has passed most of the degree until the third year, so he should be able to successfully complete it. More specifically, in order to be able to follow this subject without difficulty and to be able to overcome it successfully, the student must have knowledge of algebra, differential and integral calculus in one and several variables, kinematics and dynamics.

2. Learning goals

2.1. Competences

C02 - Ability to plan, budget, organise, manage and monitor tasks, people and resources.

C04 - Ability to solve problems and take decisions with initiative, creativity and critical reasoning.

C06 – Ability to communicate knowledge and skills in Spanish.

C09 – Ability to work in a multidisciplinary group and in a multilingual setting.

C11 – Ability to continue learning and develop self-learning strategies.

C58 - Familiarity with the fundamentals of Mathematics, Ballistic and Guided Missile Systems applicable to firing procedures for Artillery Weapons Systems.

2.2. Learning goals

The student, to overcome this subject, must demonstrate having achieved the following learning outcomes:

  • Analyze the movements of a projectile inside and outside the barrel.
  • Analyze the interactions between projectile and cannon.
  • Recognize the mechanisms of penetration, destruction, fragmentation and the necessary protection.
  • Calculate the ballistic dispersion.
  • Predict the effects produced by a projectile.

2.3. Importance of learning goals

The student who passes this subject will have achieved the learning results mentioned in the previous section. All of them are basic for a future Gunner Lieutenant of the Spanish Army. In addition, these results are the basis for continuing his studies in the corresponding Artillery Academy.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

FIRST CALL

Continuous assessment:

The students will be able to pass the total of the subject by the continuous assessment procedure. To do this, they must demonstrate that they have achieved the expected learning outcomes by passing the assessment instruments indicated below, which will be carried out throughout the semester:

  • Individual coursework. Throughout the semester, different tasks will be carried out that will be part of the continuous evaluation of the subject. The specific number of activities will be determined by the development of the Subject throughout the course. Its weight in the final grade is 20%.
  • Group work. There will be a group work on one of the contents of the subject that students must submit and exhibit in the classroom. Its weight in the final grade is 40%.
  • Exam. There will be a written exam of the theoretical-practical contents of the subject. Its weight in the final grade is 40%.

In the final mark of the continuous assessment (100%) all the assessment instruments carried out throughout the course and its weight will be taken into account. To pass the subject, the student’s final grade must be equal to or greater than 5.

Final Exam:

The students who do not pass the subject by continuous assessment or who would like to improve their grades, will have the right to take the Final Exam set in the academic calendar, prevailing, in any case, the best of both grades. This global assessment will be equivalent to the continuous assessment test described and will have the 100% weight in the final grade. This Final Exam will consist of an individual written exam whose contents may have both theoretical and practical nature. To pass the subject, the student’s final grade must be equal to or greater than 5.

SECOND CALL

Final Exam:

The students who do not pass the subject in the first call may take the Final Exam set in the academic calendar for the second call. This Final Exam will consist of an individual written exam whose contents may have both theoretical and practical nature. To pass the subject, the student’s final grade must be equal to or greater than 5.

ASSESSMENT CRITERIA

  • The understanding of the ballistics concepts used to solve the problems.
  • The use of appropriate strategies and procedures in their resolution.
  • The use of clear and detailed explanations justifying the answers.
  • The correct interpretation of the obtained results.
  • The correct use of the terminology and the notation of the subject.
  • The orderly, clear and organized exposition of the used procedures.
  • The proper use of software, if applicable.
  • The result and final quality of the work, if applicable.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The approach, methodology and assessment of this course is prepared to be equivalent in any teaching scenario. It will be adjusted to the socio-sanitary conditions of each moment, as well as to the indications given by the competent authorities.

The learning process designed for the course is based on the following items:

  • Lectures.
  • Theoretical essays and practical assessments, complemented by real experiments.
  • Computer lab sessions where students should show their knowledge of the theoretical bases of the subject.
  • Active learning: solving problems and studying topics posed by the teacher.

4.2. Learning tasks

The learning activities are detailed in the section 3.

4.3. Syllabus

Interior Ballistics

  1. Interior ballistic elements.
  2. Fuzes, bombs and multipliers.
  3. Interior ballistic in ordnance.

Exterior Ballistics

  • Vacuum ballistic.
  • Projectile equation in atmosphere.
  • Aerodynamic drag.
  • Point mass model.
  • Ballistics corrections.
  • Rigid body model.
  • Dispersion Measures.
  • Shooting table.

Terminal Ballistics

  • Introduction
  • HE projectile effects.
  • AP projectile effects.
  • Special projectile effects.

4.4. Course planning and calendar

The schedule of lectures and assessment tasks and essays submission deadlines will be announced by the professor in class and on the Moodle platform (ADD).

There are two kind of activities in the course.

The class activities are:

  • Lectures
  • Problem solving classes
  • Computer lab sessions
  • Essay presentations

Homework:

  • Group activities and essays
  • Practical assessments
  • Self-study

Key dates (exams and deadlines) will be announced by the profesor in class and in the Moodle platform.

4.5. Bibliography and recommended resources

Bibliography available at: http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=30150


Curso Académico: 2022/23

563 - Graduado en Ingeniería de Organización Industrial

30150 - Balística


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
30150 - Balística
Centro académico:
179 - Centro Universitario de la Defensa - Zaragoza
Titulación:
563 - Graduado en Ingeniería de Organización Industrial
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

  • Obtener las ecuaciones que definen la trayectoria de un proyectil en el vacío.
  • Explicar cómo se ve afectada la trayectoria de un proyectil al tener en consideración la atmósfera y la resistencia aerodinámica.
  • Aplicar las correcciones necesarias a la trayectoria del proyectil que permitan pasar de unas condiciones normalizadas a otras más realistas.
  • Explicar el fundamento de la dispersión del tiro relacionándolo con las reglas del tiro.
  • Determinar las fuerzas y momentos que actúan sobre un proyectil como consecuencia de la resistencia del aire.
  • Aplicar el modelo modificado de la masa puntual con el fin de mejorar los cálculos balísticos en la determinación de las trayectorias.
  • Evaluar los diferentes efectos que se pueden conseguir con los distintos proyectiles y en qué clase de objetivos se emplea cada munición.
  • Evaluar el uso de la munición de artillería de cañón y la munición de artillería cohete según el objetivo, con sus ventajas e inconvenientes.
  • Explicar la necesidad de homogeneizar los efectos de los proyectiles dentro de los países de la OTAN.

Perfil Defensa: Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro: Industria, innovación e infraestructuras (9); Paz, justicia e instituciones sólidas (16).

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura forma parte del Módulo Optativo denominado Sistemas de Radar y Misiles del Grado en Ingeniería de Organización Industrial de la Universidad de Zaragoza, en el perfil Defensa.

Perfil Defensa: Esta asignatura contribuye a la formación de los Oficiales del Ejército de Tierra, aportando conocimientos básicos sobre la balística y el comportamiento de proyectiles y desarrollando las habilidades que necesitan los Oficiales del Ejército de Tierra de la especialidad fundamental de Artillería para desempeñar su misión y contribuir con ello al desarrollo de su carrera profesional. 

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se trata de una asignatura de la especialidad, que para poder cursarla, el alumno debe haber superado la mayor parte de la titulación hasta el tercer curso, por lo que debería estar en condiciones de cursarla con éxito. Más concretamente, para poder seguir sin dificultad esta asignatura y estar en condiciones de superarla con éxito el alumno debe tener conocimientos de álgebra, cálculo diferencial e integral en una y varias variables, cinemática y dinámica.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar esta asignatura se contribuye a que el alumno adquiera las siguientes competencias:

Competencias básicas y generales

  • C02 - Capacidad para planificar, presupuestar, organizar, dirigir y controlar tareas, personas y recursos.
  • C04 - Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.
  • C06 - Capacidad para comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en castellano.
  • C09 - Capacidad para trabajar en un en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe.
  • C11 - Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.

Competencias específicas

  • C58 - Conocer los fundamentos Matemáticos, balísticos y sistemas de guiado de misiles aplicables a los procedimientos del tiro de los sistemas de armas de Artillería.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar haber alcanzado los siguientes resultados de aprendizaje:

  • Analizar los movimientos de un proyectil en el interior y exterior del cañón.
  • Analizar las interacciones proyectil-cañón.
  • Reconocer los mecanismos de la penetración, destrucción, fragmentación y la protección necesaria.
  • Calcular la dispersión balística.
  • Predecir los efectos producidos por un proyectil.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El estudiante que supere esta asignatura habrá alcanzado los resultados de aprendizaje que se mencionan en el apartado anterior. Todos ellos son básicos para un futuro Artillero del Ejército de Tierra por lo que es fundamental superar con éxito la asignatura para garantizar la capacidad de afrontar con éxito las actividades futuras de un Teniente de Artillería. Además estos resultados son la base para continuar con el estudio en profundidad de temas relativos al arma de Artillería en la correspondiente Academia de Artillería de Segovia. 

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

PRIMERA CONVOCATORIA

Evaluación continua:

El estudiante podrá superar el total de la asignatura por el procedimiento de evaluación continua. Para ello deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante la superación de los instrumentos de evaluación que se indican a continuación y que se realizarán a lo largo del cuatrimestre:

  • Entregables (excluido trabajo en grupo). A lo largo del cuatrimestre se realizarán diferentes actividades entregables que formarán parte de la evaluación continua de la asignatura. El número específico de actividades será determinado por el desarrollo de la asignatura a lo largo del curso. Su peso en la nota final es de un 20%.
  • Trabajo en grupo. Consistirá en la realización de un trabajo en grupo sobre uno de los contenidos de la asignatura que los alumnos deberán entregar y exponer en el aula. Su peso en la nota final es de un 40%.
  • Examen escrito. Consistirá en la realización de una prueba escrita de todos los contenidos teórico-prácticos de la asignatura. Su peso en la nota final es de un 40%.

La calificación final de evaluación continua (100%) se calculará según el peso específico de cada prueba de evaluación continua, sin el requisito de alcanzar una nota mínima en cada una de las pruebas. Para superar la asignatura, el alumno deberá obtener una nota final mayor o igual a 5.

Prueba global:

Los estudiantes que no superen la asignatura por evaluación continua o que quieran mejorar su calificación, tendrán derecho a presentarse a la Prueba global fijada en el calendario académico, prevaleciendo, en cualquier caso, la mejor de las calificaciones obtenidas. Esta prueba global tendrá un peso del 100% en la nota final. Consistirá en un examen escrito con dos partes: una primera con cuestiones teórico-prácticas y una segunda con problemas de desarrollo. Para superar la asignatura, el alumno deberá obtener una nota final mayor o igual a 5.

SEGUNDA CONVOCATORIA

Prueba global:

Los estudiantes que no superen la asignatura en la primera convocatoria podrán presentarse a una Prueba global fijada en el calendario académico para la segunda convocatoria. Esta prueba global consistirá en un examen con dos partes: una primera con cuestiones teórico-prácticas y una segunda con problemas de desarrollo y tendrá un peso del 100% en la nota final. Para superar la asignatura, el alumno deberá obtener una nota final mayor o igual a 5.

Criterios de evaluación de las pruebas

Tanto en las pruebas realizadas durante el periodo lectivo como en el Prueba global se tendrán en cuenta los siguientes criterios:

  • La compresión de los conceptos de balística interior, exterior y de efectos usados para resolver los problemas planteados.
  • El uso de estrategias y procedimientos adecuados en su resolución.
  • El uso de explicaciones claras y detalladas con justificación de las respuestas.
  • La correcta interpretación de los resultados obtenidos.
  • El uso correcto de la terminología y la notación propia de la asignatura.
  • La exposición ordenada, clara y organizada de los procedimientos utilizados.
  • El uso adecuado de software (si procede).
  • El resultado y calidad final del trabajo (si procede).

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El planteamiento, metodología y evaluación de esta guía están preparados para ser los mismos en cualquier escenario de docencia. Se ajustarán a las condiciones socio-sanitarias de cada momento, así como a las indicaciones dadas por las autoridades competentes.

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

  • Expositiva por parte del profesor.
  • Enseñanza teórica, complementada con problemas y con demostraciones prácticas.
  • Enseñanza práctica en los laboratorios en donde el alumno debe demostrar de forma práctica el dominio de los conocimientos teóricos a base de tareas.
  • Participación activa del alumno planeando y resolviendo temas planteados por el profesor.

Para ello se aplicarán las siguientes metodologías docentes:

  • Clase presencial.
  • Aprendizaje basado en problemas.
  • Clases prácticas.
  • Trabajos teórico - prácticos.
  • Estudio teórico - práctico.
  • Tutorías.

4.2. Actividades de aprendizaje

Siguiendo la memoria de verificación de graduado o graduada en Ingeniería de Organización Industrial, las actividades de aprendizaje son las que se mencionan a continuación, en las cuales se indica el número de horas (sobre el total de las 150 horas de los 6 créditos ECTS), siendo el porcentaje de presencialidad en cada actividad de un 40%.

  • Estudio y comprensión de conceptos de balística interior (25 horas).
  • Estudio y comprensión de conceptos de balística exterior (75 horas).
  • Estudio y comprensión de conceptos de balística de efectos (50 horas).

4.3. Programa

Balística interior

  • Elementos de la Balística Interior.
  • Espoletas, artificios y multiplicadores.
  • Balística interior en cañones convencionales.

Balística exterior

  • Balística del vacío.
  • Ecuaciones generales del proyectil en la atmósfera.
  • Resistencia aerodinámica.
  • Modelo de la masa puntual.
  • Correcciones balísticas.
  • Modelo del sólido rígido.
  • Dispersión de tiro
  • Tablas de tiro

Balística de efectos

  • Introducción.
  • Efectos del proyectil rompedor.
  • Efectos del proyectil perforante.
  • Efectos de los proyectiles especiales.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

El calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos se anunciará por parte del profesor, tanto en clase como a través de la plataforma de apoyo moodle. La asignatura comprende actividades presenciales y no presenciales.

Las actividades presenciales serán las siguientes:

  • Clase magistral.
  • Resolución de problemas y casos.
  • Prácticas en el aula.
  • Exposición de los trabajos.

Las actividades no presenciales serán las

  • Trabajos en grupos.
  • Ejercicios prácticos.
  • Estudio autónomo del alumno.

Las fechas clave de la asignatura (fechas de las pruebas parciales, entregas de casos prácticos, etcétera) serán anunciados por el profesor en clase y en la plataforma moodle del ADD, con suficiente antelación para la realización de las mismas.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

Bibliografía disponible en: http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=30150