航空模型的设计与制作教学大纲.doc

《航空模型的设计与制作》教学大纲 课程编码： 讲课学时：6学时 实践学时:10学时 课程性质：通识拓展选修 学分：1 授课对象：全校本科生 先修课程：无 开课学院：工程实训中心 课程性质、目的和要求 本课程为工程实训中心新开自然科学类全校选修课，面向全校本科生，旨在提高学生的动手能力与加强创新思维方式的培养。 航空模型是普及航空知识的玩具，也是进行飞机设计时的验证原型，其涉及机械、电子、材料、流体力学等方面的知识，是一类比较具有活力的运动形式，也是青少年特别感兴趣的一类事物。航空模型同时集科学性、娱乐性、实用性于一体，可以为参与者提供极大的全方位的锻炼。 本课程将简要梳理航空模型的相关知识，包括航空史、飞行原理、制作工艺、控制策略、竞赛种类以及创新设计，把航空模型这一领域的种种展现给学生，为其提供一个较为开阔的视野，任其驰骋。航空模型涉及机械、电子、材料、航空学等多学科交叉内容，分组让不同专业的学生协作完成航模设计与制作，可以起到以下三个方面的作用：1、让各专业学生充分利用所学专业知识、发挥专业特长；2、培养学生的团队合作能力；3、在扩充新的知识领域的同时培养发散性创新思维，锻炼动手能力。 课程的目的在于让学生在扩充新的知识领域的同时培养发散性创新性思维，锻炼动手能力。课程要求学生在完成基础知识的学习后积极参与创新讨论，提出和展示自己的设计思路，形成设计报告，实践环节要求学生能动手参与到制作过程中，获得锻炼并能享受这个过程和形成最终成果的成就感。 教学内容、要点和课时安排 理论授课环节：航空模型基础知识讲解 概述：航空发展史与航空模型及其分类（1课时） 教学目的：通过对人类航空探索历程的介绍，让学生建立起人类航空史的基本知识；通过形象的展示，吸引学生的兴趣，引出后续内容，明确本课程的教学内容、教学目的和教学方法。 教学内容要点：（1）介绍人类早期的飞行幻想，著名的飞行梦事件；（2）介绍工业革命时期飞艇和飞机的发明；（3）梳理航空史上的重要节点，简要介绍各种类型的飞机的诞生和发展；（4）讲解当前世界的航空技术格局和我国的航空发展现状。（5）整理各种各样航空模型的图片、飞行视频，为学生展示各种场景下的航模飞行以及多种式样的飞机模型；（6）展示航模实物，使其对航空模型建立形象的概念和认知；（7）简介航空模型的发展史，展示早期的航模照片；（8）对航空模型进行分类，让学生能正确识别各种类型的航空模型。 基本飞行原理与计算机模拟飞行软件介绍（1课时） 教学目的：通过本节的教学让学生明白飞机的基本飞行原理和舵面控制作用，并能够在计算机上进行模拟飞行体验。 教学内容要点：（1）讲解固定翼飞机的常规布局和特殊布局、固定翼飞机机翼产生升力的原理、固定翼飞机的舵面控制效应；（2）讲解直升飞机的升力来源与控制原理，同时做适当扩展，对变种直升机比如四旋翼飞机、共轴双桨直升机做一定程度的介绍；（3）讲解其他飞行器，比如热气球、飞艇、旋翼机、扑翼机等，的基本飞行原理。 遥控航空模型的结构与控制原理（1课时） 教学目的：对本课程的研究对象做深入的剖析，让学生明白航空模型的内部是什么样的，其控制又是如何实现的。 教学内容要点：（1）综述遥控模型的整个控制链路，简要讲解无线电控制的实现与控制伺服器（舵机）原理；（2）以固定翼飞机为例，介绍模型飞机的基本结构；（3）根据动力源的形式，按电动和油动对模型飞机的动力系统做介绍，并延伸能源的形式，即电动模型的动力电池种类与特性和油动模型的燃料及其成分配比，列举处于安全性考虑的注意事项。 航空模型与无人机及其在航空发展中的作用（1学时） 教学目的：航空模型与无人机具有及其紧密的联系，本节教学需要让学生明白无人机的基本组成架构及其与航空模型的关系、解航空模型在航空业发展中起到的作用及其重要性。 教学内容要点：（1）无人机基础知识，包括无人机的用途、分类、系统结构等部分；（2）无人机的发展简史；（3）无人机与航空模型的关系；（4）航空模型在培养航空人才方面的作用；（5）航空模型在新型航空器设计中的验证作用。 航空模型竞赛（1学时） 教学目的：扩展学生的视野，使其了解目前的一些与航模相关的竞赛，重点学习与高校学生关系紧密的全国科研类航空航天模型锦标赛。 教学内容：（1）介绍体育性的竞技赛事，包括航模公开赛、航模锦标赛和3D飞行世锦赛等赛事中的各个子项目；（2）介绍创新性航空模型在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品大赛中的角色；（3）重点介绍以高校学生和科研单位为主要参赛对象的全国科研类航空航天模型锦标赛，讲解其中的典型赛事规程，参赛申请流程，并展示比赛图片和赛事已取得的一些记录；（4）介绍一些国外的著名航模赛事。 航模制作概述及固定翼飞机模型的制作工艺简介（1课时）