航空模型的设计与制作-贵州大学贵州大学工程实训中心

1、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：工程实训中心一、 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

2、， 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

3、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1. 理论授课环节：航空模型基础知识讲解第一节 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

4、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。第二节 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； （

5、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。第三节 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

6、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。第四节 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。第五节 航空模型竞赛（ 1 学时） 教学目的：扩展学生的视野，使其了

7、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。第六节 航模制作概述及固定翼飞机模型的制作工艺简介（ 1 课时） 教学目的：让学生了解各类航空模型的制作形式和

8、制作所需材料，以及针对 三类材料的三种典型的固定翼飞机模型制作工艺， 并了解航模制作中的一些辅助 机械设备。教学内容要点：（1）直升机的制作方式；（2）旋翼机的制作方式； （3）飞艇 的制作方式（ 4）固定翼的制作方式。 （5）介绍比较著名的航空模型厂商及其典 型产品（ 6）航模制作材料简介； （7）轻木蒙皮结构的固定翼飞机结构及其制作 工艺；（8）采用玻璃纤维网或碳纤维网与环氧树脂为基本材料的固定翼飞机制作 工艺；（9）采用发泡材料，比如KT板、EPS泡沫、EPO泡沫、EPP泡沫等，的固 定翼飞机的制作工艺。 （10）介绍激光切割机、雕刻机、电热丝切割机等航模制 作所需的辅助设备。2. 实践

9、环节：第七节 一种固定翼模型飞机的制作流程（ 1 学时）教学目的：使学生掌握一种固定翼模型飞机的制作方法与流程，以及制作过 程当中的一些注意事项。教学内容要点：以最经典的轻木蒙皮结构固定翼飞机制作为例，展示此类飞 机制作的整个流程。（1）机翼翼型、机身骨架结构的设计与排版切割； （2）机翼、 机身等模块的骨架搭建与粘接； （3）机翼与机身蒙皮操作； （4）电子设备安装； （5）整体组装与重心调节、试飞。第八节 航空模型的创新设计展示与创新设计讨论（ 1 学时） 教学目的：通过展示，让学生了解当前航空模型领域的创新设计形式及成果， 启发其创造性；通过课堂讨论，启发学生的思路，同时完成分组。教学内

10、容要点：（1）展示各种各样的创新航模设计，并对部分创新设计进行 一定程度的讲解，让学生明白设计者的设计意图与实现方式； （2）课堂讨论，把 握课堂节奏，注意引导创新； （ 3）布置课后任务：以小组为单位完成一份创新设 计，并做好相应展示材料。第九节 航模创新设计展示（ 2 学时）教学目的：本节为学生展示环节，训练学生做报告的能力。教学内容要点：（1）由小组成员对课后的创新设计做成果展示（以 PPT的形 式）；（2）现场提问与讨论，要求全体学生以答辩的形式参与其中； （ 3）对每一 组的设计与报告做评价和总结，完成成绩记录。第十节 航空模型制作实践（ 6 学时）教学目的：本课程的实践环节要求学生

11、以小组为单位， 根据课堂讲授的知识， 按照小组的创新设计或者常规设计制作一个完整的模型飞机； 该环节充分利用工 程实训中心的设备和场地，锻炼学生的动手能力。教学内容要点：（1）复习航模制作的基本步骤和要点； （2）指导学生进行实 践制作；（ 3）指导学生进行组件装配； （ 5）对学生制作作品进行点评，完成成绩 记录； （4）实践过程中的安全问题及注意事项。三、教学方法按照教学内容，本课程将采用课堂讲授、 课堂讨论以及实践操作等教学方法。 通过推荐参考书目和授课， 为学生提供关于航空模型的相关知识， 授课环节可以 提供丰富的展示方式， 包括图片展示、 动画展示以及实物展示等。 课堂讨论与课 堂展示可以启迪学生的创新思维， 展示其创新设计成果。 而实践环节则体现了工 程实训中心的特色，让学生实际动手操作，完成一件实际作品。四、成绩评价方式 本课程采用考查的方式完成学生最终成绩的评定。成绩来源分三个部分：一 是平时到课率及课堂表现， 占总成绩的 20%，到课率由课堂点名环节记录，课堂 表现成绩由提问互动环节给出； 二是小组创新设计报告及展示成绩， 占总成绩的 40%，设计报告按创新性、合理性、可行性三部分进行评分，设计