航模课培训

灵宝市青少年学生校外活动中心航模课教案2012.3.1航模教师培训课程张岩第一节航空模型基础知识一、教学目的：1、巩固提高航空模型的基础知识，了解开展航空模型活动的作用及一些常用术语；2、丰富航模知识，激发学习兴趣，增强参与意识二、教学重难点：重点：了解航模基础知识，培养兴趣难点：常用术语在航模制作中的作用三、教学过程：（一）、什么叫航空模型。国际航联制定的竞赛规则里明确规定“航空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有发动机的，不能载人的航空器，就叫航空模型。其技术要求是：最大飞行重量同燃料在内为五千克；最大升力面积一百五十平方分米；最大的翼载荷100克/平方分米；活塞式发动机最大工作容积10亳升。1．什么叫飞机模型一般认为不能飞行的，以某种飞机的实际尺寸按一定比例制作的模型叫飞机模型。2、什么叫模型飞机一般称能在空中飞行的模型为模型飞机，叫航空模型。（二）、开展航空模型活动的作用航空模型是各种航空器模型的总称。它包括模型飞机和其他模型飞行器。航空模型活动从一开始起就引起人们浓厚的兴趣，而且千百年来长盛不衰．主要原因就在于它在航空事业的发展和科技人才的培养方面，起着十分重要的作用。1．航空模型是探索飞行奥秘的工具人类自古以来就幻想着飞行。昆虫、岛禽、风吹起树叶和上升的炊烟，都曾引起过人类飞行的遐想。西汉刘安在《淮南子》中记载着后羿的妻子嫦娥偷食了长生药而飞上月宫的美妙故事。这反映了古人对飞行的追求和向往。在载人的航空器出现之前，人类就创造了许多能飞的航空摸型。不断地探索着飞行的奥秘。距今两千多年前的春秋战国时期．我们的祖先就制作出能飞的木鸟模型。《韩非子》记载着：“墨子为木鸢，三年而成，飞一日而败。”宋朝李昉等人编的《太平御宽》中也有“张衡尝作木鸟，假以羽翩，腹中施机，能飞数里”的记载。另外，还制作出种类繁多的孔明灯、风筝和竹蜻艇等。唐代以后，我国的风筝传到国外，在世界上流传开来。西方有人用风筝敢飞行试验，探索制造飞机的可能。美国的莱特兄弟是世界上第一架飞机的制作者，他们的飞机在1908年12月17日试飞成功。他们就是先用大风筝进行种种试，然后制造出滑翔机，解决了升降，平衡，转弯等问题，最后才把飞机制造成功的。在飞机发明之前，航空模型具有强烈的探索性质，在飞机发明之后，航空模型仍然是研究航空科学的必要工具。每一种新飞机的试制，都要先在风洞里用模型进行试验，甚至连航天飞机这样先进的航天器，也要经过模型试验阶段，取得必要的数据，才能获得成功。飞机和模型飞机之所以能飞起来，是因为机翼的升力克服了重力。机翼的升力是机翼上下空气压力差形成的。当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加大(伯努利定律)。这是造成机翼上下压力差的原因。机翼上下流速变化的原因有两个：a、不对称的翼型；b、机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲(平凸型)和上下弧都向上弯曲(凹凸型)。对称翼型则必须有一定的机翼和水平尾翼除产生升力外也产生阻力，其他部件一般只产生阻力。（三）、模型飞机的组成模型飞机一般与载人的飞机一样，主要由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机五部分组成。1、机翼––是模型飞机在飞行时产生升力的装置，并能保持模型飞机飞机飞行时的横侧安定。2、尾翼––包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰安定，垂直尾翼保持模型飞机飞行时的方向安定。水平尾翼上的升降舵能控制模型飞机的升降，垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞行方向3、机身––将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。同时机身内可以装载必要的控制机件，设备和燃料等。4、起落架––供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架，后面两面三个起落架叫前三点式；前部两面三个起落架，后面一个起落架叫后三点式。5、发动机––它是模型飞机产生飞行动力的装置。模型飞机常用的动力装置有：橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。（四）、航空模型技术常用术语1、翼展––机翼（尾翼）左右翼尖间的直线距离。（穿过机身部分也计算在内）。2、机身全长––模型飞机最前端到最末端的直线距离。3、重心––模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心。4、翼型––机翼或尾翼的横剖面形状。5、翼弦––前后缘之间的连线。6、展弦比––翼展与平均翼弦长度的比值。展弦比大说明机翼狭长。（五）、关于航模的一些基本问题1、升力和阻力飞机和模型飞机之所以能飞起来，是因为机翼的升力克服了重力。机翼的升力是机翼上下空气压力差形成的。当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加大(伯努利定律)。这是造成机翼上下压力差的原因。机翼上下流速变化的原因有两个：a、不对称的翼型；b、机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲(平凸型)和上下弧都向上弯曲(凹凸型)。对称翼型则必须有一定的迎角才产生升力。升力的大小主要取决于四个因素：a、升力与机翼面积成正比；b、升力和飞机速度的平方成正比。同样条件下，飞行速度越快升力越大；c、升力与翼型有关，通常不对称翼型机翼的升力较大；d、升力与迎角有关，小迎角时升力(系数)随迎角直线增长，到一定界限后迎角增大升力反而急速减小，这个分界叫临界迎角。机翼和水平尾翼除产生升力外也产生阻力，其他部件一般只产生阻力。2、平飞水平匀速直线飞行叫平飞。平飞是最基本的飞行姿态。维持平飞的条件是：升力等于重力，拉力等于阻力。由于升力、阻力都和飞行速度有关，一架原来平飞中的模型如果增大了马力，拉力就会大于阻力使飞行速度加快。飞行速度加快后，升力随之增大，升力大于重力模型将逐渐爬升。为了使模型在较大马力和飞行速度下仍保持平飞，就必须相应减小迎角。反之，为了使模型在较小马力和速度条件下维持平飞，就必须相应的加大迎角。所以操纵(调整)模型到平飞状态，实质上是发动机马力和飞行迎角的正确匹配。3、爬升前面提到模型平飞时如加大马力就转为爬升的情况。爬升轨迹与水平面形成的夹角叫爬升角。一定马力在一定爬升角条件下可能达到新的力平衡，模型进入稳定爬升状态(速度和爬角都保持不变)。稳定爬升的具体条件是：拉力等于阻力加重力向后的分力(F=X十Gsinθ)；升力等于重力的另一分力(Y=GCosθ)。爬升时一部分重力由拉力负担，所以需要较大的拉力，升力的负担反而减少了。和平飞相似，为了保持一定爬升角条件下的稳定爬升，也需要马力和迎角的恰当匹配。打破了这种匹配将不能保持稳定爬升。例如马力增大将引起速度增大，升力增大，使爬升角增大。如马力太大，将使爬升角不断增大，模型沿弧形轨迹爬升，这就是常见的拉翻现象。4、滑翔滑翔是没有动力的飞行。滑翔时，模型的阻力由重力的分力平衡，所以滑翔只能沿斜线向下飞行。滑翔轨迹与水平面的夹角叫滑翔角。稳定滑翔(滑翔角、滑翔速度均保持不变)的条件是：阻力等于重力的向前分力(X=GSinθ)；升力等于重力的另一分力(Y=GCosθ)。滑翔角是滑翔性能的重要方面。滑翔角越小，在同一高度的滑翔距离越远。滑翔距离(L)与下降高度(h)的比值叫滑翔比(k)，滑翔比等于滑翔角的余切滑翔比，等于模型升力与阻力之比(升阻比)。Ctgθ=1/h=k。滑翔速度是滑翔性能的另一个重要方面。模型升力系数越大，滑翔速度越小；模型翼载荷越大，滑翔速度越大。调整某一架模型飞机时，主要用升降调整片和重心前后移动来改变机翼迎角以达到改变滑翔状态的目的。第二节航模飞机制作一、项目介绍：通过制作杆身飞机模型，让学生了解飞机的飞行原理，同时提高他们动手实践的能力。二、教学目标：1.实践目标：了解飞机的飞行原理，让学生在实践中探索。2.技能目标：通过学生自己动手操作，制作出一架简单的飞机模型，锻炼动手能力，培养创新精神和实践能力。3.德育目标：通过相关领域介绍，培养学生的爱国情感。三、教学方式：1.教师引导：教师引导学生探讨飞机的起源、分类以及飞机的飞行原理，总结讲解飞机的飞行原理。2.制作：学生动手制作无动力式飞机模型。3.指导试飞：学生制作完毕后，集体到固定场地试飞，检验劳动成果。4.分组调试：学生制作的飞机不能保证每架都能有很好的飞行效果。针对出现问题的飞机，教师指导，学生集体讨论，分析问题的来源，然后进行调试，使飞机达到最佳的飞行效果。5.总结心得：项目结束之后，学生坐在一起谈谈个人的收获、心得。四、教学过程：1.引入课程：通过飞机相关领域介绍，从人们对飞行的幻想，一次次失败的经历，直到公元1903年12月17日，美国的莱特兄弟制造出了人类历史上的第一架飞机，这标志着人类飞行史的开始。到现在的飞机，介绍各种军用，民用飞机，由此激发学生兴趣，引入航模制作活动。２.介绍飞机的构造及飞行原理。要制作模型飞机，必须了解飞机的构造及飞行原理。接下来就此方面做如果介绍。⑴飞机的主要部件及各部件的作用。①机身——机身的主要功用是装载乘务员、旅客、武器、货物和各种设备，它可以将飞机的其他部件如机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。②机翼——机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和平衡作用。机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。机翼制作的好坏直接影响到飞机的飞行质量。③尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的作用是操纵飞机俯仰、偏转，保证飞机的平稳飞行。通过图片，模型实物来介绍飞机的各个部件。⑵飞机的升力和阻力。飞机是重于空气的飞行器，当飞机飞行在空中，就会产生作用于飞机的空气动力，飞机就是靠空气动力升空飞行的。在了解飞机升力和阻力的产生之前，还要认识空气流动的特性，即空气流动的基本规律。流动的空气就是气流，一种流体，这里要用到两个流体定理：连续性定理和伯努利定理。飞机的升力绝大部分是由机翼产生，尾翼通常产生负升力，飞机其他部分产生的升力很小，一般不考虑。从上图可以看到：空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流，分别沿机翼上、下表面流过，在机翼后缘重新汇合，向后流去。机翼上表面凸出，流管较细，说明流速加快、压力降低。而机翼下表面，气流受阻挡，流管变粗，流速减慢，压力增大。于是机翼上、下表面出现了压力差，垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。这样，重于空气的飞机借助机翼上获得的升力，克服自身因地球引力形成的重力，就可以翱翔在蓝天上了。机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正压力的作用，一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60%～80%，下表面的正压形成的升力只占总升力的20%～40%。飞机飞行在空气中会有各种阻力，阻力是与飞机运动方向相反的空气动力，它阻碍飞机的前进，这里也需要对它有所了解。按阻力产生的原因可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。①摩擦阻力——空气的物理特性之一就是黏性。当空气流过飞机表面时，由于黏性，空气同飞机表面发生摩擦，产生一个阻止飞机前进的力，这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小决定于空气的黏性、飞机的表面状况以及同空气相接触的飞机表面积。空气黏性越大，飞机表面越粗糙，飞机表面积越大，摩擦阻力就越大。②压差阻力——人在逆风中行走，会感到阻力的作用，这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。飞机的机身、尾翼等部件都会产生压差阻力。③诱导阻力——升力产生的同时还对飞机附加了一种阻力。这种因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力，是飞机为产生升力而付出的一种“代价”。其产生的过程较复杂，这里就不再详细叙述。④干扰阻力——它是飞机各部分之间因气流相互干扰而产生的一种额外阻力。这种阻力容易产生在机身和机翼、机身和尾翼、机翼和发动机短舱、机翼和副油箱之间。以上四种阻力是对低速飞机而言，至于高速飞机，除了也有这些阻力外，还会产生波阻等其他阻力。⑶影响升力和阻力的因素。