航空模型工作室

朱辰歡　翟立原

工作室概況

活動背景

航空模型制作體驗(yàn)活動，最早興起于美國、德國、日本等國家，是青少年科學(xué)活動的重要內(nèi)容之一。目前，航空模型制作體驗(yàn)活動已在我國各地廣泛開展，深受青少年喜愛，該項(xiàng)活動涉及科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，是STEM教育的典型應(yīng)用之一。國家體育總局、教育部和中國科協(xié)，每年都要舉行全國性青少年航空模型競賽活動。

航空模型制作體驗(yàn)活動，是指青少年將空域飛行器實(shí)物按一定比例仿真縮小制作，或自己設(shè)計創(chuàng)作，或利用給定部件組裝搭建，最終制作成航空模型作品的活動。而制作完成的航空模型作品通常具有模仿航空飛行器外觀或模擬其運(yùn)動狀態(tài)的特征。

活動目標(biāo)

使青少年了解與空域相關(guān)的飛行器的知識體系概況，掌握與航空模型相關(guān)的固定翼、直升機(jī)等各類飛行器模型設(shè)計與制作的基本原理和方法，提高他們對上述科學(xué)領(lǐng)域的濃厚興趣；引導(dǎo)他們熟練掌握識圖、工具使用和黏合等相關(guān)技能；鼓勵他們拓展空間想象力，嘗試創(chuàng)造性思維，鍛煉手腦結(jié)合制作上述豐富多彩模型的能力；提高他們操縱上述模型飛行的調(diào)控能力，培養(yǎng)其競爭意識和意志力等心理品質(zhì)。

場地設(shè)施條件

場地條件

具備使用面積為60-80平方米的固定活動場所、相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備（桌椅、活動器材存放柜、水電接口、應(yīng)急設(shè)施等），以及配合活動所需要的室外場地（需要足球場或籃球場那樣大小的空間）等。

設(shè)施條件（約20萬元）

科技輔導(dǎo)員專用設(shè)施 臺式計算機(jī)、投影儀及投影屏幕；電烙鐵焊臺、電動打磨套件、激光雕刻機(jī)、CNC雕刻機(jī)、泡沫切割機(jī)、3D打印機(jī)、砂帶機(jī)、砂輪機(jī)、熱風(fēng)槍、電錘、電動手槍鉆、金屬立式鉆銑床、金屬臺式車床及各類鉆頭、刀具、秒表等。

青少年專用設(shè)施 遙控飛機(jī)飛行模擬器、第一視角飛行模擬器、小型木工套裝、電子秤、銼刀套裝、鋼尺、直角尺、各類膠水、螺絲刀套裝、內(nèi)六角螺絲刀套裝、曲線鋸、小型迷你機(jī)床、充電式手槍鉆、小臺鉆、老虎鉗、斜口鉗、尖嘴鉗、臺虎鉗、萬用電表、多功能模型充電器、數(shù)字顯示游標(biāo)卡尺、鎳氫電池、鋰電池、紅外線手持式激光電子尺（20米、40米）等。

工作室輔助設(shè)施 鋼絲繩（置放飛機(jī)）、彩色激光打印機(jī)、置物箱、工具箱、工作臺、工作板、吸塵器、展櫥、貨架、網(wǎng)絡(luò)及多媒體設(shè)施等。

人員配備條件

配備1名具有一定管理經(jīng)驗(yàn)的專（兼）職管理人員和1名專（兼）職科技輔導(dǎo)員，建立3人以上科技輔導(dǎo)員志愿者隊(duì)伍。

容納青少年數(shù)量

可同時容納20名青少年參與工作室內(nèi)的活動。

開放時間

每月不少于16天。

活動內(nèi)容

航空模型相關(guān)理論知識講解（諸如初級空氣動力學(xué)、電學(xué)、材料學(xué)、控制技術(shù)、創(chuàng)新思維、設(shè)計技巧、制作技術(shù)和交流技術(shù)等）。

航空模型類制作（諸如橡筋動力模型飛機(jī)、電動模型飛機(jī)、遙控模型飛機(jī)等）。

模擬飛行（諸如戰(zhàn)斗機(jī)模擬飛行、民航客機(jī)模擬飛行；或按動力模式可以細(xì)分為手?jǐn)S、橡筋動力、電力驅(qū)動、油發(fā)驅(qū)動模擬飛行；按操縱方式可以細(xì)分為遙控類、非遙控類和線操縱類模擬飛行等）。

活動形式

講座、體驗(yàn)、培訓(xùn)和競賽等。

活動名稱

“天馳”橡筋動力模型飛機(jī)的制作與調(diào)試

活動目標(biāo)

知識與技能的掌握

通過活動培養(yǎng)青少年對模型飛機(jī)的興趣，激發(fā)他們對相關(guān)知識的強(qiáng)烈學(xué)習(xí)欲望。

使參與活動的青少年理解并熟悉“天馳”橡筋動力模型飛機(jī)的制作與調(diào)試方法，初步掌握相關(guān)技能。

通過學(xué)習(xí)與制作活動提升青少年對科學(xué)的認(rèn)知和創(chuàng)新實(shí)踐的能力。

過程與方法的理解

通過科技輔導(dǎo)員講授及指導(dǎo)，使青少年理解制作一架“天馳”橡筋動力模型飛機(jī)的過程、步驟和具體方法，并從中領(lǐng)悟科學(xué)方法的應(yīng)用對模型飛機(jī)制作的重要性。

情感態(tài)度與價值觀的升華

通過活動，引導(dǎo)青少年形成崇尚科學(xué)和熱愛航空事業(yè)的情懷，逐步樹立努力成為祖國未來建設(shè)所需要的科技創(chuàng)新后備人才的志向。

活動重點(diǎn)與難點(diǎn)

活動重點(diǎn)

認(rèn)識“天馳”橡筋動力模型飛機(jī)的各部件名稱；

學(xué)會運(yùn)用分析、歸納等科學(xué)方法探究問題，認(rèn)識4個基本舵面及其作用。

活動難點(diǎn)

嘗試根據(jù)對模型飛行姿態(tài)的綜合分析和判斷，確定調(diào)整優(yōu)化的正確方法。

活動時長

約90分鐘。

活動人數(shù)

約20人。

活動所需材料

“天馳”橡筋動力模型飛機(jī)套件20組、樣機(jī)、砂紙等。

活動過程

認(rèn)識模型飛機(jī)各部件名稱及形狀

認(rèn)識模型飛機(jī)諸如螺旋槳、機(jī)身、翼臺、尾翼架、尾鉤、機(jī)翼、垂直尾翼、水平尾翼、橡筋、定型片、加強(qiáng)片、貼紙等組成部件名稱及形狀。

制作步驟及方法

一般來說，模型飛機(jī)制作是需要按照一定規(guī)程進(jìn)行操作的。就青少年而言，不僅要學(xué)會操作，更可貴的是熟練操作，因?yàn)檫@對于他們手和腦的協(xié)調(diào)，對于其技能的訓(xùn)練有重要意義。歷史告訴我們，技術(shù)的最原始概念是熟練——熟能生巧，而巧就是技術(shù)。所以，制作模型飛機(jī)，可以視為是青少年技術(shù)教育的啟蒙。

把翼臺安裝在機(jī)身上（距離機(jī)身頂端6厘米），如圖3。

把螺旋槳安裝在機(jī)身頭部，把尾鉤、尾翼架安裝在機(jī)身；尾部，如圖4。

分別把左右機(jī)翼折出翼型，然后用貼紙固定。再分別把左右機(jī)翼折出上反角，如圖5。

分別把2片定型片用雙面膠帶固定在左右機(jī)翼下表面的上反角處，如圖6。

把雙面膠帶的一面粘在翼臺上，如圖7。

把機(jī)翼粘在翼臺上雙面膠帶的另一面上（注意左右機(jī)翼要對稱），如圖8。

在機(jī)翼合縫處貼上加強(qiáng)膠帶，如圖9。

在機(jī)翼合縫處蓋上加強(qiáng)片，并扣上小橡筋，如圖10。

在尾翼架的側(cè)邊和下表面粘上雙面膠帶，如圖11。

把水平尾翼貼在尾翼架的雙面膠帶上（注意水平尾翼要和機(jī)翼平行），如圖12。

把垂直尾翼貼在尾翼架的雙面膠帶上，如圖13。

把橡筋打結(jié)后繞2困，然后套在螺旋槳鉤和尾鉤上（結(jié)要放在尾鉤處）如圖14。

認(rèn)識4個基本舵面及作用（如表P所示）

調(diào)試方法

無動力滑翔 手握模型飛機(jī)重心點(diǎn)偏前些的位置，將模型沿水平略向下的方向輕輕送出，觀察模型飛機(jī)的飛行軌跡，并作相應(yīng)調(diào)整：如機(jī)頭輕，解決方法為升降舵向下；如機(jī)頭重，解決方法為升降舵向上；如滑翔過程中模型飛機(jī)總向一邊傾斜，則可調(diào)整副翼。

小動力試飛 將左副翼略微向下扳0.5mm，方向舵略微向右扳0.5mm，設(shè)置飛機(jī)向右盤旋（盤旋直徑約10-15m），手繞橡筋100-150圈后進(jìn)行放飛（左手拿螺旋槳，右手拿飛機(jī)重心偏前處，放飛時先放螺旋槳，后輕輕沿水平方向送出），觀察模型飛機(jī)的飛行軌跡，并作相應(yīng)調(diào)整。

大動力試飛 手繞橡筋250-300圈后進(jìn)行放飛，觀察模型飛機(jī)的飛行軌跡，并作相應(yīng)調(diào)整。