海阔凭鱼跃 沈海军的航空与纳米 ...分享 http://blog.sciencenet.cn/u/沈海军 同济大学 教授Email:SHJ@tongji.edu.cn /SHJ@nuaa.edu.cn 版权所有

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同济学子“再造”梁山英雄,水浒好汉飞机齐飞蓝天

已有 3646 次阅读 2018-8-10 21:17 |系统分类:教学心得|关键词:学者

     轻轻一甩手,一架架脸盆大小的武松、李逵等《水浒传》卡通人物形象遥控飞机便即刻起飞,并在空中盘旋、翱翔……8月9日下午,同济大学航空航天与力学学院(简称“航力学院”)举办了2018年同济大学微型飞机大赛暨《微型飞机设计、制作》课程作品展。参加本次大赛的为航力学院2020届航空专业的40余名位大二学生,他们共分为13组,提交了今年暑期《小飞机设计与制作》实践课程上刚刚完成的作品:晁盖、李逵、武松、吴用、鲁智深、呼延灼、关胜、宋江、林冲、阮小二、柴进、扈三娘、董平等《水浒传》卡通人物形象电动遥控飞机13架、人物面具13尊、水浒人物扑翼机12套、人物/飞机混搭葫芦雕刻作品12件。其中,13架梁山好汉形象的飞机都已成功飞上了蓝天。

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《水浒传》卡通人物飞机试飞现场

l  设计、制作《水浒传》卡通人物飞机

本次参展的13架水浒卡通人物飞机均为固定翼,翼展和机身长度在40cm左右。飞机设计时,13组同学充分发挥了自己的想象力,根据武松、李逵、宋江等《水浒传》人物的形态,以卡通的方式将人物形象融入各自飞机。所有飞机采用2.4GHZ无线遥控,4通的微型接收机,遥控范围数百米左右,适于室内外飞行。这些可爱的卡通人物飞机个个形象夸张,有的凶神恶煞,有的仪表从容,有的嫉恶如仇……

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“林冲”飞机                “鲁智深”飞机

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“阮小二”飞机                “呼延灼”飞机

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“关胜”飞机                    “武松”飞机

13架卡通飞机的布局构思各不相同。“林冲”飞机巧妙地将穿坎肩的“豹子头”形象设计成近似三角翼布局的机身,坎肩后背作为垂直安定面;“阮小二”飞机则以“打鱼归来的渔夫”形象作为机身,两条鱼作为垂直安定面;“柴进”飞机以中规中矩的柴进形体为机身,双脚作为升降舵;“李逵”飞机最为可爱,憨态可掬的李逵外轮廓作作机体,高举的大斧子和额头被用来作控制飞机姿态的舵面……13款《水浒传》卡通人物飞机各个色泽鲜艳,显得格外逼真。

为了减轻重量,所有卡通飞机的机身和机翼均采用直径5毫米厚的KT板制成。动力采用7.4伏可充电的小锂电池;发动机为重量9克的微型无刷电机,可为飞机提供约80克的拉力。发动机架采用3mm厚的椴木层板制成,将微型电机牢牢固定在机头位置。

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水浒飞机莱特兄弟风洞试验

值得一提的是,在上述13梁山好汉飞机的设计过程中,每架飞机都经历了风洞吹风试验和动力测试实验。更有趣的是,风洞试验使用的是同济大学复原的1900年莱特兄弟所使用的1:1风洞。缩小版的《水浒人物》飞机被放置于莱特兄弟的风洞中,获取相应飞机的升力和阻力等气动性能数据,并考察其是否与动力系统相匹配。

 “本次暑期《小飞机设计、制作》课程设计是一次集趣味性、文艺性和科学性为一体的教学实践,其目的是希望提高学生们的文艺素养,培养学生们的创新能力和知识综合应用能力,是航空专业课程思政改革的一次大胆尝试。去年我们推出了《西游记》人物飞机(见附录),明后年还将陆续推出《三国》和《红楼梦》系列飞机。将中国古典文学人物一一设计成飞机,这对于工科学生的科技艺术修养和科学实践能力来说,是不小的挑战。”本次课程的指导教师沈海军教授说。

l  水浒传人物面具、扑翼机构与葫芦雕艺作品

在课程作品展中,除13架《水浒传》人物飞机以外,同学们还展示了课程初期自制的《水浒传》卡通人物面具、扑翼机构各12尊,也同样引人注目。

之所以要设计、制作《水浒传》卡通人物面具和扑翼机构,目的有三。首先是为后期《水浒传》人物飞机的设计选型,因为要将卡通人物融入飞机设计,就首先要熟悉人物形貌的特点。其二是通过相对简单的《水浒传》人物面具、三维机构设计与手工制作,熟悉CAD软件、激光切割机、材料工具、原料等的使用经验与技巧。其三,通过扑翼机构设计与制作,了解扑翼飞机的工作原理。

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(a)阮小二组作品                 (b)关胜组作品

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(c)柴进组作品                      (d)扈三娘组作品

《水浒传》主题作品:卡通人物面具、扑翼机构与葫芦雕刻艺 

为了完成上述工作,同学们首先通过网络查取相应的《水浒传》卡通人物图片,然后据此抽象并绘制出各自人物面具及扑翼机构的 CAD模型/图纸。紧接着,对上述图纸中的各部件进行排版,并通过激光雕刻机雕刻椴木层板,得到相应《水浒传》人物面具及扑翼机构的部件。然后,拼装各部件并胶结,得到《水浒传》人物面具及扑翼机构的模型样品。最后,涂装、上色,一尊尊栩栩如生的《水浒传》人物面具、扑翼机构便大功告成。

同学们手摇着自己制作的扑翼机构,武松,李逵,宋江…等好汉便张开翅膀,上下浮动,翩翩起舞。

值得一体的是,此课程中同学们还亲手雕刻了葫芦艺术作品12件。这些葫芦表面雕刻的图案为水浒人物与飞机混搭。既有梁山的众多英雄好汉,也有中国歼10、C919、运20、预警2000等国产飞机,彰显了同济航空学子们远大的蓝天梦想。  

附:超链接 “2017年同济大学学子放飞《西游记》卡通人物飞机”,网址:http://www.sohu.com/a/162955065_210176



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3 王宏琳 孙冰 ljxm

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