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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别人答试题,我们做飞机

已有 4323 次阅读 2016-6-15 21:45 |系统分类:教学心得|关键词:学者

高考前玩了十几年的“题海战术”,学生们除了会做题还是会做题,其他什么事都不会做;上了大学还玩这一套,真是受够了!!!!!!!!!

期末到了,老师们都忙着印试卷,学生们则忙着复习,希望能够在收获的季节取得好成绩。然而,今天下午,在同济大学航空与力学学院微小飞机实验室展厅里,50余名航空专业的大三学生们却相约到这里,手捧自己最近设计、制作的飞机模型,举行了一场别样的飞机模型作品展暨《飞机结构设计》课程考试。这种新颖的“考试”改变了传统的答卷模式,“设计者”们拿着自己精心制作的小飞机来现场展示、交流与力学测试,仿佛在举行一场飞机的鉴赏会。

图1飞机模型作品展暨《飞机结构设计》课“考场”


图2自豪地展示自己设计、制作的飞机

本次展示的20余架小飞机形态各异,有自行设计、制作的旋垂直起降飞机、宽体民航客机、超音速运输机、第六代高机动战机等“新型”飞机,现役的F117隐形轰炸、ARJ211支线客机、F16战机等知名飞机,还有莱特兄的“飞行者一号”、冯如的“冯如二号”等古董飞机,甚至还出现了传说中3000年前的古埃及“木鸟”滑翔机。这些飞机的材质均轻木或木层板,采用“激光切割、手工粘接”而成;分别由20余小组完成;每个小组包含2-3名同学。飞机最大的身长60厘米,最小的仅为12厘米。

由于是《飞机结构设计》课程的考试,故每架飞机都要求强调结构细节设计。为此,同学们先进行CAD建模,设计出各自飞机的框、桁条、翼梁、翼肋、纵墙等结构部件;然后排板,用激光雕刻机切割1-2mm厚的木板,加工出部件;最后,通过胶结,完成飞机的组装。为论证飞机结构设计的合理性,所有飞机都要求事先计算飞机关键部位的应力水平,进而校核飞机结构的强度与变形,并完成结构设计报告。

展示会上,同学们依次利用高精度激光位移计,现场测试、校核各自飞机的强度与刚度,并与设计报告中的理论计算结果进行对比。


图3  现场依次测试自己飞机的强度和刚度

测试完成后,飞机作品出众的小组介绍着自己飞机的设计、制作经验。发言者讲得兴奋而又自豪,观众则听得津津有味。


图4介绍飞机设计、制作的经验


图5学习他人的飞机结构设计报告

 末了,同学们仔细观察、对比着众多的飞机,分享着自己的“成果”,翻阅、学习着其他小组的飞机结构设计报告,久久不愿离去。

这几年,旨在全面提高学生们的知识应用、动手实践以及团队协作等素质和能力,我们一直强调将各种形式的小飞机研制与理论教学相结合,‘小题大做’,有效避免了无‘机’之谈。目前,同济大学微小飞机实验室里已经展放了300余架学生们自制的各款无人机、微型飞机和飞机模型,在社会上逐渐开始产生影响,已颇具规模。



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