Конструирование беспилотных моделей

Программа педагога дополнительного образования
ЦДТТ им.В.П.Чкалова Царева А.О.
«Конструирование беспилотных моделей»
Пояснительная записка
Введение
Авиационно-спортивный моделизм – это самые современные
технологии, новейшие конструкционные материалы, где сочетается
прочность конструкции при минимальном весе с отличными
аэродинамическими характеристиками и красивыми формами, и все это
воедино связано со спортом. Чтобы построить авиамодель, необходимы
навыки, знания, физическая подготовка, развитие которых надо начинать с
детства.
Авиация сосредоточила в себе комплекс всех технических наук и
современных технологий, поэтому занятие авиамоделизмом, как
составляющей авиации, дает возможность повышать уровень технической
грамотности молодежи. Через миниатюрную модель, способную
самостоятельно летать, учащийся познает науку полета, приемы и методы
расчета летательного аппарата, его изготовления и технологию работы с
материалами, применяемыми в авиационной промышленности.
Данная программа относится к спортивно-техническому моделизму,
имеет ярко выраженную профориентационную направленность и дает
возможность развивать у школьников творческие способности, интерес к
технике и труду, формировать конструкторские умения и навыки.
Полученные знания и практические навыки воспитанников позволят в
дальнейшем использовать их в разработке и изготовлении различных
технических устройств.
Актуальность и новизна программы
Теоретические
сведения,
которые
получают
воспитанники
объединения в процессе обучения, умения и навыки при выполнении
различных операций, использование различных инструментов, станков,
приспособлений при изготовлении модели формируют инженерноконструкторские навыки, профессионально ориентируют школьников, дают
предпрофильную подготовку в сфере технического творчества и технологии
производства, что на сегодняшний день является наиболее актуальной
образовательной задачей.
Интегрированный характер содержания этой программы предполагает
построение процесса обучения на основе использования межпредметных
связей. Это связи с алгеброй и геометрией - при проведении расчетных и
графических операций, с химией – при обработке различных
конструкционных материалов, с физикой – при изучении устройства и
принципов работы механизмов, двигателей и т.д. Изготовляя и запуская
простейшие авиамодели, дети перевоплощаются и в конструкторов, и в
летчиков-испытателей, тем самым перенимая опыт конкретных действий:
познавательских, исполнительских, творческих или эмоционально-значимых
отношений, что является еще и мощным воспитательным средством. То есть
широкий набор материалов для работы, видов практической и учебной
деятельности позволяют не только расширить политехнический кругозор
школьников, но и дает возможность каждому раскрыть свой творческий
потенциал, что, безусловно, окажет благотворное влияние на дальнейшее
обучение, будет способствовать осознанному выбору профессии.
Отличительная особенность
Имея давние традиции, дополнительное техническое образование с
различными техническими кружками (судо, авто и авиамоделирование, и
т.д.), достаточно сложно перестраивается в новых условиях значительного
скачка научно-технического прогресса. Материальная база и учебные
программы многих станций юных техников морально и физически устарела.
Современные дети, для которых iPad, iPhone, Playstation и другие продукты
IT-индустрии – реальная жизнь, с трудом проникаются интересом к центрам
технического творчества с оборудованием прошлого века. Необходимо
создавать новую базу, внедрять новые образовательные технологии. В этом
смысле оборудование авиамодельной лаборатории ЦДТТ им.В.П.Чкалова
позволяет педагогу применять современные подходы к организации учебновоспитательного процесса: учащиеся всех годов обучения имеют
возможность использовать Интернет-ресурсы в обучении и при
проектировании моделей, отрабатывать навыки пилотирования в программе
real fly – симулятор управления виртуальной радиоуправляемой моделью, по
желанию старшеклассники обучаются проектированию моделей в программе
«Компас-3Д».
Основной мотивацией мальчишек к занятиям в авиамодельном
объединении является пилотирование модели и участие в соревнованиях.
Исходя из этого, педагог считает своей основной задачей создание условий
для творческого развития и формирования устойчивого интереса к
авиамоделированию.
Внедрение
инновационных
технологий
при
проектировании и изготовлении моделей, применение современных
материалов, включение в процесс обучения информационных технологий
является решением этой задачи. В качестве экспериментальной деятельности,
педагогом ведется изучение и апробация программы, обслуживающей станок
с ЧПУ и использование его в обслуживании учебного процесса в
объединении. В перспективе учащиеся этого объединения смогут
самостоятельно применять фрезерно-копировальный станок с числовым
программным управлением для изготовления моделей. Например, с высокой
точностью изготовить шаблоны сборной модели для начинающих
авиамоделистов, изготовить детали корпуса модели или изготовить
различные матрицы для выкладки корпуса модели из композитных
материалов, то есть создавать модели более высокой точности, с лучшими
летными характеристиками, модели-копии. Все это дает возможность
воспитанникам достойно выступать на соревнованиях различного ранга,
поднимает качество образования на более высокий уровень, позволяет
педагогу сохранить детский контингент и подготовить будущих инженеров в
соответствии с запросами современного производства.
Цели и задачи
Основной целью данной программы является воспитание социально
адаптированной личности через приобщение к техническому творчеству.
Задачи, с помощью которых эта цель может быть достигнута, заключаются в
следующем:
образовательная
- обучить основам черчения и конструкторского дела;
- сформировать навыки работы на станочном оборудовании и
мерительными приборами, с различными материалами и
инструментами;
- сформировать знания по истории авиации, аэродинамике и механике;
- дать представления о классификации самолетов и моделей, видах
материалов, используемых в авиации и в авиамоделировании;
- обучить технологическим приемам при изготовлении авиамодели;
- обучить технологии проектирования модели;
- обучить пользованию компьютерных программ «Компас-3Д», real fly
- обучить работе со справочной литературой, Интернет-ресурсами.
развивающая:
- развивать конструкторскую способность, повышать техническую
грамотность;
- повышать компьютерную грамотность учащихся;
развивать и укреплять физическое здоровье учащихся;
- развивать стремление самостоятельно находить решение через
проблемные ситуации (естественно или искусственно создаваемые
педагогом)
воспитательная:
- формировать интерес учащихся к авиамоделизму;
- воспитывать трудолюбие, самостоятельность, ответственность,
целеустремленность
- развивать чувство взаимовыручки, умение работать в команде
Режим работы объединения:
Данная программа рассчитана на обучения для учащихся 5-11 классов
3 года обучения.
Количество детей в группах: не более 10 человек, занятия по 3 часа 2
раза в неделю.
Формы работы:
• Экскурсии
• Показательные выступления авиамоделистов
• Практические и лабораторные занятия в аудитории.
• Учебно-тренировочные полеты
• Соревнования, выставки.
Ожидаемые результаты:
• учащиеся овладеют знаниями, навыками и умениями технических приемов
и технологий для их использования в творческой деятельности и в выборе
будущей профессии.
• смогут применить творческие возможности в области техники,
обусловленные личностным потенциалом ребенка;
• научатся свободно владеть специфическими понятиями, атрибутами,
терминами;
• сформируется эмоционально - волевое отношение к познанию, постоянное
стремление к активной деятельности (трудолюбие);
• вырабатывается бережное отношение к технологической среде и
окружающей природе;
• сформируется представление о будущем профессиональном выборе;
Учебно-тематический план
Тема
1. Техника безопасности
2. Правила и технические требования к
радиоуправляемым моделям
3. Изучение принципов работы электролетов и
вертолетов
4. Проектирование учебно-тренировочной
беспилотной модели
5. Проектирование учебно-тренировочной
беспилотной модели в программе «Компас
3Д»
6. Изготовление беспилотной модели
7. Регулировка модели
8. Подготовка к соревнованиям
9. Учебно-тренировочные сборы
10. Заключительное занятие
ИТОГО:
Количество часов
Теория
Практика
Всего
3
3
4
4
12
6
18
3
12
15
-
15
15
3
-
101
15
18
15
3
188
101
15
21
15
3
216
28
1. Вводное занятие
Знакомство с группой. Цели и задачи на учебный год. Программа
занятий. Правила поведения на занятиях. Организация рабочего места.
Перечень необходимого материала и инструментов. Обзор прошедших
соревнований.
2. Техника безопасности
Инструктаж по ТБ при работе с режущим инструментом и на станках.
Приемы безопасной работы на санках. Общие понятия о материалах,
используемых при работе.
3. Правила и технические требования к радиоуправляемым моделям
Классификация р/у моделей. Технические требования: общие и по
классам моделей (планера, электролеты, самолеты).
4. Изучение принципов работы электролетов и вертолетов
Устройство электролета. Технологии изготовления. Применяемые
материалы, эксплуатация, обслуживание. Приемы безопасного запуска.
Устройство вертолета. Технологии изготовления и применяемые материалы.
5. Проектирование учебно-тренировочной модели
Исходя из требований «Правил» по р/у моделям планеров, из
имеющегося материала проектирование р/у модели планера: профили
моделей для всех категорий, система управления, геометрия крыла, центр
тяжести, последовательность сборки, оклейка, окраска. Выполнение рабочих
чертежей, заготовка материалов, изготовление шаблонов.
6. Основы проектирования модели в программе «Компас 3Д»
Проектирование учебно-тренировочной авиамодели с использованием
программы «Компас 3Д»
7. Изготовление модели
Распилка материалов, изготовление деталей моделей по шаблонам.
Контрольная сборка, изготовление систем питания и управления.
Окончательная сборка модели, отделка, покраска.
8. Регулировка модели
Установка двигателя, испытание работы двигателя. Определение
центра тяжести модели, балансировка.
9. Подготовка к соревнованиям
Формирование команды. Психологическая и физическая подготовка.
Правила проведения соревнований. Тренировочные полеты по техническим
требованиям и правилам. Отработка умения управлять моделью в полете,
учитывая атмосферные явления в момент запуска.
10.Учебно-тренировочные сборы
Организация летнего спортивно-оздоровительного лагеря. Полеты всех
видов р/у моделей (планера, электролеты, самолеты). Разбор полетов.
Практическая метеорология. Физическая подготовка учащихся. Отработка
навыков пилотирования. Соревнования.
11.Заключительное занятие
Подведение итогов работы за учебный год.
Организационно-методическое обеспечение программы
Основными
методами
преподавания
являются
методика
проектирования и проблемное обучение, которые позволяют осуществлять
личностно-ориентированный подход к развитию каждого учащегося, то есть
через воспроизведение знаний в области аэродинамики, механики, черчения
и освоенных способов практической деятельности учащийся мог творчески и
самостоятельно воплощать свои идеи в конструкцию.
В работе с начинающими моделистами делается упор на освоение
начальных знаний в области аэродинамики и расчетов модели, отработку
основных технологических приемов изготовления модели и практических
навыков в их регулировке и запуске. Причем теоретические сведения
программы даются фронтально, а практические – в индивидуальной работе
учащихся над своей моделью.
В работе с учащимися 3 года обучения также используется
проблемный подход в обучении, что обеспечивает наибольшую
самостоятельность учащихся, поиск новых знаний, освоение новых
технологических приемов. Кроме того, при разработке проекта применяется
метод исследовательских задач, который позволяет обучить первичной
постановке задач, выбрать целесообразные варианты их решения,
прогнозировать возможные ситуации и получить желаемый результат,
отобрать и классифицировать доступные сведения об исследуемом предмете,
проанализировать конструкцию прототипа с окончательной постановкой
задач, изготовить, испытать и доработать модель.
Материально-техническое обеспечение
- станочное оборудование: станки универсальные токарные, фрезерные,
сверлильные, заточные, распиловочный, станок с ЧПУ;
- слесарное оборудование: верстаки, тиски, приспособления для обработки
металла;
- инструменты: мерительные, металлорежущие;
- используемые материалы: металлические, древесина, пластмасса, смолы,
клеи, красящие материалы;
- комплектующие к моделям: двигатели (электро и ДВС), винты, шасси,
аппаратура управления, кинематика механики управления, топливные
системы;
- стартовое оборудование: заправочные емкости, стартеры, зарядные
устройства, аккумуляторные батареи;
- оборудование для соревнований: рабочие столы, палатки;
- ноутбук, Интернет.
Литература для педагогов:
Вилле Р. Постройка летающих моделей-копий. – М.: ДОСААФ, 1986.
Гаевский О.К. Авиамодельные двигатели. – М.: ДОСААФ, 1973.
Гаевский О.К. Авиамоделирование. – М.: ДОСААФ, 1990.
Ермаков А.М. Простейшие авиамодели. – М.: Просвещение, 1984.
Калина И. Двигатели для спортивного моделизма. – М.: ДОСААФ, 1983.
Калина И. Двигатели для спортивного моделизма. – М.: ДОСААФ, 1988.
Каюнов Н.Т., Назаров А.Ш. Авиамодели Чемпионов. – М.: ДОСААФ,
1978.
8. Мерзликин В.Е. Радиоуправляемые модели планеров. – М.: ДОСААФ,
1982.
9. Сироткин Ю. В воздухе пилотажные модели. – М.: ДОСААФ, 1972.
Тарадеев Б.В. Летающие модели-копии. – М.: ДОСААФ, 1983.
10.Рожков В.С. Авиамодельный кружок. - М.: Просвещение, 1978.
11. Колотилов В.В. Техническое моделирование и конструирование. М.:
Просвещение, 1983.
12.Столяров Ю.С. Развитие технического творчества школьников: опыт и
перспектива. – М.: Просвещение, 1983.
13.RC DESIGN.RU
14.RC UNIVERSE.COM
15.UNIGRAFICS
16.COMPAS-3D
17.SOLID VORCS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Литература для детей и родителей:
1. RC DESIGN.RU
2. RC UNIVERSE.COM