СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В ОБУЧЕНИИ НА ЗАНЯТИЯХ ПО АВИАМОДЕЛИРОВАНИЮ.
учебно-методический материал на тему

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В ОБУЧЕНИИ НА ЗАНЯТИЯХ ПО АВИАМОДЕЛИРОВАНИЮ.

Стремление к творческой самореализации является основным стимулом у детей, обучающихся в технической секции. При выборе направления творчества детей и их родителей интересует содержание программы обучения, возможность участия в соревнованиях и выставках. Родители также оценивают комфортность условий обучения, атмосферу в коллективе, личностные качества педагога.

Для воспитанников, занимающихся второй и третий год, важна вариативность программы, возможность переключиться на модели другого класса, создать самостоятельный проект. Более взрослым ребятам нравиться введение в конструкцию моделей новых материалов и технологии их обработки, освоение азов работы с электроинструментом. Старшие школьники стараются применить на занятиях теоретические знания, полученные на уроках математики, физики.

Технический моделизм по своим свойствам близок детской психологии. В большом авиастроении и космонавтике все элементы конструкции рационально обусловлены: каждая деталь рассчитана и функционально значима. Предела же детской фантазии не существует. И моделизм вполне позволяет изготовить и испытать в полёте различные «нелетательные» аппараты.

Рис. 1. Трёхмерные проекции моделей ракет «Red Army», «Вирус», «Пришелец». 

Модели ракет, декорированные «аэродинамическими излишествами», оригинально выглядят и вызывают большой интерес на показательных стартах. Подобные конструкции  практически не поддаются достоверному численному расчёту, поэтому самый надёжный способ их проверки – испытательный запуск. В случае неудачи модель получает небольшие повреждения, её создатель – ценную информацию для дальнейших экспериментов, а зрители – отличные фотографии и хорошее настроение!

Разумеется, ракетный моделизм не ограничивается «потешными» моделями. В случае скоростных и высотных моделей необходим точный расчёт. В нашей секции используется специальная методика баллистического расчёта полёта ракеты. Она основана на следующих компонентах:

1. Испытательные диаграммы тяг модельных двигателей.
2. Видеозаписи стартов моделей.
3. Графический и табличный редакторы в компьютере.
4. Статистика испытаний моделей (пополняемая).

Суть метода заключается в численном моделировании полёта модели на основе уравнения движения:

 , где

- масса ракеты с учётом выработки топлива;

 и  - соответственно, вертикальные скорость и ускорение ракеты;

- сила тяги двигателя (определяется по испытательной диаграмме);

- ускорение свободного падения;

- коэффициент аэродинамического сопротивления;

- плотность воздуха;

 - площадь миделя (поперечного сечения) модели;

Путём сопоставления кадров видеозаписи и несложных геометрических подсчётов, определяется максимальная высота старта. Далее в таблицу Excel заносят испытательную диаграмму двигателя и подбирают коэффициент аэродинамического сопротивления. В результате, получаем приближённую численную модель полёта, можем определить скорость, ускорение, силу сопротивления воздуха в любой момент времени. Можно подсчитать характеристику пикирования (нераскрытие парашюта), оценить аэродинамическое совершенство ракеты. С ростом статистики испытаний мы сможем более точно прогнозировать качества новых моделей.

Рис. 2. Высотная характеристика модели ракеты.

Вышеизложенное хорошо иллюстрирует сочетание в техническом творчестве дизайна, эстетического начала, и одновременно, естественнонаучной основы, точного расчёта.

Неотъемлемая сторона занятий в секции – соревнования, показательные выступления. Они тренируют волевые качества воспитанников, стремление быстро и качественно подготовить модель, помочь товарищу.

Особое место в программе обучения отведено моделям – копиям. В нашей секции электролёты-копии винтомоторных самолётов - это истребители Як-9 (масштаб 1:25) и Р-39 «Аэрокобра» (масштаб 1:12).

Рис. 2. Копия истребителя Р-39 «Аэрокобра» и спортивный электролёт Эл-46.

Масштабная модель-копия с точки зрения моделиста-спортсмена – это неправильная модель. У неё неподходящий профиль крыла, излишне «раздутый» фюзеляж, слабоватое шасси и т.д. Всё это даёт увеличение сопротивления, веса модели, избыток (а местами - недостаток) прочности. Но стоит внимательно изучить компоновочный чертёж самолёта-прототипа, прочитать таблицу летных характеристик – и всё становится на свои места. Какой тип мотора стоял на самолёте, где размещалось вооружение, на какую скорость он рассчитывался и т.д. Конечно, некую историческую справку о применении того или иного самолёта можно получить и из компьютерного симулятора. И хорошо, когда ученик знает историю, какие известные лётчики воевали на этих машинах. Но изучение «изнутри», своими руками, в гораздо большей степени, чем абстрактный набор информации, способствует расширению технической компетентности и общего кругозора обучаемого.