«Авиационное конструирование»
рабочая программа по теме

Аннотация на  Рабочую программу

«Авиационное конструирование»

Программа создана педагогом и не имеет аналогов с системе дополнительного образования детей, так как готовит учащегося к изготовлению авиационной техники, начиная непосредственно с идеи и плавно переходя  к проблемам и формулировке технического задания, анализа возможных вариантов, обобщению, выводам, рождению модели, способствует усвоению теоретических знаний и практических умений воспитанников производить самостоятельные полеты на сверхлегких летательных аппаратах.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ

«СТАНЦИЯ ЮНЫХ ТЕХНИКОВ»

ГОРОДА ЧЕБОКСАРЫ ЧУВАШСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

дополнительная общеобразовательная

общеразвивающая программа 

(Рабочая   программа)

«АВИАЦИОННОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ»

Направленность: научно-техническая

Возраст учащихся:  9-18 лет

Срок реализации:  3 года

Автор: Малков Владимир Анатольевич

Принята на заседании

педагогического совета

Протокол № 01

                Чебоксары 2014

Пояснительная записка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Авиационное конструирование» разработана в соответствии с Положением о дополнительной обще  образовательной общеразвивающей программе МБОУДОД «СЮТ» г. Чебоксары.

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Авиационное конструирование» (далее– Рабочая программа) по содержанию и тематической направленности является спортивно-технической, по функциональному предназначению – прикладной, по форме организации – кружковой, по времени реализации – трехгодичной, по типу – авторской.

Конструирование авиационной техники  требует от человека максимальной собранности и ответственности в выборе правильного решения, опираясь на средства и методы конструкторского творчества, которые выработали его предшественники. Конструктор из лабиринта возможных решений  выбирает единственное и правильное для реализации поставленной задачи. Учитывая, что от надежности авиационной техники зависит жизнь человека, конструктору приходится решать сложную задачу: сделать надежную и в то же время максимально легкую экономичную конструкцию. Жесткие требования авиационной техники требуют от конструктора разнообразных знаний в области материаловедения, техники, науки, психологии, заставляют  напрячь все свои творческие силы для достижения поставленной цели.

Кропотливая работа, связанная с преодолением трудностей как непосредственно в процессе конструирования, так и изготовления авиационной техники, воспитывает у школьников чувство ответственности за принятое решение, трудолюбие, усидчивость, способствует формированию положительных качеств характера. Очень важна роль внеклассной работы в ознакомлении школьников с различными профессиями: как рабочего, так и технолога конструктора,  способствуя  выбору жизненного пути.

Эта программа помогает сделать первые шаги на пути созидания авиационной техники, заставляет творчески подходить к реализации поставленной задачи.

        Основная цель программы – подготовить учащегося к изготовлению авиационной техники, начиная непосредственно с идеи и плавно переходя  к проблемам и формулировке технического задания, анализа возможных вариантов, обобщению, выводам, рождению модели.

Задачи:

1. ознакомить с общим устройством авиационной техники и двигателями для неё;
2. знакомить с приемами и методами конструирования;
3. углубить знания детей в разных областях науки и техники;
4. обучить основам рационализаторской и изобретательской деятельности;
5. овладевать приемами работы с различными металло- и деревообрабатывающими инструментами и станками;
6. способствовать начальной профориентации обучающихся к выбору профессии;
7. способствовать усвоению теоретических знаний и практических умений воспитанников производить самостоятельные полеты на сверхлегких летательных аппаратах;
8. привить любовь к технике и спорту.

       Отличительные особенности данной программы:

• основной принцип «от простого к сложному», от модели самолета до полетов на тренажере планера и дельтаплане.
• безопасность при проведении учебных полетов, строгое выполнение всех требований курса учебно-летной подготовки;
• стимулирование воспитанников возможностью участвовать во всех этапах изготовления и испытания летной техники.

       Программа рассчитана на 3 года обучения. Занятия проводятся 2 раза в неделю по 2 часа с учащимися 1 года обучения, 3 раза в неделю по 2 часа –  2 года обучения,  3 года обучения - 2 занятия по 2,5 часа в неделю и одно занятие – 3 часа в неделю (выходной день). Это необходимо для проведения учебно-тренировочных полетов вне помещения, с выездом  на дельтадром.

       Данная программа охватывает следующие возрастные категории детей:

первого года обучения – с 10 до 12 лет, второго года обучения – с 12 до 14 лет, третьего года обучения – с 9 до 18 лет.  

        Состав группы первого и второго года обучения – 10 человек, третьего года обучения – 8 человек.

Основной формой работы с обучающимися являются групповые занятия. Наиболее часто в процессе освоения программы используются методы: объяснение, показ.

С учащимися, испытывающими трудности в усвоении программы ведется индивидуальная работа. Широко используются: инструктаж, консультации, исследования, опытно-экспериментальная, рационализаторская деятельность.

Проверка знаний, умений и навыков обучающихся проводится на итоговых занятиях. Для контроля и диагностики полученных знаний и умений используются: контрольные опросы, тестирование, педагогическое наблюдение.

По окончании первого года обучения учащиеся получат навыки работы с бумагой, деревом, металлом. Научатся работать с чертежами, эскизами, изготавливать простейшие модели планеров, вертолета «Муха», воздушных змеев. Научатся собирать и разбирать учебный дельтаплан.

По окончании второго года обучения обучающиеся получат навыки работы на деревообрабатывающих и металлообрабатывающих станках. Научатся читать чертежи,   изготавливать детали к дельтаплану, собирать и разбирать двигатель дельтаплана, правильно выбрать место для проведения учебных полетов, вычислять пробежки подлеты на учебном дельтаплане. Получат основные знания по аэродинамике и метеорологии.

По окончании третьего года обучения учащиеся объединения получат навыки работы по изготовлению узлов и деталей к дельтаплану и его двигателю, знания и навыки необходимые для полета на учебном дельтаплане. Научатся управлять дельтапланом согласно курсу учебной летной подготовки.

Учащиеся, успешно прошедшим курс обучения в объединении и желающим продолжить занятия, предлагается совершенствовать навыки по профилю программы по индивидуальному плану, предусматривающему более углубленное изучение отдельных тем учебного плана, а также  выступать в качестве инструкторов-помощников педагога.

Итогом реализации программы является участие в выставках СЮТ, конкурсах технического творчества, соревнованиях по профилю.

Тематическое планирование

 ( 1 год обучения)

Содержание программы

(1 год обучения)

1. Вводное занятие.

        История развития дельтапланерного спорта. Крыло Рогалло. Дельтаплан первого поколения. Дельтаплан типа «Сигал». Современный дельтаплан. Парашют виды и назначение. Знакомство с планом работы на учебный год. Техника безопасности при работе на электрическом точильном станке. Техника безопасности при работе на сверлильном станке.

2. Изготовление летающих моделей воздушного змея.

        Изготовление воздушного змея «Грач». Распиловка, обработка реек рубанком, наждачной бумагой. Подготовка реек к сборке. Изготовление купола модели по шаблонам: раскрой, вырезание, крепление. Эстетическое оформление модели змея. Аэродинамическая настройка модели. Влияние угла атаки на полет модели. Тренировочный запуск моделей.

3. Изготовление летающих моделей вертолета.

        Изготовление вертолета «Муха». Подготовка реек: распиловка, обработка реек рубанком, наждачной бумагой. Изготовление воздушного винта. Изготовление ножки винта. Сборка модели. Аэродинамика воздушного винта.

Изготовление резиномоторной модели вертолета. Подготовка реек: распиловка, обработка реек рубанком, наждачной бумагой. Изготовление воздушного винта. Аэродинамика воздушного винта. Зачистка, покраска пропеллера. Изготовление оси винта. Соединение винта и оси. Изготовление кабины. Изготовление шасси (лыж). Сборка резиномотора.  Сборка модели.

4. Изготовление летающих моделей планера.

        Изготовление фюзеляжа. Распиловка рейки. Выпиливание обтекателя. Склейка деталей. Распиловка реек для крыла. Вырезание пластин для крепления реек крыла. Сборка реек крыла. Изготовление нервюр крыла. Сборка крыла. Изготовление хвостового оперения: руль направления, стабилизатор. Оклейка лавсановой пленкой крыла, руля направления, стабилизатора. Сборка модели. Настройка модели.  Влияние центровки модели на полет.

5. Аэродинамика дельтаплана.

        Состав атмосферы. Давление, плотность воздуха. Таблица стандартной атмосферы. Профили крыла. Крыло: вид спереди, вид в плане. Закон Бернулли. Угол установки крыла. Полная аэродинамическая сила. Аэродинамическая труба К. Э. Циолковского. Графики подъемной силы крыла. Силы сопротивления. Качество крыла.

6. Теория полета.

        Планирование дельтаплана. Дельтаплан – балансирный аппарат. Устойчивость дельтаплана. Выполнение спирали. Отработка устойчивого планирования модели дельтаплана с помощью груза.

7. Конструкция дельтаплана.

        Изучение основных узлов и частей дельтаплана. Алюминиевый сплав Д16Т; В-95, применяемый в деталях дельтаплана. Сборка и разборка учебного дельтаплана.

8. Крыло Рогалло.

        Изучение крыла по модели.

9. Основы метеорологии.

        Погодные факторы. Воздушные потоки. Динамические и термические потоки. Определение скорости ветра по специальным приборам.

10.  Постройка летающей модели дельтаплана.

        Разработка чертежей модели. Распиловка реек. Изготовление металлических деталей. Раскрой паруса. Сборка модели.

11.  Проведение кружковых соревнований по летающим моделям.

        Запуск моделей на дальность полета.

12.  Учебные сборы.

        Практическое занятие: выезд на дельтадром, отработка пробежек с дельтапланом, наблюдение за полетами дельтапланеристов -  разрядников.

Тематическое планирование

( 2 год обучения)

Содержание программы

(2 год обучения)

1. Вводное занятие.

        Знакомство с планом работы на учебный год. Информация о ежегодном фестивале сверхлегких летательных аппаратов Российской Федерации. Обзор специализированных журналов «Авиация Общего Назначения» и «Вестник сверхлегкой авиации».  Ознакомление с «Журналом полетов». Обучение ведения «Журнала полетов».

2. Теория полета.

        Состав атмосферы. Таблица стандартной атмосферы. Профили крыла. Уравнение Бернулли. Полная аэродинамическая сила. Ламинарный поток газа, турбулентность, срыв потока. Графики подъемной силы крыла. Поляры Лилиенталя. Силы сопротивления. Качество крыла. Сравнительная таблица качества крыла птицы, планера, мускулолёта. Планирование дельтаплана. Выполнение спирали.

3. Двигатель к моторному дельтаплану.

        Принципы работы двигателя внутреннего сгорания. Топливная смесь – источник энергии двигателя. Система питания двигателя внутреннего сгорания. Способы подачи топливной смеси: а) карбюратор, б) дизель, в) инжектор. Система зажигания двигателя. Особенности работы двухтактного двигателя. Разборка и сборка двигателя. Изготовление отдельных узлов к двигателю.

4. Конструкция дельтаплана.

        Проектирование воздушного винта для дельталета. Изготовление заготовок для воздушного винта. Изготовление шаблонов для обработки воздушного винта. Оклейка, балансировка винта. Компановка мототележки дельталета. Особенности сборки крыла дельтаплана.

5. Учебные полеты по курсу учебной летной подготовки.

        Потеря скорости дельтаплана на малой и большой высоте. Антипикирующие устройства на дельтаплане. Особенности регулировки дельтаплана. Отработка руления на подвесной системе без крыла. Управление передним колесом и тормозами. Отработка руления с крылом. Разгон дельтаплана до скорости отрыва с последующим торможением. Выполнение полетов по курсу учебной летной подготовки.

6. Учебные сборы.

        Выезд на дельтадром для выполнения полетов. Разведка погоды. Осмотрительность при выходе на линию старта. Осмотрительность в полете. Установление ограничений для наибольшей высоты полета. Особые случаи в полете. Причины летных происшествий.

Тематическое планирование

( 3 год обучения)

Содержание программы

(3 год обучения)

1. Вводное занятие.

        Знакомство с планом работы на учебный год. Знакомство с новинками в авиационной технике по результатам ежегодного фестиваля сверхлёгких летательных аппаратов. Дельтадром. Классификация полетов.

2. Теория полета.

        Состав атмосферы. Деление атмосферы на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Профили крыла. Атлас профилей. Полная аэродинамическая сила и ее расчет. Самолёты особых схем: «Утка», «Летающее крыло», «Тантем». Графики подъемной силы крыла. Таблица нагрузки на единицу мощности: птица, самолет пассажирский, истребитель, мускулолет. Силы сопротивления. Способы уменьшения силы сопротивления летательного аппарата. Качество крыла. Влияние концевых шайб крыла на качество. Условия, повышающие качество крыла. Планирование дельтаплана. Выполнение спирали. Парящие полеты.

3. Действующая модель самолета.

        Виды СЛА: самолеты, автожир, вертолеты, дельталёты. Самолет «Арго». Конструкция самолета, Проектирование конструкции самолета. Изготовление узлов и деталей самолета. Сборка конструкции.

4. Двигатель к моторному дельтаплану.

        Принципы работы двигателя внутреннего сгорания. Двухтактные и четырёхтактные двигатели. Двухтактные двигатели газораспределения а) поршневые, б) золотниковые, в) лепестковые между карбюратором и поршнем, между карбюратором и картером. Система питания двигателя внутреннего сгорания. Инжекторная подача топливной смеси. Устройство карбюратора. Система зажигания двигателя. Магнето – как источник высокого напряжения в системе зажигания двигателя. Особенности работы двухтактного двигателя. Резонансная труба выхлопа двухтактного двигателя – важный элемент в повышении мощности и экономичности. Разборка и сборка двигателя. Изготовление отдельных узлов к двигателю мотодельтаплана. Сборка двигателя к мотодельтаплану.

5. Учебные полеты по курсу учебной летной подготовки.

        Классификация полетов. Простые и опасные метеорологические условия. Потеря скорости дельтаплана на малой и большой высоте. Особенности регулировки дельтаплана. Спасательные системы дельтаплана. Отработка руления. Тренаж рулёжки по прямой с разворотами. Тренаж пробежки. Тренаж подлёта на высоту 1-2 м. Тренаж подлёта на высоту 10-15 м. без разворотов. Тренаж подлёта по кругу и в зону. Полеты по маршруту.

6. Учебные сборы.

        Выезд на дельтадром для выполнения полетов. Сигналы и команды, подаваемые при управлении полетами на земле и в воздухе. Действия летчика в особых случаях полета. Выполнение 1-2 упражнений по курсу учебной летной подготовки.

Методическое обеспечение

        Оптимальное соотношение теоретических и практических занятий дает возможность учитывать возрастные особенности детей, их интересы и склонности к авиационному конструированию и умению самостоятельно приобретать знания в процессе работы с учебно - справочной литературой.

        Особое внимание уделяется вопросам техники безопасности, которые строго соблюдаются во время занятий. Обращается внимание учащихся на возможные опасности, возникающие во время работы с инструментами и на станках, показываются безопасные приемы работы.

        Для успешной реализации программы необходимо определенное оснащение образовательного процесса.

        Оборудование: мастерская, оборудованная станками (токарными, фрезерными, сверлильными, наждачными, большими ножницами), верстаками, с установленными на них тисками, учебный класс, макет дельталёта, учебный дельтаплан, тренажер с подвесной системой  для обучения выполнения кренов на дельтаплане, тренажёр для отработки положения тела в полёте, тренажёр имитирующий полёт дельтаплана, тематический стенд «Познай себя, человек», компьютерная программа – симулятор полета на самолете с авиационным джойстиком, стенд с фотографиями «Учебные полеты на дельталёте».

        Инструменты: напильники, ключи гаечные, молотки, линейка металлическая, ножницы, кисти, зубило, ножовки, наборы слесарных инструменты, штангенциркуль, сверла, метчики, дрели, микрометр.

        Материалы: Листы металлические,  трубы Д16Т, прокат алюминиевый, ткань лавсановая, пленка лавсановая, рейки деревянные, клей ПВА, клей «Момент», картон, ватман, нитрокраска, растворители.

Список литературы

1. Брагин В. П., Булатов Н. П., Сметенин Б. М. и др. «Техническое творчество», Москва, «Молодая гвардия», 1955.
2. Горбенко К. С., Макаров Ю. В., «Самолеты строим сами», Москва, «Машиностроение», 1989.
3. Мараховский С. Д., Москалев «Простейшие летающие модели», Москва, «Машиностроение», 1989.
4. Ордоди М. «Дельтапланеризм», Москва, «Машиностроение», 1984.
5. Рожков В. С. «Авиамодельный кружок», Москва, «Просвещение», 1986.
6. Фетцер В. Л. «Авиация в моделях», Ижевск, «Удмуртия»,  1992.
7. «Авиация общего назначения», журнал, 2000 – 2007 годы.
8. «Моделист – конструктор», журнал 1998 -2007 годы.
9. «Наставление по производству полетов на дельтаплане (НППД-84)», Москва, «ДОСААФ СССР», 1984.
10. Временный курс учебно-летной подготовки дельтапланерных клубов ДОСААФ СССР на мотодельтапланах (КУЛП МДП-87), Москва, «ДОСААФ СССР», 1987.
11. «Летчику, построившему самолет своими руками», Новосибирск, Акционерное общество «ЛАДЪ», 1992.
12. Методические рекомендации с тематикой обучения «Вестник сверхлегкой авиации» 2000 – 2007 годы.