第一篇:航空宇航學(xué)科綜合課(博) 課程總結(jié)
宇航學(xué)院
講座總結(jié)
航空宇航學(xué)科綜合課(博)
(2017 年1月2日)
一、氣動(dòng)彈性技術(shù)發(fā)展方向
楊超教授
2016.9.23
第一次的航空宇航綜合課是由我們航空科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)楊超教授給我們帶來(lái)的關(guān)于氣動(dòng)彈性方面的講座,雖然之前的學(xué)習(xí)過(guò)程中也聽(tīng)說(shuō)過(guò)一些氣動(dòng)彈性的理論,但是并沒(méi)有太多的了解,這一次的講座加深了我們對(duì)于氣動(dòng)彈性這門(mén)學(xué)科的認(rèn)識(shí)與理解。
氣動(dòng)彈性是研究彈性物體在氣流中的力學(xué)行為的學(xué)科,其任務(wù)是研究氣動(dòng)力與彈性體的相互影響。氣動(dòng)彈性問(wèn)題是所有飛行器都存在的問(wèn)題,只是程度不同主要矛盾不同。
氣動(dòng)彈性問(wèn)題普遍的存在于古往今來(lái)所有飛行器當(dāng)中。1903年12月,萊特兄弟試飛前9天,蘭利的“空中旅行者”號(hào)有動(dòng)力試飛失敗,就是因機(jī)翼扭轉(zhuǎn)變形發(fā)散造成的;一戰(zhàn)中發(fā)生過(guò)多起顫振和發(fā)散的事故,而二戰(zhàn)過(guò)后,隨著飛行速度的不斷增加,顫振問(wèn)題漸漸顯現(xiàn),成為許多飛行事故的元兇;而離我們比較近的一次是1998年F-117顫振事故。因此我們必須對(duì)氣動(dòng)彈性問(wèn)題加以重視,并且隨著科技的進(jìn)步,尤其是對(duì)氣動(dòng)彈性技術(shù)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和后掠翼技術(shù)的突破,人類(lèi)飛行突破“音障”已成為可能。
目前氣動(dòng)彈性問(wèn)題的研究熱點(diǎn)是復(fù)合材料氣動(dòng)彈性剪裁優(yōu)化和主動(dòng)氣動(dòng)彈性機(jī)翼(Active Aeroelastic Wing)。眾所周知,復(fù)合材料有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。例如質(zhì)量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、抗疲勞和抗振性能好、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性好等,特別是它所具有的顯著的各向異性力學(xué)特性。而氣動(dòng)彈性剪裁是指通過(guò)復(fù)合材料的剛度方向性及其變形耦合來(lái)控制翼面結(jié)構(gòu)的靜力和動(dòng)力氣動(dòng)彈性變形,從而提高飛機(jī)性能的一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該氣動(dòng)彈性?xún)?yōu)化算法適用于飛行器設(shè)計(jì)的初始階段。主動(dòng)氣動(dòng)彈性機(jī)翼的設(shè)計(jì)思想是通過(guò)全權(quán)限、快速響應(yīng)的數(shù)字式主動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)主動(dòng)且有效地利用機(jī)翼的柔性。美國(guó)從1985年開(kāi)始,就逐步對(duì)該方法進(jìn)行了研究,已經(jīng)進(jìn)入了飛行測(cè)試階段。
隨著導(dǎo)彈、高性能巡航導(dǎo)彈、高超音速巡航導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)的發(fā)展,要求質(zhì)量輕、速度高,氣動(dòng)彈性問(wèn)題更加突出,氣動(dòng)彈性的研究在工程實(shí)踐中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
二、航空器適航設(shè)計(jì)技術(shù)
曹義華教授
2016.9.30 適航性(Air Worthiness)是指航空器在預(yù)期的運(yùn)行環(huán)境中在經(jīng)審明并被核準(zhǔn)的使用限制下運(yùn)行時(shí),應(yīng)具備的安全性和物理完整性品質(zhì)。這種品質(zhì)使航空器始終處于符合其型號(hào)設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行的狀態(tài)。適航性標(biāo)準(zhǔn)是為了保證實(shí)現(xiàn)民用航空器的適航性而制定的最低安全標(biāo)準(zhǔn)。
目前的航空器適航標(biāo)準(zhǔn)主要包括:美國(guó)聯(lián)邦航空管理局FAA的《聯(lián)邦航空條例》(FAR)、英國(guó)民用航空管理局CAA的《英國(guó)民用適航性要求》(BCAR)、西歐國(guó)家的《聯(lián)合適航性要求》(JAR)、俄羅斯的《民用航空條例》以及中國(guó)民用航空局的CCAR。
另外,還存在適航審定標(biāo)準(zhǔn)。70部聯(lián)邦航空條例中的大多數(shù)是屬于管理性質(zhì)的,但其中有八部則是從最低安全要求出發(fā),對(duì)航空器、發(fā)動(dòng)機(jī)或螺旋槳的設(shè)計(jì)提出了具體的技術(shù)要求,F(xiàn)AA將其進(jìn)一步定名為“標(biāo)準(zhǔn)”,其中包括7部適航標(biāo)準(zhǔn)和一部噪聲標(biāo)準(zhǔn)。
航空器飛行的空間稱(chēng)空域。空域的概念包括三種屬性,分別為法律屬性、自然屬性和技術(shù)屬性。法律屬性的意義在于空域是國(guó)家的重要資源,由國(guó)家實(shí)行統(tǒng)一管理,各國(guó)對(duì)于空域管理都有自己相應(yīng)的嚴(yán)密機(jī)構(gòu),并有法律條款對(duì)各項(xiàng)活動(dòng)進(jìn)行約束。自然屬性容易理解,空域有下確界即地表、海面等,也受天氣情況的影響。技術(shù)屬性是指空域也與許多科學(xué)技術(shù)有關(guān),如需要在空域建立用于通信的通信場(chǎng),實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的導(dǎo)航場(chǎng),實(shí)現(xiàn)監(jiān)視功能的監(jiān)視場(chǎng)等。
空域管理是為了適應(yīng)航空事業(yè)的發(fā)展而提出的。航空事業(yè)的發(fā)展是伴隨著飛行器的發(fā)展而發(fā)展的。1783年作為歷史上第一個(gè)真正意義上的航空器熱氣球誕生,在之后的100多年里,隨著科技的進(jìn)步以及人類(lèi)對(duì)于航空器研究的不斷深入,1903年萊特兄弟成功進(jìn)行了真正意義上的飛機(jī)的首飛,1943年直升機(jī)的發(fā)明讓世界航空事業(yè)不斷完善與發(fā)展,到如今,各式各樣的飛行器翱翔天穹。近十幾年來(lái),航空事業(yè)發(fā)展日新月異。因此要保證飛行器飛行的安全和有序,就要加強(qiáng)管理??沼蚬芾硎沁@種管理的一個(gè)重要方面,它有效的提高了空域利用率,增加了空域的容量和整體流量。空域管理凸顯了其重要性。
三、復(fù)雜產(chǎn)品集成的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化研究
徐元銘教授
2016.10.14 這是本學(xué)期的第三次課,本次講座是由航空科學(xué)與工程學(xué)院的徐元銘教授為我們介紹的復(fù)雜產(chǎn)品集成的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化研究,在當(dāng)前學(xué)術(shù)界領(lǐng)域,多學(xué)科優(yōu)化研究應(yīng)該說(shuō)是我們作為博士研究生必須要了解甚至需要我們深入探究的一門(mén)學(xué)科。多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)是目前十分熱門(mén)的新生學(xué)科,國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者在從事這方面的理論研究,在國(guó)外這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有很多工程應(yīng)用。
多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)解決復(fù)雜工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的一種有效方法和工具。其主要設(shè)計(jì)思想為:在復(fù)雜系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,充分利用分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)集成各學(xué)科的知識(shí),按照面向設(shè)計(jì)的思想來(lái)集成各個(gè)學(xué)科的模型和分析工具,通過(guò)有效的設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略組織和管理設(shè)計(jì)過(guò)程,充分利用各學(xué)科相互作用產(chǎn)生的協(xié)調(diào)效應(yīng)來(lái)獲得系統(tǒng)整體最優(yōu)解,縮短設(shè)計(jì)周期,節(jié)約成本。
復(fù)雜工程系統(tǒng)(航空航天系統(tǒng))的設(shè)計(jì)往往涉及多門(mén)學(xué)科,如氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、控制、發(fā)動(dòng)機(jī)等很多學(xué)科,傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)方式的最大弊端在于它人為的割裂了各學(xué)科之間的相互作用,并沒(méi)有利用各學(xué)科之間相互影響產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)。這種設(shè)計(jì)方法只能獲得局部的最優(yōu)解,很有可能失去全局最優(yōu)解,而且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),成本高。這些特點(diǎn)顯然不能適應(yīng)越來(lái)越多,且越來(lái)越苛刻的設(shè)計(jì)要求的發(fā)展趨勢(shì)。多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)正是為解決這一問(wèn)題的新的設(shè)計(jì)方法。
目前,國(guó)內(nèi)外飛行器總體設(shè)計(jì)的研究領(lǐng)域是多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)(MDO),即全局考慮飛行器設(shè)計(jì)中多子系統(tǒng)之間相互耦合的跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)飛行器的全壽命周期設(shè)計(jì)。
MDO的主要目的是為了加快設(shè)計(jì)進(jìn)程和降低復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造費(fèi)用,同時(shí)使產(chǎn)品效率、重量、壽命、可靠性和可維護(hù)性得以提高。隨著今年來(lái)大量應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中,MDO將對(duì)未來(lái)科技和工程領(lǐng)域產(chǎn)生巨大作用。MDO在總體設(shè)計(jì)過(guò)程中,尤其是在方案論證階段具有實(shí)用價(jià)值。其中,MDO最直觀的作用就是可以根據(jù)用戶(hù)選定的優(yōu)化目標(biāo)自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)的合理選擇。
四、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)概述
向錦武教授
2016.10.21 無(wú)人機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)通常是指由機(jī)載動(dòng)力驅(qū)動(dòng),無(wú)線(xiàn)電遙控或自主程序控制飛行,可執(zhí)行多種任務(wù)并能重復(fù)使用的無(wú)人駕駛航空器。無(wú)人機(jī)與飛機(jī)不同,駕駛員不在飛機(jī)上,飛行器設(shè)計(jì)不受人的生理控制,便于執(zhí)行高風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)。他又與導(dǎo)彈不同,主要表現(xiàn)在:發(fā)射/回收、動(dòng)力裝置,任務(wù)載荷,地面控制等方面。
最小的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)至少應(yīng)該包括:飛行器、飛行控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、任務(wù)載荷和發(fā)射/回收系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)為:安全性好,可執(zhí)行危險(xiǎn)任務(wù),如縱深目標(biāo)偵查、放射性取樣、災(zāi)害搜救、反恐監(jiān)視等;隱蔽性強(qiáng),靈活、反應(yīng)快;可長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航,續(xù)航時(shí)間可在數(shù)十小時(shí)以上;成本低。無(wú)人機(jī)的使命有:信息戰(zhàn)和無(wú)人化非接觸遠(yuǎn)程作戰(zhàn)的平臺(tái);科學(xué)研究與應(yīng)用的平臺(tái);航空技術(shù)基礎(chǔ)研究的平臺(tái)等。
自1913年世界上出現(xiàn)第一個(gè)自動(dòng)駕駛儀以來(lái),無(wú)人機(jī)受到越來(lái)越多國(guó)家的重視,發(fā)展迅猛。目前從事研究和生產(chǎn)無(wú)人機(jī)的有美國(guó)、俄羅斯、以色列、法國(guó)、英國(guó)和南非等近30個(gè)國(guó)家,無(wú)人機(jī)基本型數(shù)量已增加到300多種。鑒于其獨(dú)有的低成本、低損耗、零傷亡、可重復(fù)使用和高機(jī)動(dòng)等諸多優(yōu)勢(shì),其使用范圍已拓寬到軍事、民用和科學(xué)研究三大領(lǐng)域。在軍事上可用于偵察、監(jiān)視、通信中繼、電子對(duì)抗、火力制導(dǎo)、戰(zhàn)果評(píng)估、騷擾、誘惑、對(duì)地(海)攻擊、目標(biāo)模擬和早期預(yù)警等;在民用上,可用于大地測(cè)量、氣象觀測(cè)、城市環(huán)境檢測(cè)、地球資源勘探和森林防火等;在科學(xué)研究上,可用于大氣研究,對(duì)核生化污染區(qū)的取樣與監(jiān)控、新技術(shù)新設(shè)備與新飛行器的試驗(yàn)驗(yàn)證等。
無(wú)人機(jī)的發(fā)展,很多技術(shù)起到了關(guān)鍵性的作用。其中最主要的有以下幾項(xiàng):氣動(dòng)技術(shù)、推進(jìn)技術(shù)、人工智能技術(shù)、通信技術(shù)、發(fā)射與回收技術(shù)。
美國(guó)的無(wú)人機(jī)如“捕食者”、全球鷹等已經(jīng)能很好的應(yīng)用,無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)X-45A、X-45B以及艦載無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)X-47A也在研制過(guò)程中。我國(guó)的無(wú)人機(jī)發(fā)展與美國(guó)、以色列相比還有一定的距離,一些技術(shù)難題還有待解決,主要是標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和信息融合處理。但同時(shí)我們也充滿(mǎn)信心,經(jīng)過(guò)不斷的研究、探索一定會(huì)有所突破有所發(fā)展。
五、武器裝備隱身技術(shù)
黃俊教授
2016.10.28 本節(jié)課是由航空科學(xué)與工程學(xué)院的黃俊教授給我們帶來(lái)的武器裝備隱身技術(shù)的專(zhuān)題講座,讓我們對(duì)于隱身技術(shù)有了初步的認(rèn)識(shí)與了解。
隱身技術(shù)是控制和減小作戰(zhàn)平臺(tái)及武器系統(tǒng)等目標(biāo)被敵方探測(cè)、跟蹤、識(shí)別和攻擊的各類(lèi)特征信號(hào),降低被發(fā)現(xiàn)和被攻擊的概率,從而提高其作戰(zhàn)能力和生存力的綜合性技術(shù)。隱身技術(shù)主要包括雷達(dá)、紅外、聲、光、射頻、磁、電、尾跡等領(lǐng)域,跨越材料、電磁、聲、熱、光等學(xué)科,覆蓋海、陸、空、天等威懾和主戰(zhàn)裝備。
隱身技術(shù)對(duì)于提高裝備生存能力,降低地方探測(cè)系統(tǒng)效能,增加戰(zhàn)爭(zhēng)的突然性等有著重要影響;隱身技術(shù)縮短了探測(cè)系統(tǒng)的探測(cè)距離,對(duì)現(xiàn)代預(yù)警防御體系提出更高的要求;隱身技術(shù)的投入使用,改變了襲擊兵器傳統(tǒng)的突防方式,使戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)斗的突然性增大。特別是隱身飛機(jī)的使用,其高的突防能力可使敵方的預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)因只能得到非常短的探測(cè)時(shí)間或距離而很難發(fā)現(xiàn)或采取對(duì)抗措施,因而地方難以避免遭到閃電般的突襲。生存能力極強(qiáng)的隱身飛機(jī)如果再輔以各種高性能的精確制導(dǎo)武器,將極大地提高空戰(zhàn)的效能。
飛機(jī)隱身技術(shù)帶動(dòng)了其他武器裝備隱身技術(shù)的發(fā)展。例如,美國(guó)的AGM-129A/B空射巡航導(dǎo)彈、“聯(lián)合防區(qū)外攻擊導(dǎo)彈”(JASSM)和“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈,RCS為0.01-0.2平方米。在世界范圍內(nèi),隨著武器科技水平的普遍提高,具有隱身技術(shù)的武器裝備不斷顯現(xiàn),隱身飛機(jī)、隱身核潛艇、隱身作戰(zhàn)艦艇、隱身坦克戰(zhàn)車(chē)、隱身導(dǎo)彈以及隱身直升機(jī)等都是具有代表性的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)武器裝備。
目前國(guó)內(nèi)外主要的隱身技術(shù)分為以下幾類(lèi):雷達(dá)隱身技術(shù)、紅外隱身技術(shù)、聲隱身技術(shù)、可見(jiàn)光隱身技術(shù)以及其他一些隱身技術(shù)。
我國(guó)的隱身技術(shù)目前歲迅猛發(fā)展但是距離大規(guī)模列裝和實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用都還是需要一定的時(shí)間,這是我國(guó)航空工作者近一段時(shí)間來(lái)需要努力趕超的。
六、創(chuàng)新研究的科學(xué)方法
王立新教授
2016.11.4 科學(xué)研究的實(shí)質(zhì)是創(chuàng)新,科學(xué)研究是探索存在于自然界固有的客觀規(guī)律,而非做漢化或拷貝的勞動(dòng)。科學(xué)研究的創(chuàng)新有一個(gè)常用名詞——原始創(chuàng)新,所指為前所未有,即在歷史上、在世界范圍內(nèi)都沒(méi)有的新創(chuàng)造,包括新發(fā)現(xiàn)、新觀點(diǎn)、新理論、新材料、新技術(shù)、新方法等。
王老師根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了幾點(diǎn)科學(xué)的創(chuàng)新研究方法:1)極端注重創(chuàng)新性的獨(dú)立研究。目前很多人的思想都被書(shū)本、文獻(xiàn)左右,不能獨(dú)立的思考分析,當(dāng)然向書(shū)本他人學(xué)習(xí)是十分必要的,但不能一味的聽(tīng)信書(shū)本的講授,要能獨(dú)立的分析。2)足夠地重視對(duì)飛行器本體的認(rèn)識(shí)。一切的數(shù)學(xué)知識(shí)、計(jì)算算法、控制理論都是使用的工具,真正的研究對(duì)象是飛行器本身,要想有所突破創(chuàng)新一定要對(duì)飛行器本身的特性有深刻的了解。3)要大膽的提出自己的見(jiàn)解。在對(duì)事物有一定的認(rèn)識(shí)之后,要大膽的提出自己的預(yù)測(cè),再用數(shù)理方法證明或別人的研究成果佐證自己的預(yù)測(cè)。4)破除書(shū)本和文獻(xiàn)的神圣性,敢于懷疑一切。一切有人參與的工作均是會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的,不要只相信那些白紙黑字,也要有自己的判斷。5)多方位、多角度地認(rèn)識(shí)和思考。要從多個(gè)角度考慮問(wèn)題,才能提供出不同的解決方案,并從中找出最合適的。6)對(duì)科學(xué)問(wèn)題要有足夠的靈敏性。平時(shí)應(yīng)多關(guān)注學(xué)科前沿的發(fā)展,靈活的進(jìn)行研究。
一種理論在出現(xiàn)以后,在傳播的過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題。王老師舉了很多例子,例如人們目前熟知的幾個(gè)俗語(yǔ),其實(shí)就是人們?cè)趥鞑サ倪^(guò)程中出現(xiàn)了很大偏差。“三個(gè)臭裨將,賽過(guò)諸葛亮”傳播成了“三個(gè)臭皮匠,賽過(guò)諸葛亮”,這種錯(cuò)誤是非常明顯的,但是人們還是樂(lè)于接受,這反映了大多數(shù)人的一些惰性思維模式。雖然自己會(huì)有一些疑問(wèn),但是又覺(jué)得這是大眾普遍認(rèn)可的結(jié)論,默默認(rèn)為這是“真理”,使自己失去了推翻謬論的機(jī)會(huì)。
此外,王教授結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn),提出生活中處處存在創(chuàng)新研究點(diǎn),鼓勵(lì)作為博士的我們要善于創(chuàng)新,積極創(chuàng)新。聽(tīng)完王教授的講解,使我們意識(shí)到在創(chuàng)先探索的道路上更要注意研究方法的科學(xué)性,也為日后我們博士論文的開(kāi)題創(chuàng)新點(diǎn)提供了研究思路。
七、人機(jī)系統(tǒng)研究進(jìn)展
屈香菊教授
2016.11.11 人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)是一門(mén)包含了很多綜合學(xué)科在一起的技術(shù),其中典型的包括飛行力學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、控制理論和仿真實(shí)驗(yàn)等等。而人機(jī)系統(tǒng)研究領(lǐng)域包括飛行試驗(yàn)技術(shù)、駕駛員行為模式識(shí)別技術(shù)、仿真器軟件和數(shù)據(jù)處理、專(zhuān)用設(shè)備、駕駛員行為模型數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)系統(tǒng)品質(zhì)評(píng)價(jià)方法。人-機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用面向提出飛行平品質(zhì)準(zhǔn)則、飛機(jī)飛行品質(zhì)評(píng)估以及飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方向。
人機(jī)工程學(xué)研究在設(shè)計(jì)人機(jī)系統(tǒng)時(shí)如何考慮人的特性和能力,以及人受機(jī)器、作業(yè)和環(huán)境條件的限制。人機(jī)工程學(xué)還研究人的訓(xùn)練,人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),以及同人機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)問(wèn)題。
飛機(jī)發(fā)明以后,人和飛機(jī)關(guān)系對(duì)飛機(jī)性能的發(fā)揮有這越來(lái)越大的影響。最開(kāi)始時(shí)可能座艙環(huán)境、操縱桿的響應(yīng)力大小對(duì)飛行員的影響較大。自動(dòng)駕駛儀應(yīng)該是人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展最初階段的產(chǎn)物。但自動(dòng)駕駛儀的作用更多的是配平、水平飛行以及按設(shè)定航線(xiàn)巡航。這種自動(dòng)駕駛儀在一定程度上解放了駕駛員,實(shí)現(xiàn)了部分的自動(dòng)操作。
在人機(jī)系統(tǒng)中,人作為特殊的控制器,人的行為受飛機(jī)特征的影響,也受到任務(wù)和環(huán)境的影響,表現(xiàn)出很強(qiáng)的自適應(yīng)性。反過(guò)來(lái),飛機(jī)的特征也受人的影響,駕駛員和飛機(jī)相互作用,也稱(chēng)為人機(jī)耦合。
人機(jī)耦合即包括良性的耦合也包括不良的耦合,對(duì)于不良耦合常見(jiàn)的就是駕駛員誘發(fā)震蕩,其有線(xiàn)性的、準(zhǔn)線(xiàn)性的、非線(xiàn)性的三部分。目前研究的方法主要有基于駕駛員的現(xiàn)行仿真試驗(yàn)方法、基于人機(jī)耦合關(guān)系的理論研究方法和基于飛行訓(xùn)練規(guī)則的經(jīng)驗(yàn)方法。由于駕駛員動(dòng)作的復(fù)雜性、模型評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)的不確定性等問(wèn)題,使該課題的研究有很多困難之處,有待我們進(jìn)一步的探索和解決。
但就近些年來(lái)講,無(wú)人飛機(jī)即入了一個(gè)飛速發(fā)展的階段。從無(wú)人偵察飛機(jī)到無(wú)人攻擊機(jī),以至于無(wú)人轟炸機(jī)和無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)也進(jìn)入了設(shè)計(jì)階段。但完全無(wú)人的飛機(jī)不會(huì)有發(fā)展前途,除非人工智能有了突破性的發(fā)展。如果人工智能真的可以達(dá)到人的智商,我想到這時(shí)就不只是一個(gè)科學(xué)的問(wèn)題,而是社會(huì)倫理的問(wèn)題了。因?yàn)閷⑽淞坏揭粋€(gè)高智商卻有自主意識(shí)的機(jī)器手里,人類(lèi)不會(huì)放心的。另外從另一方面來(lái)說(shuō),如果全無(wú)人操作,人機(jī)系統(tǒng)如何定義呢?
八、彈載/炮射微小飛行器
王華教授
2016.11.18 彈載微小型飛行器是指:以子彈藥形式由各類(lèi)子母式彈藥或無(wú)人機(jī)攜帶,拋撒后由“彈”型變成“機(jī)”型,續(xù)航巡飛,完成對(duì)目標(biāo)的偵察、干擾、封鎖和攻擊等任務(wù)的無(wú)人飛行器。彈載微小型飛行器的技術(shù)包括各子系統(tǒng)核心技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)。
在未來(lái)軍事斗爭(zhēng)中,彈載微小型飛行器在軍事方面具要很大的需求。
一、彈載微小型飛行器主要的研究方向和相應(yīng)的研究?jī)?nèi)容:
(1)彈載飛行器系統(tǒng)總體技術(shù):它包括總體結(jié)構(gòu)布局、彈-機(jī)總體技術(shù)、空地通訊技術(shù)。
(2)環(huán)境適應(yīng)性技術(shù):它包括相關(guān)武器發(fā)射、拋撒環(huán)境分析,過(guò)載仿真技術(shù)。(3)彈-機(jī)轉(zhuǎn)換控制技術(shù):它包括彈-機(jī)轉(zhuǎn)換、最有彈道設(shè)計(jì)技術(shù)、遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)技術(shù)、抗旋消旋技術(shù)。
(4)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù):即為微小型飛行器的緊湊性。(5)飛行控制技術(shù)。(6)群協(xié)同組網(wǎng)技術(shù)。(7)綜合試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。
二、彈載微小型飛行器能夠解決以下的難題:
(1)對(duì)敵空軍機(jī)場(chǎng)洞庫(kù)內(nèi)的飛機(jī)等目標(biāo)實(shí)施有效的封鎖與打擊;(2)對(duì)敵航母艦隊(duì)實(shí)施突防攻擊;
(3)對(duì)臺(tái)灣東海岸山體背后目標(biāo)進(jìn)行偵察;(4)引導(dǎo)海軍火力支援艦隊(duì)對(duì)目標(biāo)實(shí)施火力壓制;(5)提供城區(qū)作戰(zhàn)復(fù)雜環(huán)境條件下的局部戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)施信息。
三、彈載微小型飛行器的發(fā)展趨勢(shì)分析:(1)與各軍兵種已列裝的主要武器平臺(tái)相兼容;
(2)提高慣性器件的抗高過(guò)載能力,以適應(yīng)不同的發(fā)射、拋撒環(huán)境;(3)可執(zhí)行精確打擊、偵察、毀傷效果評(píng)估、以及干擾等多種作戰(zhàn)任務(wù);(4)展開(kāi)式機(jī)翼和動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)提高以及飛行器的滯空時(shí)間的提高;(5)采用先進(jìn)的目標(biāo)識(shí)別與跟蹤技術(shù),從攻擊靜止目標(biāo)發(fā)展到攻擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo);(6)采用多模戰(zhàn)斗不等新的高效毀傷手段;(7)多枚飛行器組網(wǎng)提高協(xié)同作戰(zhàn)效能。
目前多國(guó)已有相關(guān)武器已進(jìn)行裝備。美國(guó)的“Quiklook”炮射飛行器的主要任務(wù)是偵察,長(zhǎng)0.99m,重36-41kg,發(fā)射過(guò)載2000g,采用充氣式結(jié)構(gòu)。
“洛卡斯”(LOCAAS)是由美國(guó)洛馬公司導(dǎo)彈與火控分公司研制的攻擊型炮射巡飛器,長(zhǎng)787.4毫米,重38.6公斤,鑄鋁機(jī)體,是一種由火箭彈/導(dǎo)彈/布撒器等平臺(tái)投放的微小型自主寬域巡飛子彈藥??蛇M(jìn)行廣域搜索、識(shí)別和摧毀多種地面機(jī)動(dòng)目標(biāo),有效對(duì)付時(shí)間敏感目標(biāo)。可在戰(zhàn)場(chǎng)上空巡邏30分鐘,利用激光雷達(dá)導(dǎo)引頭搜索預(yù)定任務(wù)區(qū)內(nèi)的目標(biāo),搜索高度可達(dá)228米,搜索面積為74平方千米,它可摧毀地面靜止目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
美國(guó)大面積偵察彈“WASP”,是1997年由美國(guó)麻省理工大學(xué)和Charles Stark Draper實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合發(fā)起的一個(gè)合作項(xiàng)目,主要用于偵察。WASP是一種低成本折疊式無(wú)人飛行器,可以配置在陸軍標(biāo)準(zhǔn)155mm榴彈炮M-483A或海軍5inch艦炮中向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射;出炮口后尾部六個(gè)尾翼片展開(kāi),解旋并以提供穩(wěn)定彈道飛行;當(dāng)飛到彈道頂點(diǎn)時(shí),尾部的傘蓋拋掉,裝在尾部的降落傘展開(kāi)將飛行器從彈丸殼體中抽出;下降到一個(gè)合適的高度和速度后,WASP機(jī)翼尾翼展開(kāi),發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作,丟棄降落傘,飛行器進(jìn)入有控飛行,執(zhí)行任務(wù)。
前沿區(qū)域支援彈藥“FASM”是ALOR國(guó)防技術(shù)計(jì)劃下研制的一種炮射微小型飛行器,由美國(guó)海軍研究辦公室資助,目的是支援美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的軍事行動(dòng),除具有偵察、目標(biāo)定位及戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估外,還可以進(jìn)行通信中繼、投放武器打擊目標(biāo)。
九、航天器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與振動(dòng)控制
黃海教授
2016.11.25 本節(jié)課是由我們宇航學(xué)院的黃海教授為我們帶來(lái)的關(guān)于航天器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及振動(dòng)控制方面的講座。講座主要有一下三方面內(nèi)容組成:結(jié)構(gòu)優(yōu)化的概念、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的特點(diǎn)和發(fā)展以及北航在結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域的代表性工作。
航天器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主要功能有:維持衛(wèi)星外形構(gòu)形;提供其他系統(tǒng)的安裝空間;滿(mǎn)足各種設(shè)備的安裝方位、精度等要求;支承和保護(hù)設(shè)備,確保在各種受載條件下的設(shè)備的安全;滿(mǎn)足自身的剛度、強(qiáng)度和熱防護(hù)等要求,確保衛(wèi)星完整性;提供其他的特定功能,如伸展部件的解鎖、展開(kāi)和鎖定等。
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)際上指的是結(jié)構(gòu)分析,其過(guò)程大致是初始設(shè)計(jì)-->結(jié)構(gòu)分析-->設(shè)計(jì)調(diào)整-->再分析-->再調(diào)整-->??-->直到滿(mǎn)意。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是指以計(jì)算機(jī)為工具,將非線(xiàn)性數(shù)學(xué)規(guī)劃理論與結(jié)構(gòu)力學(xué)分析方法相結(jié)合,用于受各種條件限制的承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化的從1960年代被提出開(kāi)始至今已經(jīng)有了60多年的歷史。60年代,Schmit提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的概念;1960-1970年代中,提出了準(zhǔn)則法;1976年一種近似的概念被提出,并引入數(shù)學(xué)規(guī)劃算法;1980年代提出了對(duì)偶法;1980-1990年代提出了自適應(yīng)算法。
在殲-8機(jī)翼結(jié)構(gòu)優(yōu)化案例中,設(shè)計(jì)變量共有1332個(gè),最后綜合考慮兩種工況要求,優(yōu)化后,結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降了35.9kg,占優(yōu)化部分結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的14.6%。只考慮收攏單結(jié)構(gòu)工況優(yōu)化時(shí)結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降43.2kg,在考慮展開(kāi)單結(jié)構(gòu)工況優(yōu)化時(shí)結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降37.4kg。
根據(jù)上面的例子可以充分看出結(jié)構(gòu)優(yōu)化在飛行器設(shè)計(jì)過(guò)程所起到的舉足輕重的作用。
十、高超飛行器平穩(wěn)滑翔彈道特性與導(dǎo)引方法
陳萬(wàn)春教授
2016.12.2 本次課是由我們宇航學(xué)院陳萬(wàn)春教授為我們帶來(lái)的關(guān)于高超飛行器平穩(wěn)花香彈道特性與導(dǎo)引方法方面的講座,講座主要分為以下幾個(gè)部分:平穩(wěn)滑翔概念的提出、平穩(wěn)滑翔彈道解析求解、平穩(wěn)滑翔彈道動(dòng)態(tài)特性、平穩(wěn)滑翔彈道阻尼控制方法、平穩(wěn)滑翔空間彈道解析解、平穩(wěn)滑翔解析再入導(dǎo)引方法、線(xiàn)性偽譜廣義標(biāo)控脫靶量制導(dǎo)等。
首先給出平穩(wěn)滑翔的定義,并給出飛行動(dòng)力學(xué)方程,根據(jù)對(duì)平穩(wěn)滑翔彈道特性的分析可以看出,不同的初始條件對(duì)于滑翔彈道特性有著很大的影響。當(dāng)利用數(shù)值求解的時(shí)候,通過(guò)對(duì)比不同的目標(biāo)函數(shù)所得到的彈道特性發(fā)現(xiàn),將加加速度作為數(shù)值求解的目標(biāo)函數(shù)可以得到較好較平穩(wěn)的彈道特性曲線(xiàn)。
在求解平穩(wěn)滑翔彈道解析解的時(shí)候,對(duì)高度的二階導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化,、高度的解析解。利用正則攝動(dòng)法,可得到高度的一階項(xiàng),同理還可得到二階解。通過(guò)對(duì)比結(jié)果顯示,解析結(jié)果精度很高,相對(duì)誤差小于2%。引入彈道阻尼,飛行效果會(huì)更好,也可以對(duì)初值進(jìn)行優(yōu)化,尋找最優(yōu)的彈道。
如果在討論平穩(wěn)滑翔彈道特性的過(guò)程中考慮地球自轉(zhuǎn)的情況,解析過(guò)程會(huì)較為復(fù)雜,可以在射面上建立坐標(biāo)系進(jìn)行簡(jiǎn)化,進(jìn)而得到了解耦的方程,也就得到了解析解,而且解析解的精度很高。相對(duì)于國(guó)外知名科學(xué)家的方法,該方法的有效性與精確性相對(duì)較高,并在實(shí)際型號(hào)中得到了驗(yàn)證。
傳統(tǒng)跟蹤方法目的是消除當(dāng)前時(shí)刻與標(biāo)準(zhǔn)彈道的誤差,而線(xiàn)性高斯偽譜廣義標(biāo)控脫靶量制導(dǎo)目的是消除終端誤差,只存在當(dāng)前的積分彈道;線(xiàn)性高斯偽譜廣義標(biāo)控脫靶量制導(dǎo)對(duì)傳統(tǒng)的跟蹤方法具有更強(qiáng)的適應(yīng)性,不依賴(lài)于離線(xiàn)生成的標(biāo)準(zhǔn)彈道。
十一、載人航天與深空探測(cè)
徐世杰教授
2016.12.9 本次課是由我們宇航學(xué)院的徐世杰教授給我們帶來(lái)的載人航天與深空探測(cè)方面的專(zhuān)題講座,講座主要分為四部分:飛天—中國(guó)載人航天的歷史和現(xiàn)狀;攬?jiān)隆袊?guó)月球探測(cè)的歷史和現(xiàn)狀;航天夢(mèng)—中國(guó)未來(lái)的載人航天和深空探測(cè)計(jì)劃;任重道遠(yuǎn)—中國(guó)載人航天和深空探測(cè)的世界地位。
載人航天作為人類(lèi)科技文明發(fā)展必不可少的一環(huán)具有多方面的重大意義,載人航天對(duì)于材料制造、空間制藥、空間育種、空間科學(xué)研究、太空旅游、政治、軍事、物種備份等諸多方面至關(guān)重要。
1985年秦皇島會(huì)議上,航天界達(dá)成了研制宇宙飛船-空間站系統(tǒng)的共識(shí);1992年9月21日“921”工程正式啟動(dòng);從1999年開(kāi)始的神舟號(hào)系列飛船便正式開(kāi)啟了中國(guó)載人航天事業(yè)的序幕,經(jīng)過(guò)四代飛船的研制與努力,終于在2003年,搭載著中國(guó)載人航天史上飛天第一人楊利偉的神舟五號(hào)飛船成功發(fā)射并圓滿(mǎn)完成中國(guó)人的飛天夢(mèng)。921工程分三步走:第一步是建立天地往返系統(tǒng),包括不載人實(shí)驗(yàn)和載人實(shí)驗(yàn);第二步是建設(shè)短期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室;第三步是建設(shè)長(zhǎng)期有人駐留的永久性空間站。
2001年國(guó)防科工委總體論證中國(guó)月球探測(cè),而后2004年確定了我國(guó)探月工程“繞-落-回”三步走目標(biāo),并隨著2007年中國(guó)航天史上第一枚探月航天器嫦娥一號(hào)的發(fā)射,中國(guó)的探月之旅正式開(kāi)啟。截止目前,嫦娥1-2號(hào)實(shí)現(xiàn)了繞,嫦娥3號(hào)實(shí)現(xiàn)了落;而接下來(lái)2017年發(fā)射嫦娥5號(hào),2018年發(fā)射嫦娥4號(hào),實(shí)現(xiàn)背面落。
在接下來(lái)的幾年時(shí)間里我國(guó)的載人航天事業(yè)將處于一個(gè)非常關(guān)鍵的時(shí)期,我們的航天三步走戰(zhàn)略已經(jīng)要達(dá)到了最關(guān)鍵的時(shí)期,未來(lái)我們還將進(jìn)一步開(kāi)展對(duì)于火星的探測(cè)。中國(guó)航天事業(yè)的能否達(dá)到既定的目標(biāo)將會(huì)舉世矚目,這也是彰顯我中國(guó)綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。
雖然我國(guó)在載人航天事業(yè)上起步較晚,我們的水平與世界航天大國(guó)相比還有很大的差距,但是我們也有我們自己的優(yōu)勢(shì)。我們的起點(diǎn)高,可靠性好的特性在世界范圍內(nèi)可以說(shuō)正處于領(lǐng)先的水平。然而,我們后面要走的路還很長(zhǎng),我們中華民族航天事業(yè)究竟能走到什么高度完全依靠我們每一個(gè)航天人的共同努力。
十二、無(wú)人機(jī)總體綜合設(shè)計(jì)技術(shù)
馬東立教授
2016.12.16 無(wú)人機(jī)(UAV)是一種由動(dòng)力驅(qū)動(dòng),機(jī)上無(wú)人駕駛,可重復(fù)使用的航天器的簡(jiǎn)稱(chēng)。無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)(UCAV)是無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)、無(wú)人攻擊機(jī)和無(wú)人轟炸機(jī)的總稱(chēng)。長(zhǎng)航時(shí)類(lèi)型無(wú)人機(jī)集中了偵察和監(jiān)視飛機(jī)的長(zhǎng)期的技術(shù)進(jìn)步,其代表就是美國(guó)的著名無(wú)人機(jī)——“全球鷹”。
馬東立教授從幾個(gè)方面簡(jiǎn)單介紹了高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)總體綜合設(shè)計(jì),包括:氣動(dòng)布局(有正常式、鴨式、飛翼、連翼等布局)、翼型選擇與優(yōu)化設(shè)計(jì)(無(wú)人機(jī)常用翼型:層流翼型、超臨界翼型)、氣動(dòng)-結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)、氣動(dòng)-隱身-結(jié)構(gòu)一體化以及飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)相互匹配。
二次世界大戰(zhàn)以后,特別是近三十年來(lái),經(jīng)過(guò)歷次局部戰(zhàn)爭(zhēng)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用,無(wú)人的作用越來(lái)越大,越來(lái)越重要,它已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中不可缺少的一種武器。美國(guó)更加認(rèn)真地考慮使用無(wú)人偵察機(jī)的問(wèn)題。研究表明,單靠天基和載人機(jī)載偵察平臺(tái)無(wú)法滿(mǎn)足作戰(zhàn)所希望的連續(xù)不斷的隨時(shí)根據(jù)需求提供的臺(tái)式和信息。因此,除戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)外,美國(guó)在無(wú)人機(jī)計(jì)劃中又增加了一個(gè)獨(dú)特領(lǐng)域——長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)系列。
馬東立教授向我們介紹了一系列長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)類(lèi)型以及其各自的演變過(guò)程,以高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)為例,高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)間在24小時(shí)以上,飛行高度大于18000米?!叭蝥棥毕盗袩o(wú)人機(jī)是其中最具代表性的,從RQ-4A再到加大型RQ-4B,機(jī)翼面積增大10%,發(fā)動(dòng)機(jī)更是得到更新,點(diǎn)輸出功率增大150%,載荷提高了51%。
飛機(jī)設(shè)計(jì)一般包括以下幾個(gè)方面:擬定設(shè)計(jì)要求;概念設(shè)計(jì);初步設(shè)計(jì),它包括兩部分內(nèi)容:方案設(shè)計(jì)和打樣設(shè)計(jì),在此階段要進(jìn)行下列工作:氣動(dòng)分析和風(fēng)洞試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)打樣設(shè)計(jì)、系統(tǒng)打樣設(shè)計(jì)、全機(jī)部置協(xié)調(diào)、樣機(jī)審查;詳細(xì)設(shè)計(jì);原型機(jī)試制;試飛;成批生產(chǎn)。
隨著無(wú)人機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,用無(wú)人機(jī)代替有人機(jī)執(zhí)行更多的任務(wù)已經(jīng)成為可能,從“捕食者”的武裝改型可以發(fā)現(xiàn),讓無(wú)人機(jī)來(lái)執(zhí)行對(duì)地攻擊任務(wù)是作戰(zhàn)實(shí)際的需求,可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的“發(fā)現(xiàn)即攻擊”的能力。
第二篇:航空課程總結(jié)
大型飛機(jī)是一個(gè)國(guó)家航空設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志,以大型客機(jī)和貨機(jī)為代表的大型飛機(jī),無(wú)論在軍事上還是在經(jīng)濟(jì)上都有著非常重要的戰(zhàn)略意義。基于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)防安全的需要,都要求中國(guó)必須發(fā)展自己的大型飛機(jī),大飛機(jī)的發(fā)展對(duì)航空工業(yè)的整體技術(shù)水平,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)都有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
在為期一個(gè)月的專(zhuān)項(xiàng)講座之后,大飛機(jī)班老師為我們安排了全面、豐富、專(zhuān)業(yè)的課程,從大型飛機(jī)概述到總體氣動(dòng)設(shè)計(jì),從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度到材料學(xué),從發(fā)動(dòng)機(jī)到環(huán)控系統(tǒng)等等。在為期兩個(gè)月的課程學(xué)習(xí)中,我對(duì)大飛機(jī)相關(guān)的各個(gè)學(xué)科都有了初步的了解,以下是我對(duì)部分所學(xué)課程所做的總結(jié)。
1、課程學(xué)習(xí)
1.1 總體氣動(dòng)設(shè)計(jì)課程 劉沛清教授、張?jiān)骑w教授、朱自強(qiáng)教授等老師對(duì)大型飛機(jī)總體氣動(dòng)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了詳盡的介紹。
劉沛清老師和張?jiān)骑w老師主要側(cè)重于飛機(jī)總體設(shè)計(jì),所謂飛機(jī)設(shè)計(jì),是指設(shè)計(jì)人員應(yīng)用氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力、材料、工藝等學(xué)科知識(shí)通過(guò)分析綜合和創(chuàng)造思維,將設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為一組能完整描述飛機(jī)的參數(shù)的過(guò)程。飛機(jī)的研制過(guò)程主要分五個(gè)階段:(1)論證階段:研究設(shè)計(jì)新飛機(jī)的可行性;(2)方案階段:設(shè)計(jì)出可行的飛機(jī)總體技術(shù)方案;(3)工程研制階段:進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),提供圖紙?jiān)囍圃蜋C(jī);(4)設(shè)計(jì)定型階段:進(jìn)行定型試飛;(5)生產(chǎn)定型階段:少量改進(jìn),小批量生產(chǎn)。個(gè)良好的設(shè)計(jì)應(yīng)具有很好的總體性能,各部分充分協(xié)調(diào),可以順利通過(guò)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)性的計(jì)算或者試驗(yàn)的驗(yàn)證而不需作根本性的改變?!帮w機(jī)設(shè)計(jì),氣動(dòng)先行”,氣動(dòng)力設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括氣動(dòng)力性能設(shè)計(jì)與計(jì)算,操縱安定面設(shè)計(jì)與計(jì)算,進(jìn)發(fā)匹配設(shè)計(jì)與計(jì)算,風(fēng)洞模型設(shè)計(jì)與吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)以及載荷的計(jì)算等。在氣動(dòng)布局的設(shè)計(jì)方面,翼型的選擇起著至關(guān)重要的作用。多位老師都詳細(xì)講到了超臨界翼型,超臨界翼型有利于防止出現(xiàn)激波和減小附面層分離的程度,進(jìn)而提高臨界馬赫數(shù)。它還有利于減輕飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量,同時(shí)改善低速飛行的性能。但它由于上表面平坦,在減緩氣流加速的同時(shí),也會(huì)減小升力,為克服這一缺點(diǎn),可增加下翼面后緣部分的彎曲來(lái)彌補(bǔ)升力的不足。另外,朱自強(qiáng)老師著重為我們介紹了一種新型布局形式的飛機(jī)——翼身融合體飛機(jī),翼身融合體飛機(jī)最早是波音和斯坦福大學(xué)合作研究的,高承載的外翼和低截面升力的內(nèi)翼及中央體的設(shè)計(jì)特點(diǎn),使它具有可承載旅客的大厚度翼型和為易于縱向平衡的反彎的后緣。為了穩(wěn)定和控制,翼身融合體同樣采用了常規(guī)民機(jī)的前緣縫翼和作為升降舵的后緣簡(jiǎn)單式襟翼,外翼的升降舵是俯仰和滾轉(zhuǎn)的主要控制,帶有方向舵的翼梢小翼提供主要的方向穩(wěn)定性和控制。翼身融合體的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是自然地提供一個(gè)比常規(guī)外形更低的噪聲環(huán)境,同時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗減小而減少了污染物。這種布局形式可能是未來(lái)飛機(jī)布局的發(fā)展趨勢(shì)。1.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)課程
何景武教授、一飛院趙書(shū)旺高工等老師針對(duì)大飛機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳盡的介紹。所謂大型客機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì),是指根據(jù)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)、及適航要求,依據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的原始條件,結(jié)合強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本要求,在飛機(jī)總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,為保證飛機(jī)在整個(gè)使用壽命周期內(nèi)其結(jié)構(gòu)能夠正常使用和飛行安全所需要進(jìn)行的各種設(shè)計(jì)、分析及試驗(yàn)工作。按照飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計(jì)要求,飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)涵蓋了飛機(jī)的整個(gè)使用壽命期。
在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)中,主要工作包括大型客機(jī)的載荷分析、強(qiáng)度分析、剛度分析、壽命分析和維護(hù)維修。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析計(jì)算工作主要包括:結(jié)構(gòu)靜力分析,結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析(動(dòng)載荷分析、固有動(dòng)力特性分析、動(dòng)響應(yīng)分析),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析,氣動(dòng)彈性分析(顫振分析、彎扭發(fā)散分析、載荷分布分析),結(jié)構(gòu)熱問(wèn)題分析,結(jié)構(gòu)壽命分析(疲勞分析、損傷容限分析、耐久性分析),結(jié)構(gòu)可靠性分析。
在飛機(jī)設(shè)計(jì)、研制過(guò)程中,飛機(jī)載荷的分析確定是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作,它關(guān)系到飛機(jī)設(shè)計(jì)的好壞與成敗,載荷分析的最終目的就是要給出該型號(hào)飛機(jī)在全壽命周期內(nèi)可能出現(xiàn)的所有載荷情況中可能出現(xiàn)的最為嚴(yán)重的載荷情況,以及對(duì)應(yīng)該嚴(yán)重載荷情況的所有相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。在飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的限制、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制、結(jié)構(gòu)選材的限制、工藝水平和生產(chǎn)加工能力的限制等多種設(shè)計(jì)要求的限制下,要獲得較好的結(jié)構(gòu)剛度性能具有較大的困難。因此,如何設(shè)計(jì)出較為滿(mǎn)意的結(jié)構(gòu)剛度特性,提高結(jié)構(gòu)的使用效率也一直是廣大設(shè)計(jì)人員所追求的目標(biāo)。在結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中,飛機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案確定的原則是:結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)力求綜合滿(mǎn)足各種設(shè)計(jì)要求,結(jié)構(gòu)傳力合理,力求綜合承載;結(jié)構(gòu)總體方案力求重量最輕。1.3 材料技術(shù)課程
曹春曉院士等老師對(duì)大型飛機(jī)的選材以及現(xiàn)階段的先進(jìn)材料技術(shù)進(jìn)行了詳盡的介紹。航空材料處于材料科學(xué)領(lǐng)域的最前沿,其技術(shù)含量之高和技術(shù)難度之大使得它成為高技術(shù)領(lǐng)域的重要一員。曹春曉院士的“一代材料,一代飛機(jī)”八個(gè)字形象地闡明了材料在飛機(jī)發(fā)展中占據(jù)的重要地位。從飛機(jī)的發(fā)展歷程來(lái)看,材料與飛機(jī)一直在相互推動(dòng),不斷發(fā)展。當(dāng)前的飛機(jī)材料中,復(fù)合材料技術(shù)成為新一代大型飛機(jī)的最前沿,歐美新一代大型飛機(jī)的材料技術(shù)特色就是——復(fù)合材料的用量創(chuàng)歷史新高。復(fù)合材料在大型飛機(jī)上一直扮演減輕結(jié)構(gòu)重量的角色。由于其出色的表現(xiàn)和不斷提高的成熟度,在飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量中所占的比例越來(lái)越大,不斷打破“世界記錄”。此外,復(fù)合材料所具有的優(yōu)越的抗腐蝕性能也是其用量不斷創(chuàng)新高的重要原因。(1)波音787復(fù)合材料用量50%,整個(gè)機(jī)身是由若干個(gè)復(fù)合材料整體機(jī)身段組成的,從而減少了1500個(gè)零件和4-5萬(wàn)個(gè)連接件,顯著減輕了結(jié)構(gòu)重量(減重4500kg),降低油耗8%,大幅度地降低了制造、裝配、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本,是新一代大型飛機(jī)材料技術(shù)的第一亮點(diǎn)。而且鈦合金用量也達(dá)到了15%。(2)A380率先在中央翼盒上大量采用了復(fù)合材料(原為金屬結(jié)構(gòu)),是新一代大型飛機(jī)材料技術(shù)的又一個(gè)亮點(diǎn)(總重8.8噸,其中復(fù)合材料5.3噸,減重1.5噸),鋁合金61%,復(fù)合材料用量22%,鈦合金用量10%。(3)A350的復(fù)合材料使用量從37%提高到53%,鈦合金用量從9%提高到14%如此高的符合材料使用以及鈦合金使用說(shuō)明了飛機(jī)材料發(fā)展的趨勢(shì)。曹院士還介紹了一些新意的材料技術(shù),譬如C纖維和樹(shù)脂的更新?lián)Q代進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的性能水平和降低了原材料成本;以波音787機(jī)身段為代表的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)整體化;A380率先在中央翼盒上大量采用復(fù)合材料(原為全金屬結(jié)構(gòu))。波音787則發(fā)展全復(fù)合材料翼盒直至全復(fù)合材料機(jī)翼;復(fù)合材料自動(dòng)化、低成本化制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用;A380選用了層間混雜復(fù)合材料(纖維金屬層板)GLARE;A380是首次推出全鈦掛架的飛機(jī),A350也采用全鈦掛架,均主要選用β退火的Ti-6Al-4V ELI;新型高強(qiáng)高韌近β型鈦合金Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-1Zr首次在A380平臺(tái)上閃亮登場(chǎng);在F/A-22,V-22等軍用飛機(jī)上迅猛崛起的鈦合金精鑄技術(shù)正逐步進(jìn)入大型飛機(jī)領(lǐng)域;第三代鋁鋰合金在A350、A380上的大量應(yīng)用是空客新一代飛機(jī)的一大特色;新型高強(qiáng)鋁合金7085的問(wèn)世為特大鍛件在A380上的應(yīng)用開(kāi)辟了道路;A380和A350采用激光焊接技術(shù)(LBW)制成6000系鋁合金和鋁鋰合金整體結(jié)構(gòu)件。這些新型的航空材料技術(shù)都不同程度上地應(yīng)用在了新研發(fā)使用的大型民航客機(jī)上,替代了原來(lái)的材料技術(shù),解決了諸多難題,是航空材料發(fā)展的新方向。1.4 高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)課程
洪杰教授等老師對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了詳細(xì)的講解。
商用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展最早開(kāi)始于活塞發(fā)動(dòng)機(jī),飛行速度僅有0.5~0.7Ma,隨后發(fā)展到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī),包括渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)等,特點(diǎn)是空氣流量大,可連續(xù)做功,超音速飛行,但缺點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性差。還有沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),主要是靠高速飛行的沖壓作用增加,適用于高速高空飛行。
洪老師特別給我們講述了發(fā)動(dòng)機(jī)的幾個(gè)特別的結(jié)構(gòu),支承結(jié)構(gòu)、風(fēng)扇壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)、燃燒室結(jié)構(gòu)和渦輪結(jié)構(gòu),支承結(jié)構(gòu)中,印象較為深刻的是老師講到PW公司在設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)將高壓渦輪前的一個(gè)支承放在了燃燒室里,這樣對(duì)支承的材料等各方面要求都將隨之增大,這樣做的目的就是為了使得兩個(gè)支承點(diǎn)的跨度越小,從而使得轉(zhuǎn)子的剛性越好。為了使得轉(zhuǎn)子的剛性好,PW公司研究可以放在燃燒室里的支承結(jié)構(gòu),這對(duì)支承結(jié)構(gòu)的材料特性等各方面要求極高,可見(jiàn)公司精益求精的工作態(tài)度。另外就是PW公司的風(fēng)扇設(shè)計(jì)技術(shù),采用葉身帶中間突肩,好處是使得葉片剛性增加、葉片振動(dòng)變小、葉根應(yīng)力減小、FOD增加、阻尼減振增加,還有采用的環(huán)型燕尾槽高壓壓氣機(jī)、短環(huán)型燃燒室(內(nèi)、外機(jī)匣與葉片式擴(kuò)壓器整體鑄造)等等技術(shù)特點(diǎn)。1.5 其他課程 另外,葉葉沛研究員為我們講解了民用飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性,讓我對(duì)民用飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性分析方法有了基礎(chǔ)的了解。
民用飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性是現(xiàn)代民機(jī)發(fā)展的主導(dǎo)因素,民用飛機(jī)的發(fā)展,已從80年代以前的以技術(shù)創(chuàng)新為主導(dǎo)的發(fā)展階段,轉(zhuǎn)向了以經(jīng)濟(jì)性為主導(dǎo)的市場(chǎng)化階段。“雙贏”是新機(jī)研發(fā)項(xiàng)目商業(yè)成功的標(biāo)志,即航空公司能從經(jīng)營(yíng)中掙錢(qián),制造商能從銷(xiāo)售中掙錢(qián)?!白钚OC”已成為新機(jī)研發(fā)唯一的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在初步設(shè)計(jì)階段之前,經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)飛機(jī)全壽命成本有決定性影響。經(jīng)濟(jì)性評(píng)估,也貫穿于飛機(jī)從新機(jī)購(gòu)置、再循環(huán)和退役的整個(gè)生命周期。影響飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性的因數(shù),不僅僅是技術(shù)因素,還包括市場(chǎng)、國(guó)家政策和航空公司選型等因素?,F(xiàn)代運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性的分析工具就是采用DOC方法,飛機(jī)的總運(yùn)營(yíng)成本包括直接運(yùn)行成本和間接運(yùn)行成本,其中直接運(yùn)行成本取決于飛機(jī)設(shè)計(jì)。因此,人們?cè)诳傮w方案優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化和競(jìng)爭(zhēng)分析中,主要分析直接運(yùn)行成本??梢赃M(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)分析、運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性分析(座公里成本與收益比較)、成本指數(shù)分析、飛機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。賈玉紅老師為我們講解了大飛機(jī)的起落架設(shè)計(jì),讓我們對(duì)起落架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及類(lèi)型有了一定的了解。
飛機(jī)起落架是飛機(jī)重要承力、吸能并兼有操縱特性的部件,在飛機(jī)起降過(guò)程中,擔(dān)負(fù)著極其重要的使命,其工作性能和可靠性直接影響整機(jī)的安全。起落架主要由承力結(jié)構(gòu)、緩沖裝置、滑行裝置、剎車(chē)裝置、收放機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)組成。起落架緩沖裝置主要由減震器和輪胎組成,可以吸收著陸撞擊動(dòng)能并消耗著陸撞擊動(dòng)能。剎車(chē)裝置用于縮短飛機(jī)的著陸距離,改善飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)動(dòng)性。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)時(shí)剎車(chē)裝置使飛機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)。收放機(jī)構(gòu)指的是將起落架完全收入到飛機(jī)機(jī)體內(nèi),且不切斷機(jī)體結(jié)構(gòu),不干擾油箱或不凸出在氣流之外,并加上一個(gè)具有流線(xiàn)型的起落架艙門(mén),避免給飛機(jī)的氣動(dòng)外形帶來(lái)不利影響,減小飛機(jī)的飛行阻力。
2、心得體會(huì)
經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的課程學(xué)習(xí),我對(duì)大飛機(jī)總體氣動(dòng)技術(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、材料、發(fā)動(dòng)機(jī)、環(huán)控系統(tǒng)、運(yùn)行管理、經(jīng)濟(jì)性、起落架等各個(gè)專(zhuān)項(xiàng)學(xué)科有了初步的了解,并有側(cè)重地進(jìn)行了重點(diǎn)學(xué)習(xí),自覺(jué)受益匪淺,在以后的工作中,可能僅是針對(duì)這其中一個(gè)小的類(lèi)別學(xué)科,但這兩個(gè)月的綜合學(xué)習(xí)一定會(huì)更快地投入到工作中。
研制大型民機(jī)已被列入我國(guó)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。根據(jù)我國(guó)民機(jī)發(fā)展的實(shí)際情況,我國(guó)要實(shí)現(xiàn)大型民機(jī)的跨越式發(fā)展,需要重點(diǎn)突破的技術(shù)領(lǐng)域有很多,包括:高效氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)和關(guān)鍵風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù),先進(jìn)材料和結(jié)構(gòu)技術(shù),降低排放物污染技術(shù),高安全性和可靠性設(shè)計(jì)技術(shù),飛機(jī)系統(tǒng)技術(shù)等。在大型民機(jī)發(fā)展中,我們應(yīng)始終以安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性和環(huán)境保護(hù)為核心攻克各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),任重而道遠(yuǎn)。研制大型飛機(jī)是黨中央、國(guó)務(wù)院在新世紀(jì)做出的具有重大戰(zhàn)略意義的決策,國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的研制工作一定還會(huì)面臨諸多困難和挑戰(zhàn)。要完成這一光榮的歷史使命,需要我們基層科技人員有遠(yuǎn)見(jiàn)、勇氣、信心和力量,才能早日實(shí)現(xiàn)中華民族自主研制的大飛機(jī)翱翔藍(lán)天。在接下來(lái)的工作中,我們要更加認(rèn)真的學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí),提高自己的知識(shí)水平、創(chuàng)新意識(shí),爭(zhēng)取在接下來(lái)的工作中為我國(guó)大型飛機(jī)的研制生產(chǎn)貢獻(xiàn)更多的力量。
第三篇:航空宇航科學(xué)與技術(shù)學(xué)科2014年碩士研究生招生復(fù)試指導(dǎo)
航空宇航科學(xué)與技術(shù)學(xué)科2014年碩士研究生招生復(fù)試指導(dǎo)
根據(jù)教育部關(guān)于加強(qiáng)碩士研究生招生復(fù)試工作的指導(dǎo)意見(jiàn)及學(xué)校有關(guān)要求,航空宇航科學(xué)與技術(shù)學(xué)科2014年碩士研究生招生復(fù)試指導(dǎo)確定如下。
一、復(fù)試比例及主要內(nèi)容
1、復(fù)試由筆試和面試兩部分組成,外國(guó)語(yǔ)聽(tīng)力考試在面試中進(jìn)行。復(fù)試的總成績(jī)?yōu)?80分,其中筆試200分,面試80分。
2、復(fù)試筆試科目
復(fù)試筆試科目設(shè)置:航天技術(shù)概論、導(dǎo)彈飛行動(dòng)力學(xué)與控制、航天器軌道動(dòng)力學(xué)、多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、應(yīng)用彈性力學(xué)基礎(chǔ)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)。其中航天技術(shù)概論為必選科目,其余六門(mén)課程中任選兩門(mén)作為考試科目。
(1)航天技術(shù)概論,占40分。
主要內(nèi)容:
導(dǎo)彈部分:
1)導(dǎo)彈的分類(lèi)和組成及概念;
2)動(dòng)力裝置的分類(lèi),推力、總沖、比沖等概念;
3)空氣流動(dòng)時(shí)的基本規(guī)律,音速和馬赫數(shù)的概念;氣體流動(dòng)特性方程; 4)氣體流動(dòng)基本方程、激波和膨脹波、升力和阻力、常用坐標(biāo)系的定義; 5)俯仰角、偏航角、滾轉(zhuǎn)角、攻角、側(cè)滑角的定義; 6)各種坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系; 7)導(dǎo)彈飛行動(dòng)力學(xué)方程;
8)導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)性、穩(wěn)定性和操縱性、導(dǎo)引規(guī)律、制導(dǎo)系統(tǒng)的組成、分類(lèi)和原理; 9)彈道式導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),戰(zhàn)斗部系統(tǒng)的作用、組成和分類(lèi); 10)常規(guī)戰(zhàn)斗部的工作原理。航天器部分:
1)航天器的分類(lèi)、航天器的軌道;
2)中心引力場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(二體問(wèn)題,三體問(wèn)題); 3)軌道根數(shù)、軌道控制、星下點(diǎn)軌跡、幾種姿態(tài)控制原理; 4)衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)形式、對(duì)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的主要要求、結(jié)構(gòu)材料; 5)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)航天器的熱環(huán)境; 6)航天器的溫度控制方法; 7)遙控、測(cè)軌原理;
8)返回型航天器的分類(lèi)、防熱結(jié)構(gòu);
9)航天飛機(jī)的組成、用途,航天飛機(jī)的飛行程序; 10)空間站分類(lèi)。
參考書(shū):金永德等.《導(dǎo)彈與航天技術(shù)概論》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2002年
(2)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 占80分。
主要內(nèi)容: 多體系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)型的數(shù)學(xué)描述
多體系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);多體系統(tǒng)的分類(lèi);多體系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述(關(guān)聯(lián)矩陣、通路矩陣等基本概念)2 分析力學(xué)基礎(chǔ)
基本概念;動(dòng)力學(xué)普遍方程(動(dòng)力學(xué)虛功原理和虛功率原理);第二類(lèi)拉格朗日方程;拉格朗日乘子法; 3 多剛體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)
系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的矢量和矩陣表示方法;剛體運(yùn)動(dòng)描述方法;坐標(biāo)變換的基本原理和方法;轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和角加速度;鄰接剛體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系;多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
剛體定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)及牛頓-歐拉方法;基于相對(duì)坐標(biāo)的多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模;約束系統(tǒng)的冗余約束分析; 5 多體系統(tǒng)的數(shù)值仿真分析
常微分方程數(shù)值求解的基本原理;常用常微分方程數(shù)值計(jì)算方法及其的穩(wěn)定性;
參考書(shū)目:
1.多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(第1-6章)齊朝暉 2008年科學(xué)出版社 2.高等動(dòng)力學(xué)(第1、2、4、6章)劉延柱 2001 高等教育出版社
(3)應(yīng)用彈性力學(xué)基礎(chǔ),占80分。
主要內(nèi)容: 1.彈性力學(xué)的基本概念
1)體力和面力;2)內(nèi)力和應(yīng)力;3)正應(yīng)力和切應(yīng)力;4)形變和位移;5)線(xiàn)應(yīng)變和切應(yīng)變;6)彈性力學(xué)的基本假定。2.平面問(wèn)題的基本理論
1)平面應(yīng)力問(wèn)題與平面應(yīng)變問(wèn)題;2)平衡微分方程;3)平面問(wèn)題中一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài);4)幾何方程,剛體位移;5)物理方程;6)邊界條件;7)圣維南原理及其應(yīng)用;8)按位移求解平面問(wèn)題;9)按應(yīng)力求解平面問(wèn)題,相容方程;10)常體力情況下的簡(jiǎn)化,應(yīng)力函數(shù)。3.平面問(wèn)題的直角坐標(biāo)解答
1)逆解法與半逆解法,多項(xiàng)式解答;2)矩形梁的純彎曲;3)位移分量的求出;4)簡(jiǎn)支梁受均布荷載;5)楔形體受重力和液體壓力。4.平面問(wèn)題的極坐標(biāo)解答
1)極坐標(biāo)中的平衡微分方程;2)極坐標(biāo)中的幾何方程及物理方程;3)極坐標(biāo)中的應(yīng)力函數(shù)與相容方程;4)應(yīng)力分量的坐標(biāo)變換式;5)軸對(duì)稱(chēng)應(yīng)力和相應(yīng)的位移;6)圓環(huán)或圓筒受均布?jí)毫Γ?)壓力隧洞;8)圓孔的孔口應(yīng)力集中。5.空間問(wèn)題的基本理論
1)平衡微分方程;2)物體內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài);3)主應(yīng)力,最大與最小的應(yīng)力;4)幾何方程及物理方程。6.空間問(wèn)題的解答
1)按位移求解空間問(wèn)題;2)半空間體受重力及均布?jí)毫Γ?)按應(yīng)力求解空間問(wèn)題;4)等截面直桿的扭轉(zhuǎn)。7.薄板彎曲問(wèn)題
1)有關(guān)概念及計(jì)算假定;2)彈性曲面的微分方程;3)薄板橫截面上的內(nèi)力;4)邊界條件,扭矩的等效剪力;5)四邊簡(jiǎn)支矩形薄板的重三角級(jí)數(shù)解;6)矩形薄板的單三角級(jí)數(shù)解。
參考書(shū)目
《彈性力學(xué)簡(jiǎn)明教程》第三版,徐芝倫,高等教育出版社
(4)導(dǎo)彈飛行動(dòng)力學(xué)與控制,占80分。
主要內(nèi)容: 彈道學(xué)部分:
11)作用于導(dǎo)彈的力與力矩; 12)瞬時(shí)平衡假設(shè); 13)靜穩(wěn)定性;
14)常用坐標(biāo)系及其變換;
15)導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組的建立及其簡(jiǎn)化與分解; 16)過(guò)載及其與導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)的關(guān)系; 17)鉛垂平面內(nèi)的方案飛行; 18)水平平面內(nèi)的方案飛行;
19)自動(dòng)瞄準(zhǔn)導(dǎo)彈導(dǎo)引飛行的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程; 20)追蹤法導(dǎo)引關(guān)系; 21)平行接近法導(dǎo)引關(guān)系; 22)比例導(dǎo)引法導(dǎo)引關(guān)系。動(dòng)態(tài)特性分析部分: 11)作用于導(dǎo)彈的干擾力與干擾力矩; 12)導(dǎo)彈的穩(wěn)定性與操縱性;
13)導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程的線(xiàn)性化及其簡(jiǎn)化與分解; 14)導(dǎo)彈縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析; 15)導(dǎo)彈側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)分析;
16)導(dǎo)彈縱向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)穩(wěn)定與控制; 17)導(dǎo)彈側(cè)向擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)穩(wěn)定與控制。
參考書(shū):
1.李新國(guó),方群.《有翼導(dǎo)彈飛行動(dòng)力學(xué)》.西北工業(yè)大學(xué)出版社.2005年 2.錢(qián)杏芳等.《導(dǎo)彈飛行力學(xué)》.北京理工大學(xué)出版社,2006年
3.曾穎超等.《戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈彈道與姿態(tài)動(dòng)力學(xué)》.西北工業(yè)大學(xué)出版社,1991年
(5)航天器軌道動(dòng)力學(xué),占80分。
主要內(nèi)容: 1)航天器的軌道
? 兩體運(yùn)動(dòng)方程的建立、求解; ? 中心引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);
? 四種基本軌道的軌道方程、特性及時(shí)間方程。2)軌道的建立、軌道的確定和星下點(diǎn)軌跡 ? 航天器軌道建立的方法; ? 軌道要素與發(fā)射參數(shù)的關(guān)系; ? 航天器的軌道確定; ? 星下點(diǎn)軌跡的描述。3)軌道機(jī)動(dòng)
? 軌道過(guò)渡的概念、分類(lèi)和方法; ? 脈沖機(jī)動(dòng);
? 同平面的軌道過(guò)渡; ? 軌道攔截。4)星際航行
? 會(huì)合周期,發(fā)射窗口;
? 影響球與圓錐曲線(xiàn)拼合法,星體的引力攝動(dòng); ? 向月飛行,行星際飛行; ? 限制性三體問(wèn)題。5)航天器的相對(duì)運(yùn)動(dòng) ? 相對(duì)運(yùn)動(dòng)概念;
? 軌道坐標(biāo)系、視線(xiàn)坐標(biāo)系中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程; ? 交會(huì)對(duì)接的概念和方法; ? 編隊(duì)飛行。6)航天器的攝動(dòng)理論
? 地球的引力攝動(dòng)與,地球勢(shì)函數(shù)模型; ? ? ? ? 干擾力分量引起的攝動(dòng); 地球扁度引起的攝動(dòng);
稀薄大氣引起的攝動(dòng)及軌道的壽命; 地球靜止軌道衛(wèi)星的攝動(dòng)。
參考書(shū)目:趙 鈞.《航天器軌道動(dòng)力學(xué)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2011年
(6)流體力學(xué),占80分。
主要內(nèi)容:
1)研究的內(nèi)容和方法 ? 連續(xù)性介質(zhì)模型 ? 作用在流體上的力 ? 流體的主要物理性質(zhì) 2)流體靜力學(xué)
? 流體靜壓強(qiáng)及其特性,流體平衡微分方程式,力函數(shù)、等壓面 ? 流體中壓強(qiáng)的表示方法
? 重力作用下流體的平衡方程式,重力和其它質(zhì)量力聯(lián)合作用下流體的平衡 ? 靜止流體對(duì)平面壁、曲面壁的作用力 3)流體運(yùn)動(dòng)學(xué)
? 研究流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法
? 恒定流動(dòng)和非恒定流動(dòng),流體的基本概念 ? 流體的連續(xù)性方程
? 流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)分析,有旋運(yùn)動(dòng)和無(wú)旋運(yùn)動(dòng) 4)流體動(dòng)力學(xué)
? 理想流體運(yùn)動(dòng)微分方程式,蘭姆-葛羅米格形式的微分方程 ? 伯努利積分,歐拉積分,重力作用下的伯努利方程及意義 ? 粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程式,葛羅米柯-斯托克斯方程
? G-S方程的伯努利積分,重力作用下實(shí)際流體微小流束伯努利方程 ? 緩變流動(dòng)及其特性,動(dòng)量和動(dòng)能修正系數(shù) ? 粘性流體總流的伯努利方程、動(dòng)量方程 5)旋渦理論基礎(chǔ)
? 渦線(xiàn)、渦管、渦束和旋渦強(qiáng)度 ? 速度環(huán)量和斯托克斯定理 ? 二元旋渦的速度和壓強(qiáng)分布 6)理想流體平面勢(shì)流
? 速度勢(shì)函數(shù)和流函數(shù),幾種簡(jiǎn)單的平面勢(shì)流 ? 簡(jiǎn)單勢(shì)流的疊加,偶極流
? 流體對(duì)圓柱體的無(wú)環(huán)量、有環(huán)量繞流,庫(kù)塔-儒可夫斯基定理 7)相似理論基礎(chǔ)
? 流動(dòng)力學(xué)相似條件,粘性流體流動(dòng)的力學(xué)相似準(zhǔn)數(shù) ? 量綱分析方法 8)流動(dòng)的阻力與損失
? 粘性流體的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),圓管中的層流和紊流 ? 沿程損失系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,局部阻力與損失計(jì)算 ? 薄壁小孔口及圓柱外伸管嘴的出流 9)管路的水力計(jì)算
? 短管、長(zhǎng)管的水力計(jì)算,串、并聯(lián)管路的水力計(jì)算 ? 有壓管路的水擊 10)粘性流體繞物體流動(dòng) ? 邊界層的概念和特點(diǎn)
? 邊界層的微分方程,動(dòng)量積分關(guān)系式 參考書(shū)目:
1.陳卓如.《工程流體力學(xué)》.高等教育出版社.2004.1 2.金朝銘.《液壓流體力學(xué)》.國(guó)防工業(yè)出版社.1994
(7)工程熱力學(xué),占80分。
主要內(nèi)容: 1)基本概念
? 熱力學(xué)系統(tǒng)(熱力系)的定義及其描述。
? 熱力系的平衡狀態(tài)以及由這樣的平衡狀態(tài)構(gòu)成的準(zhǔn)(內(nèi)部)平衡過(guò)程。
? 溫度、壓力、比體積、熱力學(xué)能、焓和熵是描述平衡(均勻)狀態(tài)的六個(gè)常用的狀態(tài)參數(shù)。
? 溫度、壓力、比體積這三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系稱(chēng)為狀態(tài)方程。
?(傳)熱量和(作)功(量)是在熱力過(guò)程中熱力系與外界交換的兩種基本能量形式。
? 功和熱量都是過(guò)程量(參數(shù))。
? 過(guò)程量與狀態(tài)量的特性及相互區(qū)別。2)熱力學(xué)第一定律
? 一般熱力系的熱力學(xué)第一定律基本表達(dá)式-基本能量方程。? 閉口系、開(kāi)口系、穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的能量方程。
? 功和熱量的基本計(jì)算公式以及功和熱量在狀態(tài)坐標(biāo)圖中的表示。
3)熱力學(xué)第二定律
? 熵流、熵產(chǎn)、熵方程及其應(yīng)用。? 卡諾定理和卡諾循環(huán)及其應(yīng)用。? 克勞修斯積分式及其應(yīng)用。? 孤立系熵增原理及其應(yīng)用。
? 熱量的可用能及其的不可逆損失。4)氣體的熱力性質(zhì)
? 實(shí)際氣體和理想氣體。
? 理想氣體狀態(tài)方程和氣體常數(shù)。
? 理想氣體的比熱容、熱力學(xué)能、焓和熵的計(jì)算式。? 實(shí)際氣體與理想氣體在狀態(tài)方程和集聚態(tài)上的偏離。? 范德瓦爾方程等新的實(shí)際氣體狀態(tài)方程。
? 通用壓縮因子圖及其在求得實(shí)際氣體熱力性質(zhì)中的作用。5)熱力學(xué)微分關(guān)系式
? 特征函數(shù)及四個(gè)常用的特征函數(shù)。? 麥克斯韋關(guān)系式。
? 純物質(zhì)的熵、焓、熱力學(xué)能及比熱容的普遍關(guān)系式。6)水蒸氣的熱力性質(zhì)
? 水蒸氣飽和狀態(tài)及其相關(guān)概念。? 水蒸氣產(chǎn)生過(guò)程及水蒸氣圖。? 水蒸氣熱力過(guò)程。7)理想混合氣體與濕空氣
? 理想混合氣體的成分表示方法及其熱力性質(zhì)計(jì)算。
? 濕空氣、飽和濕空氣與未飽和濕空氣、濕空氣的絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、含濕量。? 露點(diǎn)溫度、濕球溫度。? 含濕圖及其應(yīng)用。8)理想氣體的熱力過(guò)程
? 研究熱力過(guò)程的任務(wù)和目的及熱力過(guò)程兩種分類(lèi)。
? 理想氣體典型定值(定壓、定容、定溫、定熵)過(guò)程中的狀態(tài)參數(shù)變化規(guī)律、過(guò)程圖示、功和熱量的計(jì)算與圖示。
? 多變過(guò)程及其與理想氣體典型定值(定壓、定容、定溫、定熵)過(guò)程的關(guān)系。? 不作功過(guò)程和絕熱過(guò)程中,摩擦存在與否對(duì)狀態(tài)參數(shù)變化及能量交換的影響。? 混合過(guò)程
? 充氣與放氣過(guò)程。9)氣體與蒸汽的流動(dòng)
? 氣體穩(wěn)定流動(dòng)基本方程。
? 氣體流經(jīng)噴管時(shí)氣流參數(shù)與流道截面積之間的變化關(guān)系。? 氣體流速與流量計(jì)算以及臨界流動(dòng)和最大流量。10)氣體的壓縮
? 單級(jí)活塞式壓氣機(jī)的工作過(guò)程及理論功耗。
? 帶有中冷器的多級(jí)活塞式壓氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)以及中間最佳壓比的選擇方法。? 壓氣機(jī)的絕熱、定溫、多變?nèi)N效率。? 引射器的工作過(guò)程。11)氣體動(dòng)力循環(huán)
? 分析計(jì)算動(dòng)力循環(huán)的任務(wù)和目的。
? 活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)和影響循環(huán)熱效率的因素及提高循環(huán)熱效率的途徑。? 燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)和影響循環(huán)熱效率的因素及提高循環(huán)熱效率的途徑。12)蒸汽動(dòng)力循環(huán)
? 蒸汽動(dòng)力基本循環(huán)-朗肯循環(huán)和循環(huán)熱效率的影響因素及其提高途徑。? 蒸汽再熱循環(huán)、抽汽回?zé)嵫h(huán)。
? 雙工質(zhì)(雙蒸氣、燃?xì)猓?蒸汽聯(lián)合、注蒸汽-燃?xì)廨啓C(jī)裝置)動(dòng)力循環(huán)。? 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)。
13)制冷循環(huán)
? 逆向卡諾循環(huán)和供熱循環(huán)。? 空氣壓縮制冷循環(huán)。? 蒸汽壓縮制冷循環(huán)。? 制冷劑的熱力性質(zhì)。
? 蒸汽引射制冷和吸收式制冷循環(huán)。14)化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)
? 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)熱、熱效應(yīng)、標(biāo)準(zhǔn)生成焓、燃料理論燃燒溫度等概念。? 蓋斯定律和基爾霍夫定律。
? 化學(xué)反應(yīng)的最大有用功、化學(xué)反應(yīng)方向的判斷及化學(xué)平衡。15)能量直接轉(zhuǎn)換及可再生能源
? 能源分類(lèi)、能源形態(tài)及其開(kāi)發(fā)利用程度與人類(lèi)文明程度和環(huán)境狀況的相互關(guān)系。
? 能源科學(xué)合理利用技術(shù)。
? 磁流體發(fā)電、燃料電池等能量直接轉(zhuǎn)換新技術(shù)。
? 目前太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等可再生能源的估?jì)儲(chǔ)存量、主要利用方式及利用程度和未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展方向。參考書(shū)目:
1.楊玉順、張昊春、賀志宏.《工程熱力學(xué)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué).2007.6 2.嚴(yán)家騄、王永青.《工程熱力學(xué)》.中國(guó)電力出版社.2004.6
3、面試主要內(nèi)容。
(1)從事科研工作的基礎(chǔ)與能力;(2)綜合分析與語(yǔ)言表達(dá)能力;(3)外語(yǔ)聽(tīng)力及口語(yǔ);(4)大學(xué)學(xué)習(xí)情況及學(xué)習(xí)成績(jī);
(5)專(zhuān)業(yè)課以外其他知識(shí)技能的掌握情況;(6)特長(zhǎng)與興趣;(7)身心健康狀況。
第四篇:學(xué)科教學(xué)法課程總結(jié)
學(xué)科教學(xué)法課程總結(jié)
時(shí)間過(guò)得真快,轉(zhuǎn)眼間又要到了《微格教學(xué)》這門(mén)課程的最后階段了?;仡櫼幌逻^(guò)去,同學(xué)們?cè)谡n堂上說(shuō)課講課的身影還歷歷在目,驀然回首,感想頗多。下面就讓我來(lái)就本學(xué)期《微格教學(xué)》這門(mén)課程的學(xué)習(xí)做一下總結(jié),寫(xiě)一寫(xiě)自己心得體會(huì)?!段⒏窠虒W(xué)》是師范院校學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課, 是在學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了教育學(xué)、心理學(xué)等課程的基礎(chǔ)上,并經(jīng)過(guò)師范技能訓(xùn)練之后,設(shè)立的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。就這樣令我終身難忘的《微格教學(xué)》這門(mén)課的學(xué)習(xí)就走到尾聲。
通過(guò)學(xué)習(xí)《微格教學(xué)》這門(mén)課程,使我學(xué)會(huì)教案的書(shū)寫(xiě)、可以根據(jù)學(xué)科內(nèi)容體系中課程的目標(biāo)與特點(diǎn),確定選取或自編教材、熟悉教學(xué)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)。能夠根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,選取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,并應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程中、了解教學(xué)評(píng)價(jià)的歷史和發(fā)展,掌握常用的教學(xué)評(píng)價(jià)方法、進(jìn)一步加強(qiáng)了師范教學(xué)能力,為后續(xù)師范教學(xué)環(huán)節(jié)奠定基。雖然理論基礎(chǔ)學(xué)的不錯(cuò),但是在后來(lái)的說(shuō)課實(shí)戰(zhàn)中,第一次走上講臺(tái)的我卻沒(méi)有完全發(fā)揮出這些技巧。我真正的感到了“實(shí)踐出真知”這句話(huà)的內(nèi)涵,自己親身實(shí)踐的東西是自己永生難忘的。下面就讓我來(lái)說(shuō)一下我說(shuō)課與講課的心得與體會(huì)。
在學(xué)習(xí)說(shuō)課之前,我對(duì)說(shuō)課的認(rèn)識(shí)僅僅是將備課稿用語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)。并不清楚何為說(shuō)課。所謂“說(shuō)課”,不僅是說(shuō)明“怎么教”,而且更要闡述“為什么這樣教”。說(shuō)課不光要備好課,對(duì)教材充分研究理解,還要預(yù)設(shè)學(xué)生的反應(yīng)并因此而說(shuō)明這樣教學(xué)的理由。說(shuō)課的對(duì)象不是學(xué)生,說(shuō)課要面對(duì)的是同行,專(zhuān)家,教研員,面對(duì)這些人,要說(shuō)清的是教學(xué)的過(guò)程,教學(xué)的方法,及自己對(duì)教材的理解。通過(guò)說(shuō)課,同行、專(zhuān)家等可以對(duì)此給出一些建議,討論教學(xué)中的不足,從而取得進(jìn)步。說(shuō)課能提高教師的教育科研能力,提高教師的語(yǔ)言表達(dá)能力,還能提高教師教學(xué)應(yīng)變能力。
通過(guò)學(xué)習(xí)《微格教學(xué)》我認(rèn)識(shí)到,說(shuō)課首先要熟悉課程標(biāo)準(zhǔn)和教材。課程標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)大的框架,我們必須要弄清楚它對(duì)于學(xué)生的每一個(gè)階段的培養(yǎng)不表是什么,從而循序漸進(jìn)的傳授個(gè)學(xué)生相應(yīng)的知識(shí)好技能。教師的說(shuō)課要在備課的基礎(chǔ)上,依據(jù)大綱和教材,結(jié)合有關(guān)的教學(xué)理論和師生實(shí)際,說(shuō)出教學(xué)思路和教學(xué)設(shè)計(jì)。新課程要求大家能創(chuàng)新,要求教師理念新、設(shè)計(jì)新、結(jié)構(gòu)新、手段新、方法新。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)導(dǎo)入新課、新課教學(xué)、新課小結(jié)、布置作業(yè)這幾個(gè)環(huán)節(jié),能環(huán)環(huán)緊扣,富有新意,并且有起伏,過(guò)渡要自然。多媒體運(yùn)用合理,能突出教學(xué)中點(diǎn),突破難點(diǎn),并通過(guò)各種方法引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)探索。
總之,通過(guò)《微格教學(xué)》這門(mén)課的學(xué)習(xí),我體會(huì)到,在說(shuō)課與講課中,教師要給自己說(shuō)課賦予一些基本思想。例如,在教學(xué)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了哪些新課標(biāo)精神,教學(xué)整體思路是否符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,教學(xué)的理論依據(jù)又是什么,設(shè)計(jì)的意圖是什么,要求達(dá)到什么目的,教學(xué)中可能產(chǎn)生的問(wèn)題,如何引導(dǎo)學(xué)生解決等。并且我的心理素質(zhì)再一次得到了鍛煉,能夠站在講臺(tái)上,面對(duì)同學(xué)跟老師講述我的講課流程,雖然,在說(shuō)課中還存在著難么多的不足之處,但是,它使得我有了一次說(shuō)課的經(jīng)驗(yàn),在以后的學(xué)習(xí)中,我會(huì)抓住每一次機(jī)會(huì)去鍛煉自己,不斷去提高自己教學(xué)水平。
第五篇:綜合實(shí)踐活動(dòng)課程課改總結(jié)
綜合實(shí)踐活動(dòng)課程課改總結(jié)
在2008-2009學(xué)年中,我校認(rèn)真貫徹市教育局、教研室以及學(xué)校綜合實(shí)踐課程計(jì)劃的有關(guān)精神,堅(jiān)定不移地依照新課程理念,開(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng),將綜合實(shí)踐活動(dòng)課程推向深入,努力提高教師的課程實(shí)施能力,著重培養(yǎng)既有底氣又有靈氣且具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力的現(xiàn)代中學(xué)生,全面實(shí)施素質(zhì)教育。
我校做為綜合實(shí)踐活動(dòng)課程改革的樣本校,為此,我們采取的策略是:邊學(xué)習(xí)、邊研究、邊實(shí)踐。前一階段我們?cè)趯W(xué)生評(píng)價(jià)工作和校本課程方面工作取得了比較好的效果,得到了家長(zhǎng)和學(xué)生的認(rèn)可。我校的綜合實(shí)踐教師們?cè)趨⑴c中學(xué)到了許多新的理念及教學(xué)方式。教師從意識(shí)上重視起了這門(mén)課程,實(shí)施課程的能力從無(wú)到有,從初步體驗(yàn)到有所感悟。學(xué)生在一次次活動(dòng)中得到了鍛煉,并培養(yǎng)了興趣。綜合實(shí)踐活動(dòng)在我校學(xué)生的主體參與中深入開(kāi)展。
為了把綜合實(shí)踐活動(dòng)研究深入地開(kāi)展下去,本學(xué)期我們做了如下工作。
一、體制健全與保障完善
首先,成立了綜合實(shí)踐活動(dòng)課程研究與實(shí)施小組,制定了學(xué)習(xí)和研究計(jì)劃,并按計(jì)劃開(kāi)展了多次學(xué)習(xí)與研討活動(dòng),進(jìn)一步強(qiáng)化了課程理念,明確了課程實(shí)施方向、組織形式,尤其是學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)形式。
其次,我校的綜合實(shí)踐活動(dòng)基于學(xué)習(xí)者的直接體驗(yàn),密切聯(lián)系學(xué)生、生活、社會(huì),在以學(xué)生自主活動(dòng)為特征的實(shí)踐操作中體現(xiàn)對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用和實(shí)踐科學(xué)結(jié)論、發(fā)現(xiàn)新知識(shí)的課程形態(tài)。在此過(guò)程中不斷對(duì)綜合實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容重新作了調(diào)整。并結(jié)合學(xué)校特色、周邊環(huán)境特點(diǎn)和依據(jù)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的相關(guān)理論,隨時(shí)修正我校綜合實(shí)踐活動(dòng)課程活動(dòng)實(shí)施方案,經(jīng)過(guò)科任的教師實(shí)踐與修改,使之趨于科學(xué)、合理,更能貼近學(xué)生、貼近教師、貼近學(xué)校。
第三,我們考慮到,綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的實(shí)施過(guò)程中,學(xué)生的一些實(shí)踐活動(dòng),需要得到社會(huì)、家長(zhǎng)的支持與合作。為此,我們通過(guò)多種途徑,進(jìn)行了廣泛的宣傳,使社會(huì)及家長(zhǎng)也充分認(rèn)識(shí)到:在教育改革的大背景下,為促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面提升,實(shí)施綜合實(shí)踐活動(dòng)課程十分必要和及時(shí),為此,我們營(yíng)造了課程實(shí)施的良好社會(huì)氛圍。
第四,在課程的具體實(shí)施過(guò)程中,我們十分注重教師的角色把握,要求教師首先是與學(xué)生一樣,是實(shí)踐活動(dòng)的參與者,其次才是實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo)者。學(xué)生的學(xué)習(xí)方式必須得以轉(zhuǎn)變,必須是多種學(xué)習(xí)方式的綜合運(yùn)用,要讓不同水平的學(xué)生都能有實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程的切身體驗(yàn),而且,實(shí)踐活動(dòng)的組織形式也應(yīng)呈多樣性,如個(gè)人獨(dú)立探究、小組合作探究、師生共同探究、班級(jí)集體探究等。綜合實(shí)踐課教師以“學(xué)生發(fā)展性評(píng)價(jià)”為主題,進(jìn)行深入探討與研究,指導(dǎo)學(xué)生有創(chuàng)造性的使用“評(píng)價(jià)手冊(cè)”。注意運(yùn)用“自評(píng)”、“他評(píng)”、“集體評(píng)”、“再評(píng)”等多種評(píng)價(jià)方式,及時(shí)對(duì)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程中的表現(xiàn)(包括知識(shí)、水平、能力、成果、情感、態(tài)度等)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià),并與學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)成果一起存入學(xué)生的課程材料袋,使之更趨向于現(xiàn)代化、個(gè)性化。
二、具體實(shí)踐活動(dòng) 在高一第一、二學(xué)期,我們主要大規(guī)模開(kāi)展了社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)和研究性學(xué)習(xí)兩方面的內(nèi)容,社區(qū)服務(wù)由主要集中在寒暑假學(xué)生在父母的監(jiān)督下經(jīng)行,現(xiàn)在把社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)和研究性學(xué)習(xí)總結(jié)如下:
(一)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)的開(kāi)展
高一年級(jí)的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)首先安排的是軍訓(xùn),具體時(shí)間是開(kāi)學(xué)的第一周,共7天;軍訓(xùn)地點(diǎn):鞏義五中校園內(nèi);參訓(xùn)部隊(duì):中國(guó)人民解放軍武警部隊(duì)。通過(guò)7天的全封閉式軍訓(xùn),學(xué)生掌握了基本軍事知識(shí)和技能,增強(qiáng)了國(guó)防觀念和國(guó)家安全意識(shí);強(qiáng)化了愛(ài)國(guó)主義、集體主義和革命英雄主義觀念;吃苦耐勞和艱苦樸素的作風(fēng)有一定提升,強(qiáng)化了組織性、紀(jì)律性;初步培養(yǎng)了學(xué)生的生活自理能力,激發(fā)其學(xué)習(xí)文化知識(shí)的積極性,使他們的意志、毅力、品質(zhì)都得到磨練和增強(qiáng)。在學(xué)校秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)上,高一年級(jí)學(xué)生以整齊的隊(duì)列,高昂的士氣,贏得了全校師生的喝彩!
其次,在學(xué)科方面,我校地老師利用當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì),帶領(lǐng)學(xué)生到大自然中參加各種實(shí)踐活動(dòng),生物老師劉婷帶領(lǐng)學(xué)生采集各種植物,并利用課余時(shí)間制成標(biāo)本,在生物教師劉婷、李華旭老師指導(dǎo)下,修剪校園花草,并查閱資料,為每一種植物制作了說(shuō)明書(shū),校園植物就有30余種,我校中心花園也變成了生物園地。地理教師劉海軍、王中良,先后帶領(lǐng)學(xué)生到小關(guān)礦山和老廟山采集鐵質(zhì)巖、大理巖、沉積巖等各種礦石,返回后,由師生共同查閱資料,整理歸類(lèi)。語(yǔ)文學(xué)科舉辦課本話(huà)劇表演,英語(yǔ)舉辦演講賽,體音美舉辦風(fēng)箏比賽等等。
再次,在素質(zhì)教育方面,為讓災(zāi)區(qū)人民群眾深切感受到社會(huì)主義大家庭的溫暖,2008年10月28日,在全校開(kāi)展了“送溫暖、獻(xiàn)愛(ài)心”——向汶川地震災(zāi)區(qū)捐贈(zèng)過(guò)冬衣被活動(dòng),全校師生積極踴躍參與捐贈(zèng)活動(dòng)為汶川地震災(zāi)區(qū)群眾捐贈(zèng)過(guò)冬衣物2198件。2009年3月21日,為響應(yīng)鞏義團(tuán)市委的號(hào)召,在校黨支部、校團(tuán)委的組織下,鞏義五中的學(xué)子們組成了一個(gè)30人的青年志愿者隊(duì)伍,去小關(guān)鎮(zhèn)南嶺村幫貧助困。為當(dāng)?shù)刎毨Ъ彝ニ腿チ艘挛?,為其子女送去了學(xué)習(xí)用品。這些活動(dòng)都激勵(lì)著我們的學(xué)生。
最后,我校有豐富的社團(tuán)活動(dòng),如英語(yǔ)角、校報(bào)編輯部、廣播站、黑板報(bào)編輯組、團(tuán)委會(huì)、學(xué)生會(huì)等等。這些都是學(xué)生們社會(huì)實(shí)踐的最佳場(chǎng)所。
(二)研究性學(xué)習(xí)的開(kāi)展
我校本著“穩(wěn)打穩(wěn)扎、結(jié)合實(shí)際、有的放矢”的原則,一步步開(kāi)展社研究性學(xué)習(xí)。首先我們就研究性學(xué)習(xí)的一些通識(shí)性知識(shí)經(jīng)行了培訓(xùn)并考試。研究性學(xué)習(xí)對(duì)于教師來(lái)說(shuō)是一個(gè)新事物,對(duì)教師的培訓(xùn)成為這個(gè)課程能否成功開(kāi)展的關(guān)鍵,我校利用周四年級(jí)會(huì),對(duì)教師進(jìn)行如何確立科研課題的培訓(xùn),在此基礎(chǔ)上向教師介紹其它學(xué)校選題的情況。同時(shí)針對(duì)目前學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足這種現(xiàn)狀,我校首先利用研究性學(xué)習(xí)這個(gè)平臺(tái),通過(guò)講座,指導(dǎo)學(xué)生談自己的人生發(fā)展規(guī)劃,在高一年級(jí)建立學(xué)生“目標(biāo)責(zé)任制”,落實(shí)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)必選課題。為了有效實(shí)施,我們采取了如下做法:
第一:教師培訓(xùn)。在教師自己研究的基礎(chǔ)上,下發(fā)了研究性學(xué)習(xí)培訓(xùn)材料,對(duì)教師進(jìn)行了“研究性學(xué)習(xí)含義、目標(biāo)、內(nèi)容、與其它課堂教學(xué)和探究活動(dòng)的不同”等方面的培訓(xùn),重點(diǎn)介紹了第一個(gè)課題的實(shí)施。
第二:學(xué)生培訓(xùn)。班主任對(duì)學(xué)生進(jìn)行了開(kāi)題輔導(dǎo),讓學(xué)生利用寒假研究自我,分析社會(huì),初步確定研究方向,并對(duì)相應(yīng)課題進(jìn)行分析。研讀培訓(xùn)教材,掌握研究性學(xué)習(xí)的基本思路和方法。并就培訓(xùn)內(nèi)容經(jīng)行考核。
在此培訓(xùn)的基礎(chǔ)上,指導(dǎo)學(xué)生嘗試研究課題,課題采取在“教師推薦和學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)申報(bào)課題”中選擇,年級(jí)根據(jù)學(xué)生申報(bào)情況進(jìn)行微調(diào)。安排指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生的研究全程跟蹤指導(dǎo),基本上完成了本學(xué)期的任務(wù)。在這個(gè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了貼近生活的課題,如高中生對(duì)于網(wǎng)絡(luò)交友現(xiàn)象的調(diào)查;中學(xué)生的飲食與健康;電腦使用與健康;常用洗衣粉的利與弊;關(guān)于中學(xué)生日常生活消費(fèi)情況調(diào)查與分析;中學(xué)生課外閱讀;中學(xué)生視力情況調(diào)查與近視眼的預(yù)防;學(xué)生的交通安全意識(shí);電腦使用與健康關(guān)系;單親家庭對(duì)子女成長(zhǎng)的影響等,這些都對(duì)我校的教育教學(xué)有很大的促進(jìn)。
總之,我校將依照新的課改理念,通過(guò)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的實(shí)施,培養(yǎng)學(xué)生的研究意識(shí)、國(guó)防意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感,從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
三、思考與今后的打算
回顧綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的實(shí)施過(guò)程,引起了我們的幾點(diǎn)思考:
1、綜合實(shí)踐活動(dòng)主題的選擇過(guò)程中,如果完全由學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好而獨(dú)立自主地選擇并確定研究主題,則會(huì)影響課程實(shí)施與管理的有序性,影響學(xué)生研究的深度和教師指導(dǎo)的有效性;如果是教師為學(xué)生預(yù)先選擇并設(shè)定研究主題,則又將遏制學(xué)生自主能動(dòng)性的充分發(fā)揮,從而影響學(xué)生對(duì)實(shí)踐活動(dòng)的積極性。如何使兩者有機(jī)融合,相得益彰,值得我們?cè)诮窈蟮膶?shí)踐中進(jìn)一步探索。
2、使綜合實(shí)踐活動(dòng)課程明確區(qū)別于傳統(tǒng)的“興趣課”、“游戲課”、“玩耍課”等,我們?nèi)绾问箤W(xué)生“綜合”運(yùn)用相關(guān)知識(shí),加強(qiáng)“實(shí)踐”體驗(yàn),真正使教師和學(xué)生“活動(dòng)”起來(lái),將要作出進(jìn)一步的思考與實(shí)踐。
3、對(duì)于課程的管理與評(píng)價(jià),如何做到科學(xué)、有效、持續(xù),需要我們的思考和實(shí)踐,逐步建立并完善關(guān)于綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的管理與評(píng)價(jià)體系。
4、活動(dòng)研究的深度、廣度,教師如何把握?
5、如何調(diào)動(dòng)學(xué)生全員參與面,特別是一些有困難的學(xué)生?如何把評(píng)價(jià)工作做得公正、全面?操作起來(lái)簡(jiǎn)單可行?這都是我們今后要解決的問(wèn)題。
6、針隨著課程的進(jìn)一步實(shí)施,存在的問(wèn)題也漸漸凸現(xiàn):(1)教師對(duì)該課程從理念上還未真正把握,感覺(jué)還是有些虛幻。沒(méi)有現(xiàn)成的教材體系和指導(dǎo)體系,學(xué)習(xí)不夠。(2)教師的綜合素質(zhì)與該課程實(shí)施還未匹配,該課程實(shí)施需要全方位的素質(zhì)和較強(qiáng)的能力,在實(shí)踐操作中教師覺(jué)得無(wú)從著手,業(yè)務(wù)素質(zhì)不夠;(3)現(xiàn)有的對(duì)教師評(píng)價(jià)體系仍強(qiáng)調(diào)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量,該課程處于一種可有可無(wú)的窘境,重視不夠,付出多回報(bào)少;(4)由于是一門(mén)開(kāi)放性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,活動(dòng)的真正開(kāi)展需要相配套的物力、財(cái)力,而這方面學(xué)校有時(shí)很難提供,教師個(gè)人很少能獨(dú)立解決,保障不夠;(5)學(xué)生與家長(zhǎng)由于受社會(huì)傳統(tǒng)教育和學(xué)校教育宣傳上的影響,仍覺(jué)得考分最重要,活動(dòng)開(kāi)展意識(shí)不強(qiáng),應(yīng)該完成的任務(wù)不主動(dòng),不及時(shí),質(zhì)量不高,準(zhǔn)備不夠。
對(duì)以上現(xiàn)狀,在新學(xué)期中我校將著重從以下幾個(gè)方面入手,做好工作:
1、轉(zhuǎn)變觀念,讓教師和學(xué)生一起成長(zhǎng)。開(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng),必須讓教師的教育思想進(jìn)行一次深刻的革命,要讓教師站在未來(lái)人才的需要和學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的高度上來(lái)認(rèn)識(shí)。在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,學(xué)生的自主選擇和主動(dòng)實(shí)踐是關(guān)鍵,教師的作用是有效的指導(dǎo),要大膽地讓學(xué)生去闖,失敗了也是一種體驗(yàn)、一種收獲,要讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中,體驗(yàn)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)規(guī)范,體現(xiàn)與人合作和分享成果的樂(lè)趣。通過(guò)設(shè)立新課程論壇,舉辦學(xué)習(xí)沙龍,開(kāi)展與新課程一起成長(zhǎng)的研討活動(dòng),讓教師深入新課程。在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,注重發(fā)揮教師群體力量,倡導(dǎo)教師之間的合作,成立綜合實(shí)踐活動(dòng)“智囊團(tuán)”。根據(jù)農(nóng)村中學(xué)學(xué)生的實(shí)際情況,在充分尊重學(xué)生意愿的基礎(chǔ)上,把學(xué)生分成若干小組,由2-3位教師分別指導(dǎo),讓教師和學(xué)生在活動(dòng)中一起學(xué)習(xí)。
2、拓展外部環(huán)境,營(yíng)造有利于教學(xué)的氛圍。學(xué)校將積極主動(dòng)與周邊單位及相關(guān)行業(yè)進(jìn)行聯(lián)系,探求綜合實(shí)踐活動(dòng)開(kāi)展的有利氛圍。同時(shí),要加大宣傳力度,綜合實(shí)踐活動(dòng)不僅僅是學(xué)校、教育部門(mén)的事,而應(yīng)當(dāng)是學(xué)校、家庭、社會(huì)共同的責(zé)任。開(kāi)展綜合實(shí)踐活動(dòng),全社會(huì)人人有責(zé),我們要呼吁全社會(huì)都來(lái)關(guān)心下一代,為孩子們提供必要的學(xué)習(xí)環(huán)境。另外,學(xué)校將把綜合實(shí)踐活動(dòng)作為教學(xué)工作檢查的重點(diǎn),以此推動(dòng)綜合實(shí)踐的改革的不斷深入。
3、建立切實(shí)可行的評(píng)價(jià)辦法。綜合實(shí)踐活動(dòng)不像其他學(xué)科一樣可以用考試來(lái)測(cè)定,它強(qiáng)調(diào)多元價(jià)值取向和多元標(biāo)準(zhǔn),不僅允許學(xué)生對(duì)問(wèn)題的解決可以有不同的方案,而且表現(xiàn)的形式也可以豐富多樣;而且綜合實(shí)踐活動(dòng)的評(píng)價(jià)重視學(xué)生的過(guò)程而不在于結(jié)論。它是以形成性、發(fā)展性的評(píng)價(jià)為主,注重學(xué)生主體參與實(shí)踐的過(guò)程及在這一過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的積極性、合作性,操作能力和創(chuàng)新意識(shí)。在具體評(píng)價(jià)的操作中,我校將采用以下方法:
1、“檔案袋評(píng)定”:將學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中設(shè)計(jì)的方案、提出的問(wèn)題、搜集到的資料、取得階段性的成果以資料卡的形式存入檔案袋。
2、“多元化評(píng)定”:在綜合實(shí)踐活動(dòng)過(guò)程中,教師要善于了解學(xué)生,了解他們的個(gè)性差異,從學(xué)生發(fā)展的角度,及時(shí)給予他們鼓勵(lì),促使他們更積極、更主動(dòng)的實(shí)踐。此外,積極鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、他人評(píng)價(jià)、小組互評(píng)甚至邀請(qǐng)家長(zhǎng)一同參與評(píng)價(jià),建立這種開(kāi)放式的多元評(píng)價(jià)體系,將使評(píng)價(jià)更加科學(xué),更加全面,更加真實(shí)。
綜合實(shí)踐課程的實(shí)施之路任重道遠(yuǎn),但是我們有信心讓它成為新課程中一顆閃亮的“明星”。