航空航天概论知识点汇总十篇-9游会

航空航天概论知识点汇总十篇

时间:2024-02-05 15:17:33

航空航天概论知识点

航空航天概论知识点篇(1)

中图分类号:g642.0 文献标志码:a 文章编号:1674-9324(2016)37-0172-02

航空航天技术是表征一个国家科学技术先进水平的重要标志,是力学、热力学、计算机技术、材料学、自动控制理论、电子技术、喷气推进技术及制造工艺等技术的综合体现[1],是衡量一个国家国防实力,工业实力和科研实力的重要指标之一。近年来,国家大力发展航空航天事业,为了振兴国家,促进我国航空航天事业的快速发展。很多航空航天类的院校比如北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等相继开设了公共选修课《航空航天概论》,受到在校大学生的一致认可,特别是“神舟号”系列载人飞船发射成功以后,航空航天知识受到更多学生的关注[2]。因此,开设公共选修课《航空航天概论》,普及航空航天的基础知识,日益受到学生们的欢迎。

《航空概论》课程是我校(郑州航空工业管理学)针对航空特色面向全校开设的公共选修课程。本课程的开设目的有两方面:一是使学生初步建立航空技术的基本概念和基础知识。二是拓宽学生的视野,扩大知识面,培养他们学航空、爱航空、投身于航空事业的兴趣,使他们初步建立航空工程意识,为今后的工作奠定基础。

一、本课程的教学现状

《航空概论》作为一门全校公选课,开设对象以低年级学生为主,选课的学生人数多,学生专业知识背景很复杂,层次参差不齐,而且这门课程涉及的学科也比较多,其中有些理论知识,例如空气动力学、飞机发动机对很多学生来说比较抽象、难理解,特别是人文社科类的学生,感觉课程内容枯燥、机械呆板,提不起学习的兴趣。在教学中,教师讲课费劲,学生厌学,难以取得良好的教学效果,这种情况下,迫切需要采取合适的教学方法和手段,优化教学效果。

二、教学内容的优化

《航空概论》是一门关于航空方面知识介绍的基础课程,基于课程的性质和目的考虑,教学内容应该通俗易懂,不能有太多专业性很强的词汇,要注意扩宽知识面、保持内容的系统性,反映出科学前沿,同时还需要不断加强趣味性与知识性,在实际当中要注意教学内容的丰富多彩,比如有鸟类飞行可延伸到现在飞机,有放风筝延伸到飞行原理,进而讲解飞机的构造原理,让学生在感兴趣的事例中汲取航空知识。这样做即可提高学生学习兴趣,让学生积极主动的学习,又可以达到科学普及的目的。

三、教学方法的多样化

《航空概论》是一门以基础知识为主的课程,信息量大,且大多数内容以讲述为主。为了避免课堂教学枯燥乏味,提高学生的学习兴趣,在授课时,应该采用多样化的教学方法。作为授课教师,通过不断的探索,总结经验,请教有经验的老教师,总结了以下几种教学方法:

(一)互动、自主式教学方法

“教”与“学”是相辅相成的,缺一不可。若要提高教学效率,就要让学生充分参与到教学过程中,变被动学习为主动学习。例如为了让学生更了解世界航空发展历史,教学中可布置作业,让学生收集自己感兴趣的航空器的各种资料,包括航空器的图片、型号、性能、发展概况等,然后上台介绍给大家,通过收集、讲解的方式,调动了学生的积极性,增加课堂的趣味性,同时扩大知识面,增长更多课本之外的知识。

(二)启发、联想、讨论式教学方法

在讲述某些章节内容时,要注意启发学生的想象力,激发学生兴趣,强化学生自主学习和知识迁移的能力。例如,在讲解伯努利定理时,由于公式内容比较抽象,学生不容易理解和记忆,如果直接向学生灌输定理的内容和公式,学生的学习效果不是很理想。在这种情况下,可以设定一系列问题。引导学生自己推导出定理的内容。具体授课过程:两只手各拿一张纸,向纸中间吹气,让学生观察。问题1:发生了什么现象,学生答两张纸相吸了。问题2:两张纸为什么会相吸,学生答两张纸中间的压强变小了。问题3:压强代表的是空气中的那种能量?学生答“势能”。问题4:当压强减小时,空气中哪个参数变大了?学生回答“速度”。问题5:速度代表着空气的哪种能量?学生回答“动能”。问题6:当速度增加时压强为什么会减小?引导学生主动思考、相互讨论,再进一步引导,势能和动能的关系,以及能量守恒定律,最后总结出伯努利定律的相关知识。通过这种问答式的教学模式,让学生自主参加到课堂中,主动思考,积极讨论,提高了学习兴趣。增强教学效果,对所学的知识记忆更加牢固。

四、教学手段的多样性

教学手段的多样性对提高课程的教学效果和质量具有十分显著的作用。对于综合性强、信息量大的航空概论,采用多种教学手段,在有限的学时内,让学生尽可能多的去了解航空知识,显得尤为重要[4]。因此要不断的改进教学手段,充分利用多媒体技术、网络课程、慕课、课外实践等方式,为学生创造一个快捷、高效的学习环境,提高教学质量。

(一)多媒体教学

多媒体技术集声音、图片、视频、动画、文字于一体,有着文字信息无法比拟的优势。很多的知识比如讲解燃气涡轮发动机的工作过程,如果仅仅依靠课本上的文字和教师的口述,学生很难形成直观的印象,甚至费劲口舌,也无法让学生真正的理解。而采用多媒体的形式,通过视频和动画把气流在发动机各部件的工作过程进行完整的演示,可以非常直观和形象的把信息表达出来[4],便于学生理解、加深印象,获得良好的教学效果。

(二)网络课程开设

我校结合自己的教学实际,开通了网络教学平台,并为每个教师和学生设置了一个网络账号,教师可以通过自己的平台,上传一些与课程相关的资料。可以在网络平台建立:(1)飞机图片库。将国内外典型的军用、民用飞机的形状,特征、尺寸和功能建立档案,通过对比学习,学生可以了解更多飞机知识。锻炼了学生的观察能力,加深理解所学知识,开阔眼界,拓宽思路。(2)飞机影片库。把一些战争场面中飞机的飞行状况和性能通过影片展现出来,使学生身临其境,在感受战争的残酷性的同时更加意识到飞机在现代战争中的重要作用,增强学生航空报国、为国争光的主人翁意识和责任感[5]。(3)老师可以将课程的重点难点上传至网络平台,与学生通过网络进行答疑解惑。学生随时随地可以在线学习,方便快捷,提高学习效率。

(三)慕课

慕课,英文名mocc(massive open online course),意思为“大规模、开放性的在线课程”,由教师负责、很多学生参与,集讲课视频、作业、互动、测试相交织的网络教学模式。将慕课翻转课程的教学理念和教学模式应用到《航空概论》的教学实践中,课前学生学习在线课程,积累知识,为上课做准备。课中学生充分参与到课堂中,进行师生之间、学生与学生之间的讨论、交流(包括成果展示)、评价(包括学生互评)等学习活动。一方面提高了学生自主学习、合作学习的能力,另一方面培养了学生创新能力和解决问题的能力。

(四)课外实践活动

为了进一步提高学生的学习兴趣,可以把动手能力强、学有余力的学生组织起来,成立航模队,进行飞机模型的设计与制作。把课堂上学习的理论知识如空气动力学、飞行原理与实践动手相结合。现在,航模队的学生不仅可以做出纸质、木质的飞机模型,还能做出可以遥控指挥的飞机模型。并且,通过自学学习遥控飞行器的技术,已经具备航模飞行表演的能力,个别学生还参加2016年央视春节联欢晚会广州分会场上的飞行表演。通过课外实践,逐步培养学生创新、思考、维修飞机航模的基本能力,增强学生的团队协作、集体荣誉感的观念。同时可以带动更多同学参与到航空航天科普创新活动中,充分利用课余时间,发展学生的个人兴趣,提高学生的创新思维和实践动手能力,增强了我校学生的综合素质。

五、结论

《航空概论》是一门涉及多学科多领域的综合性课程,且选课学生的背景专业存在很大差异,如果采用单一的教学方法和教学手段难以满足课程教学的需要,因此进行教学改进是现实教学发展的需要。通过一系列的措施和教学改进,提高了学生对本课程的学习热情,增强了学生的自主学习和解决问题的能力,得到了良好的教学效果。

参考文献:

[1]谢础,贾玉红.航空肮天技术概论[m].北京:北京航空肮天大学出版社,2005:9-1.

[2]王文虎,“航空航天技术概论”教学改革与实践研究[j].科技咨询,2007,(7):100.

航空航天概论知识点篇(2)

shenyang university of aeronautics and astronautics, shenyang, 110136, china

abstract: discussed the problem of knowledge structure which chinese colleges and universities facing problems at the present stage, combining with the aerospace and aerospace general education. by their own personal experience, the author summed up the content, meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. based on the analysis of various problems related to the “introduction to aerospace technology” as a liberal textbook, this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.

key words: quality-oriented education; general education; aeronautics and astronautics

随着高校课程改革的不断深入,通识教育在高等教育中的地位和作用越来越受到重视。与此同时,由于科学技术和经济的飞速发展,航空航天技术开始走进人们的日常生活,并影响着人们的思维和观念。特别是近几年来我国航天事业取得了世界瞩目的辉煌成就,更加引起人们对航空航天技术的关注。为了适应时展的需要,目前国内很多知名高校先后成立航空航天专业,如清华大学、北京大学、浙江大学和西安交通大学等高校。与此同时,一些普通高校,如南京财经大学,也将航空与航天(也有的学校称为航空航天技术概论或航空航天技术博览)作为通识课。笔者结合自己的授课经历和体会,并参考欧美高校开设通识课的教学模式,探究航空与航天通识教育教学内容、目的和方法等。

1 我国专业化教育模式的问题与通识教育

1.1 现阶段我国高校人才培养模式面临的问题

我国现阶段的专业化教育模式是高等教育在特定时期(20世纪80年代)和特定社会背景(生产力亟待恢复)中的选择,这个选择尽管在当时有合理性,并对我国社会发展起到了积极作用,但却不适应今天社会发展的需要。

我国目前的高等教育过分强调专业划分,把学生的学习限制在一个狭窄的知识领域内,不利于学生全面发展。过去大学毕业生就业中的“专业对口”已经不再是一个最优目标了,高等教育的专业化做得越好,学生就越难适应变换了的工作,面临的情况可能就越糟糕。

社会和技术发展日新月异,旧的工作岗位不断消失,新的工作岗位不断出现,高校里专业调整的步伐,无法跟上社会职业更新的速度。应对工作岗位的变化,既要培养学生的专业能力,又要培养学生的“一般”能力。

1.2 通识教育起源和目的

通识教育,国外称“general education”,也称为“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。

通识教育源于19世纪[6-8],当时大学的学术分科过于精细、知识被严重割裂,于是提出通识教育,目的是让学生对不同学科的知识有所了解,将不同领域的知识融会贯通。20世纪,通识教育成为欧美大学的必修科目。今天,欧美大学仍在不断完善其通识教育。如哈佛大学的通识教育有着悠久的历史,目前已经经历五次较大的通识教育改革[7-10]。

在我国,通识教育的思想源远古代。《易经》主张“君子多识前言往行”,《中庸》主张做学问应“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之”。古人认为博学多识就可达到出神入化,融会贯通。《论衡》认为“博览古今为通人”。所以,通识教育旨在培养“通才”,它的培养目的是提高人的整体素质,强调整合不同领域的专业知识,重视培养人的思维方法及敏锐的洞察力,同时也重视培养人的情志等。

2 航空与航天通识教育的意义

航空与航天课程在我国一直是航空航天专业院校的公共必修课[1,2],其目的首先是为学生未来从事航空航天及其相关领域工作培养兴趣,更主要的是为学生专业课学习奠定基础,它在很大程度上起到了专业导论的作用。

近年来,我国一些普通高校将航空与航天课程纳入通识教育,其教学目的包括如下几个方面。

2.1 提高大学生的整体文化素质

大学教育的目的是培养全面发展的高素质人才,开展通识教育不仅能增加大学生专业课以外的知识,还可以拓宽学生的眼界。航空与航天课程,不仅可以帮助学生了解有关航空航天的基础知识,同时还能潜移默化地影响学生的世界观、人生观和价值观。

2.2 提升大学生的民族自豪感

中国作为东方的文明古国,向往飞翔的梦想由来已久,嫦娥奔月的美丽传说,万户飞天的勇敢实践,表明了古老的中国人渴望飞向蓝天的美好愿望。通过航空与航天课程的学习,让学生了解中国航天事业的发展和取得的瞩目成绩,学习伟大的航天精神,增强学生的民族自信心。

2.3 鼓励大学生在困难面前勇于攀登

学生通过航空与航天课程的学习,了解航天先驱身上所具有的优秀品质和坚忍不拔的毅力。在航天开拓者的眼里,“只有想不到的事情,没有做不到的事情”,通过这样的教育,激发学生努力奋进,敢于开拓创新。

2.4 启发学生规划未来人生

航空与航天知识可以启发和拓展人们的思维,尤其是航天器的出现,极大地推进了人类对宇宙的探索,人们对宇宙了解得越多,就越能感受到重新思索自身存在的价值的意义。飞过天的宇航员大多存在一个共识:“地球在宇宙中是非常渺小的,生命仅仅是宇宙形成过程中的一个产物。”记得有位美国宇航员说过,“昨天的梦想是今天的现实,今天的梦想是明天的现实。”随着人类对宇宙的认识,很多人开始重新思索这些问题,人类存在的意义何在?人类怎样存在?

3 航空与航天通识教育的教材问题与改革

3.1 教材方面的问题

航空航天技术在非专业大学生眼里,是十分神圣的,因为宇宙的奥秘神秘莫测,很多大学生对航空与航天课程比较感兴趣。作为通识课,目前我国没有一本适合通识教育的教材,大多采用“代用”教材,如《航空航天技术概论》《航空航天技术》等,由此带来很多问题。

(1)专业性很强

翻开《航空航天技术概论》教科书,插图不少,可是大部分是平面图、结构图、流程图和设计图。对于非工科专业的大学生而言,内容过深,尤其是文科学生,没有工程概念,理解起来非常困难。

(2)内容单调乏味

细看“代用”教材的文字内容,大多是定义和概念,枯燥乏味,对非专业学生而言,即便把这些内容熟记于心,又有何意义?另外,由于书本的空间有限,介绍性的内容往往类似于纲要。

(3)课后练习或思考题没有价值

思考题是运用大脑思考后得出答案的题目,而目前的“代用”教材章节后的思考题,不适应时代的发展,以第一章课后思考题为例,“试述直升机的发展史,试述火箭、导弹发展史”,很多学生认为是“百度题”,学生只要灵活运用手中的工具,就可以“百度”到答案,这类题能算是思考题吗?

(4)条理性很强带来的问题

航空与航天是两个明显不同的概念和领域,尽管有联系,但对于非专业的学生而言,不能混为一谈。目前的大部分“代用”教材在内容安排上每章都是以飞行器设计为主线,航空器、航天器和导弹与火箭等内容相互交叉[1,2]。如不管是火箭发动机还是航空发动机,统统纳入同一章节,对于非专业学生,理解起来稍显费力。再如,《飞行器构造》这章内容中,既有航空器的构造,也有航天器的构造,根据整体教学效果分析,这种航空航天结构的相互交叉会导致概念的混淆。

另外,由于中国基础教育多年形成的以学科为主导的教育模式,加之应试教育的长期导向作用,使基础教育在单一学科教育上越来越深入,学科分化加剧,基础教育功利性越来越明显,而在人文、心灵和智慧等通识教育方面却越来越弱化。基础教育已经走向思想单一、思维狭窄、僵化,缺乏思辨性、创造性思维的模式,对中华民族的智慧培养是非常不利的。

综上所述,航空与航天作为通识教育课程,不是必修课的陪衬,更不是专业课的附庸,其重要性并不比专业课低。“君子性非异也,善假于物也”,学好航空与航天课程,掌握其相关知识,有助于学生在以后的生活与工作中更好地开阔思维。

3.2 教材改革的建议

对于航空与航天课程,只有拓宽知识面,全面介绍不同学科研究对象的特点,才能更准确地反映这门课的内涵。为使学生具备开拓新领域的基础,课程内容应具有前瞻性,把本学科领域的最新学术成果、最新技术引入教学内容。在反映学科前沿的同时,拓宽学生的知识面。

航空航天技术涉及领域之广是其他学科无法比拟的。因此,如何保持课程的完整性也值得探讨。作为面向非航空航天专业学生的通识课,该课程内容应集知识性、趣味性于一体,需要教学内容丰富多彩,由风筝飞行延伸到飞机,由早期火箭延伸到各种导弹,由嫦娥奔月延伸到阿波罗飞船,由恐龙灭绝延伸到宇宙探索,让学生在感兴趣的实例中汲取航空、航天和航宇知识。国外有一本航天知识方面的书,名字起得非常好,叫“没有公式的航空航天技术”,值得我们借鉴。

航空航天概论知识点篇(3)

“工程材料学”是航空主机类专业(包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业)的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时,但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任,对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践,对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。

一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响

材料学既是基础科学,也是应用科学。材料科学与技术的发展,解决了很多工程领域的关键问题,有力地推进了相关科学和技术的进步,使得材料科学成为最活跃的科学领域,材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础,系统介绍材料科学的基础理论和实验技能,着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程,“工程材料学”具有较长的开设历史,在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求,特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施,对工程类课程建设的需求更加迫切,有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础,已发展成为一个由多个分系统组成的大系统,需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展,使得人们可以在更大的范围内探索天空,也使得飞行器的工作条件更加恶劣,工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点,还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展,为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能,“一代材料,一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中,要全面认识材料的性质和特点,才能挖掘材料的潜能,充分利用材料的特性,满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势,仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员,要了解材料科学与工程的发展方向和趋势,分析材料领域的发展对航空航天领域的影响,同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求,明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中,要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求,对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现,很多要求是相互矛盾的,比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能,需要对飞机进行一体化设计,要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求,对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中,各部门工程师都需要和材料系统密切配合,才能实现信息和资源共享,降低全系统的风险,提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中,材料科学是发展最快速的学科之一,在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异,促使“工程材料学”课程内容的不断充实。“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能,使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主,如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上,木材占47%,普通钢占35%,布占18%。随后,以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表,很多优质金属材料被开发出来,使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能,也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地,这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后,复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构,而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位,向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件,减少零件、紧固件和模具的数量,降低成本,减少装配,减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地,复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力,提高了发动机、蒙皮等结构的性能,有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时,其他相关学科也取得了长足的发展,使得主机专业教学内容大幅度增加,“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。

二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求

“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课,是基础课与专业课间的桥梁和纽带,在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力,提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中,该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求,但随着航空航天事业的发展,专业分工越来越细,差异化特征也越来越明显,因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求,结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生,毕业学生的工作要求有所不同,对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言,不同专业学生也会有所区别,应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造,主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作,要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响,因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识,了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识,主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高,要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此,材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点,采用先进制造技术,实现设计要求,并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求,掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂,所用材料品种繁多,加工方法多样,工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用,其制造技术具有新颖性的特征,设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显,这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好,适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同,但课程基础一致。该课程名称为“工程材料学”,即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程,把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程,学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识,学习材料研究、分析的基本方法,掌握材料结构与性能等基础理论,研究主要材料的制备、加工成型等技术,为更好地学习专业课程创造条件,为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见,在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上,更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念,提升材料方面的科学素质,扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件,是进一步发展的基础。因此,“工程材料学”课程采用“公共知识 方向知识”的模式比较合适,即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分,既满足了宽口径、厚基础的教学需要,又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求,促进了基础理论和专业应用的融合渗透,较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要,增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。

三、多管齐下建设丰富的教学环境

作为一门学科基础课程,“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案,结合卓越工程师教育培养的要求,注重与专业课程体系的融合,注重与工程实践教育的结合,注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上,要对课程的教学大纲和内容进行修订,与相关教学环节有效整合,拓展教学活动的空间,营造良好的学习环境和氛围,加强与后续课程及实践活动的联系,解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。“工程材料学”在第四学期开设,是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中,“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础,认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用,有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线,介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库,从材料发展的角度再次审视航空航天的进步,结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理,会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中,有好多课程与“工程材料学”密切相关,如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等,如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍,可以使学生更好地综合分析相关概念,加深理解。在主机类专业培养方案中,“工程训练”是集中式的工程能力培养环节,其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主,包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等,每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中,材料是加工对象,对材料的性能等的介绍很简单,学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中,针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍,从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性,可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能,通过感性认识来体会材料变化的规律,把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果,还能让学生把材料的知识学活,留下更深刻的影响,更好地发挥学生的潜力。航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作,通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划,“工程材料学”先行开设。因此,在相关课程设计中,有目的地提出材料问题,引导学生在更广的范围里选材,在更加深入的层面上分析材料性能,可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性,帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力,克服课程知识的碎片化倾向。

四、结语

航空航天是现代科学技术的集大成者,该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学,才能实现教学目标,提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展,极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容,按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中,应根据不同专业的培养要求,深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向,形成“公共知识 方向知识”的“工程材料学”课程结构,提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系,以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节,以“工程材料学”课程为中心,注重课程的纵向推进和知识的横向联系,不断加深对材料学的理解和掌握,培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。

作者:汪涛 周克印 单位:南京航空航天大学材料科学与技术学院

参考文献:

[1]朱张校,姚可夫.工程材料[m].北京:清华大学出版社,2011.

[2]周风云.工程材料及应用[m].武汉:华中科技大学出版社,2002.

航空航天概论知识点篇(4)

关键词: 航空产品返修;流程;gert网络

key words: repair of aviation products;process;gert network

中图分类号:th17 文献标识码:a文章编号:1006-4311(2010)32-0171-02

0引言

随着现代科学技术在航空产品中的广泛运用,航空产品的性能要求与结构复杂程度不断提高,这一新的发展对航空产品从设计、制造、使用、维护等各个方面提出了更高的要求。其中,航空产品故障件返修作为保障航空产品使用可靠性、重复性、经济性的重要环节,在整个航空产品生命周期中占有十分显著的地位。然而,航空产品故障件的返修流程中存在着大量的不确定因素,如航空产品故障产生原因的不确定,航空产品返修工艺的不确定以及航空产品返修成功概率的不确定性等等。在面临各种不确定因素的情况下,如何定量预测和估算航空产品故障件返修流程的概率和时间周期成为急需解决的重要问题。

本文利用随机网络理论,对航空产品故障件返修流程进行深入分析,确定返修流程的各个环节和活动,构建了航空产品故障件返修流程的gert(graphical evaluation and review technique,即图示评审技术)模型,并举例求出了返修成功概率和流程平均时间周期的解析解,从而为航空产品故障件的返修流程提供了实际的数据支撑,对企业决策者制定返修计划和实施返修决策都具有一定的实用价值。

1航空产品故障件返修流程gert模型构建及求解

1.1 航空产品故障件返修流程分析航空产品故障件返修主要分为五个阶段,包括:故障分析阶段、原因分析阶段、维修分析阶段、维修实施阶段和信息反馈阶段。如图1所示。具体来说航空产品故障件返厂后,由质量管理部门通知用户代表,并召集设计师、工艺师等相关技术人员共同确认故障现象、分析故障原因,并通知责任部门对故障原因确认。故障原因明确后,由有关产品工艺员编制返修工艺,按返修工艺组织返修。在返修过程中如有报废,则由检验开具报废单,责任部门签字。产品返修完成后,提交厂检,检验人员按返修工艺要求进行检验验收,合格后作好返修记录。厂检合格后,通知用户代表对返修产品验收,验收合格后在由操作工、检验员、用户代表签字认可,办理发货手续。同时责任部门需填写纠正/预防措施单等信息反馈表。

1.2 故障件返修流程gert模型构建gert网络技术是网络理论、概率论、模拟技术和信号流图的结合,是一种新型的广义随机网络技术,又被称为决策网络技术。它使用带概率的有向网络图进行分析,可以用来分析研制性和情况复杂多变的项目计划与控制问题。

依据航空产品故障件返修流程的分析结合gert网络技术,对于航空产品故障件返修流程而言,它的每一步都可以视为整个故障件返修系统状态之间的概率转移过程。我们用节点表示系统状态,用连接各节点之间的箭线表示各状态之间的概率转移关系。该“返修流程”的gert网络模型如图2所示,图2中各流程活动的含义如表1所示。

1.3 故障件返修流程gert模型求解根据梅森公式:w(s)=w(s)•h,式中h为gert网络的特征式。在此网络中,共有一阶环三个,二阶环两个。

由梅森公式可得,返修合格时:

w(s)=(1)

其中:

h=1-(w•w w•w w•w•w) (w•w•w•w w•w•w•w•w)(2)

由式1、2可得:

返修合格概率:p=w(0)(3)

返修不合格概率:p=1-w(0)(4)

返修流程时间周期:e[t]==(5)

返修流程时间周期方差:v[t]=e[t]-(e[t])=-(6)

2案例研究

本文以某航空产品生产企业接收外场航空产品故障件返修为例,依据航空产品故障件返修流程gert模型,对模型中的各节点和活动进行分析,最终求解该航空产品故障件返修的合格概率和相关时间周期。其中活动分布类型、相关参数及实现的概率, 有历史资料的由资料进行统计和分析后获得,属开创性作业而无历史资料的由相关专业的专家进行主观估计后加权获得。模型中各活动参数如表2所示。

将各参数代入求解模型中,经过计算可得:

返修合格概率:p=w(0)=0.7910;

返修不合格概率:p=1-w(0)=0.2090;

返修流程时间周期:e[t]==11.76(天);

返修流程时间周期方差:v[t]=e[t]-(e[t])=1.40(天2);

返修流程时间周期标准差:σ==1.18(天)。

3航空产品故障件返修流程分析

3.1 由返修流程gert模型及案例分析可知,航空产品故障件返修流程各个阶段的关系可以进一步总结为一个概率转移模型。从案例结果而言,该流程的返修合格概率仅为0.7910,即从概率上来说将有21.9%的故障件将由于返修不合格报废,这一报废概率相对较大。产生这一结果的原因主要是在返修流程gert网络中有可能产生报废结果的活动较多,包括活动5-12、8-12、9-12。其中活动5-12是由于故障件返修前自身性质决定的,其发生的概率p512可称为固有报废概率;活动8-12、9-12是由于返修过程中由于返修能力等决定的,其发生的概率p812、p912可称为能力报废概率。

返修流程中系统最终产品报废的概率是由本系统固有报废概率和能力报废概率这两个方面因素共同决定的,因此应在提高产品质量、降低系统固有报废概率以及提升返修能力、降低能力报废概率这两个方面入手,最终提高航空产品故障件返修的合格概率。

3.2 该返修流程gert模型中,造成项目完成平均时间周期较长的主要原因在于很多活动需要多部门、多人员确认,最为明显的是活动2-3和3-4,其中活动2-3为产品故障分析,需要主管分析师和主管设计师共同分析故障件的故障原因,活动3-4为产品故障确认,需要用户、质量技术员和产品责任部门最终共同确认故障件的故障原因。多部门多人员的分析确认形式大大增加了产品返修平均周期,因此,应从提高部门人员工作效率及建立健全故障分析确认机制入手,建立统一的交叉职能小组,明确人员及分工,以此优化返修流程的平均周期。

3.3 在案例中该项目完成的平均时间周期为11.76天,标准差为1.18天,该项目完成的时间最大值与最小值之间相差为2.36天,相对于复杂的返修流程及大量的不确定条件来说时间周期相差的幅度不大,这说明该航空产品故障件返修流程受各种随机因素的影响较小,流程稳定性较高。实际中的项目管理者通常更关心新产品研发项目能否按期完成,就案例本身而言,将故障件返修计划完成时间定为13天,那么该返修流程延期的可能性几乎不存在。

4结论

本文运用随机网络理论对航空产品故障件返修流程进行研究。首先明确了航空产品故障件返修流程,指出返修流程中多种不确定因素。其次运用随机网络理论,构建了航空产品故障件返修流程gert网络模型,给出模型求解方法。然后结合某航空产品返修流程,得到产品返修合格概率,产品返修周期及方差,为领导层决策提供了科学依据。在此基础上,进一步对航空产品故障件返修流程进行了剖析,明确了产品返修流程合格率较低、平均周期较长的原因,相应提出了解决和巩固的措施;同时指出该航空产品故障件返修流程较为稳定的特点,为流程优化提供了明确的方向和有效的方法。

参考文献:

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航空航天概论知识点篇(5)

中图分类号 g642.0

文献标识码 a

文章编号 1005-4634(2012)05-0048-05

0 引言

《自动控制原理》是航空航天类本科专业一门重要的专业基础课。以笔者所在的北京理工大学为例,航空宇航科学与技术一级学科下属的飞行器设计与工程、航天运输与控制、飞行器动力工程、武器系统与发射工程、探测制导与控制技术等专业的本科生,均在大三第一学期必修《自动控制原理》经典控制理论部分,包括54个理论课时和10个实验课时,其任务是通过对自动控制理论知识的学习,培养学生对控制系统的分析设计能力、工程实践能力和创新能力。同时,《自动控制原理》还是学习测试技术、飞行器制导与控制技术、飞行器总体设计、航天器测控原理等诸多专业课程的先修课,在航空航天类专业的本科生培养计划中占据着非常重要的地位。

《自动控制原理》的授课模式一般有两种:一是将经典控制理论部分和现代控制理论部分分开讲述,先讲授经典控制后讲授现代控制,目前国内大部分高等院校均是采用的这种授课模式;二是将经典控制和现代控制融合讲授,这种授课模式有助于培养学生从系统角度、全局高度来思考问题的能力,更利于掌握控制理论的实质。由于授课模式的沿袭性及单学期课时数的限制,北京理工大学航空航天类专业的《自动控制原理》采用了前一种授课模式。授课教师采用a、b角的方式,教师队伍中有授课近20年的教师,还有刚刚博士毕业踏上工作岗位的年轻教师,更难能可贵的是,所有授课教师均有出国留学或访问的经历,兼通中西教学模式之长,融蓬勃朝气与丰富经验于一体。

本文主要是以《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高[2012]4号)中“坚持内涵式发展”、“促进高校办出特色”、“创新人才培养模式”、“提升国际交流与合作水平”等内容为指导,结合北京理工大学的学校定位和办学特色,以笔者在《自动控制原理》经典控制理论部分本科教学过程中的思考和认识为基础,对北京理工大学航空航天类专业在《自动控制原理》本科教学改革中的若干有效措施进行总结和探讨。

1 授课内容及学习过程中存在的问题

1.1《自动控制原理》的授课内容

笔者主要讲授《自动控制原理》中的经典控制理论部分,授课内容分为八章,分别是:自动控制系统导论、自动控制系统的数学模型、自动控制系统的时域分析、根轨迹法、频率法分析、控制系统校正、非线性系统和线性离散系统。其中,前六章和第八章是重点讲授内容,第七章是一般讲授内容。就总的讲授内容来说,有理论性强、新概念多、系统性强、与工程尤其是航空航天工程联系紧密的特点,如已列装或在研的大部分导弹飞行器,其自动驾驶仪的设计仍主要是在经典控制理论的框架下完成的。学习过程是先了解控制系统的组成尤其是强调“反馈”的概念,再根据实际的控制系统建立数学模型,然后通过时域法、根轨迹法、频率法等分析系统性能的优劣对比,最后对系统整体性能进行校正和设计,可以说,整个过程是一个完整的体系,更是一个循序渐进的过程。

1.2《自动控制原理》学习过程中的几点问题

无论哪门课程,讲授目的均是希望学习者能够掌握相关知识的基本原理、分析方法并最终做到灵活运用。考试成绩是评价学习者是否达到上述标准的一个参考,但考试成绩并不能表明一个学生是否真正达到了上述标准。为了准确评估《自动控制原理》的讲授效果,真正了解该门课程学习中可能存在的问题,不但要时刻注意本专业学生在修习过程中的反馈意见,而且要广泛调研和阅读其它学校和专业的教师在该门课程上的经验总结。在此基础上,结合笔者的亲身体验和思考,认为航空航天类专业的学生在学习《自动控制原理》过程中可能面对的主要问题包括:(1)部分学生由于数学基础不够扎实,对课程中涉及到的数学知识产生畏难情绪,进而无法很好地掌握控制系统的分析方法;(2)不能将所学的控制理论知识与自己专业的实际案例充分地联系起来,这主要是在学习过程中接触专业案例少造成的;(3)阅读英文文献的能力不足,而且这种不足突出表现在缺乏对专业词汇的正确理解上,这说明《自动控制原理》需要适度地推进双语教学改革;(4)无法将基本理论和计算机辅助设计软件matlab结合起来进行更有效地控制系统设计,即割裂了基本理论和计算机辅助软件相辅相成、互相印证、互相促进的关系;(5)从系统角度理解控制系统核心思想的能力不足,即无法做到融会贯通,更谈不上灵活运用,这需要授课过程中注意前后串联,帮助学生建立起系统概念。针对上述问题,结合北京理工大学办学定位和航空航天类专业《自动控制原理》的授课特色,授课教师均提出了有针对性的改革措施。多年来的教学实践证明,这些措施很好地解决了北京理工大学航空航天类专业本科生在《自动控制原理》课程中的学习问题,增强了学生对该门课程的学习兴趣和“自主学习”能力。

2 教学改革的若干举措

2.1从数学基础抓起

“工欲善其事,必先利其器。”《自动控制原理》课程涉及大量的数学知识,如拉氏变换及其逆变换、微分方程、差分方程、复变函数理论、z变换等。毫不夸张地说,扎实的数学功底是学好该课程的基础。如果学生缺乏必要的数学知识,教师又不能适时补上这个不足的话,很容易造成学生在学习过程中的畏难情绪,不可避免地会影响教学效果。

北京理工大学授课教师的做法是在《自动控制原理》开课伊始,就给学生列出所有需要用到的基础数学知识。一方面引导学生重新复习这些已经学过的数学知识;另一方面,授课教师还会抽出专门的课时来对这些数学知识进行复习和重点讲授。为了不断加深学生对这些数学知识的理解,在用到相应的数学工具时,授课教师都会结合具体的实例进行更详细地讲述。为了尽可能减少学生在学习中的畏难情绪,北京理工大学授课教师在考试中坚持“注重概念,弱化计算”的理念,只要学生思路正确,仅仅是计算错误的情况下,尽量少扣或不扣分。

2.2双语教学,与国际接轨

开展双语教学有助于我国高等教育与国际接轨,是当前教育改革的热点和重点,同时也得到了教育部等相关部门的大力支持。在双语教学的改革中,有一点需要明确的是,专业课双语教学的目的并不是为了增加学生的词汇量,也不是为了提高学生外语的写作水平,更不是为了教学生外语语法,而是为了增强学生阅读专业外文文献的能力和对专业知识的理解能力。近年来,英语已经逐渐发展成为全世界通用的语言,最新的科研成果更主要是以英文形式发表。所以,我国高等教育中大部分的双语教学均是采用中文和英文的双语授课模式。

由于《自动控制原理》涉及到的诸多基本理论和分析方法大都是从国外引进和翻译过来的,加上国外学术界习惯用人名来命名定理的做法,给国内学生记忆和理解这些理论和方法增加了额外的困难。如用于判定线性系统稳定与否的劳斯判据就是以英国数学家edward john routh的名字命名的,类似这样的例子还有很多,这对于习惯望文生义的国内学生来说,想仅仅从字面意思来理解劳斯判据本身几乎是不可能的。有鉴于此,基于航空航天类专业《自动控制原理》双语教学改革的目的主要是为了增加学生对专业词汇认知这一基本的出发点,决定了航空航天类专业《自动控制原理》双语教学的授课方针应以中文为主、英语为辅。具体做法是,每当第一次出现新的名词、原理和方法时,授课教师先用中文进行详细讲解,然后告诉大家这些名词、原理和方法在英文中的表示方法和来源,并在以后遇到这些名词、原理和方法时,更多地采用英文表述。如传递函数(transfer function)、劳斯判据(routh criterion)、阶跃响应(step response)、脉冲响应(impulse response)、根轨迹(rootlocus)等,都可以采用这种处理方式。此外,还需要注意引导学生适量阅读英文参考书和专业文献,由于katsuhiko ogata所著《modern control engineer-ing》一书在世界范围内的广泛被接受性,北京理工大学同样推荐学生将这本书作为英文参考书。

2.3融科研于教学

随着我国高等教育改革的不断实施和深入,昔日的“填鸭式”教学已逐步被更能激发学生“自主学习”能力的“启发式”、“案例式”教学所取代。在《自动控制原理》的教学中,如果只是讲授一般的数学公式和物理定理,而与实际工程割裂开来的话,很可能出现的后果就是学生学习后不知道用在什么地方,更不知道如何用,更糟糕的情况是学生在考试后就把所学的东西全忘掉了。为了避免这一状况的发生,有必要将专业案例、授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去,让科研带动教学、教学促进科研。

如在第一章讲授自动控制系统定义和基本组成的时候,通用的教材是举一些工业上常见的例子,像室温调节系统和水位调节系统来引入自动控制的专业术语和反馈的概念。这种讲授方法是很好的,有利于学生建立对控制系统组成的直观概念,并认识到自动控制的核心思想所在。对于航空航天类专业的学生来说,在讲述通用案例的同时,还可以结合航空航天领域的应用案例,如引入图1所示的导弹攻击飞机的案例。在这个案例中,导弹根据自己探测到的目标机动特性,依据一定的制导律生成最佳攻击曲线,当弹上的测试设备探测到实际飞行路线和预定飞行路线出现偏差的时候,弹载计算机会依据一定的法则生成控制指令,气动舵机来执行这一控制指令,从而达到控制导弹回到预定飞行路线的目的。按照这一描述可以画出它的系统方块图,如图2所示,和基本的负反馈闭环控制系统(如图3所示)对应起来,预定飞行路线对应给定输入、弹载计算机对应控制器、气动舵机对应执行机构、导弹就是被控对象、实际飞行路线即是实际输出、弹载测试设备即对应测量输出的传感器。这样讲授下来,由于比较贴近专业方向,同学们就很容易理解控制系统的结构,并对输入、输出、被控对象、执行机构、控制器的作用及反馈的概念有了更为直观和深刻的认识。

在讲述控制系统稳态性能和动态性能的时候,大量引入航空航天的专业案例,尤其是一些因为控制系统设计失误或控制系统未能正常工作产生重大损失的失败案例,对引发学生的学习兴趣颇有帮助。从教学的效果看,这些案例的引入,不仅加深了学生对《自动控制原理》重要性的认识,激发了他们学习的热情,同时,还培养了他们对所学专业的兴趣。在此基础上,可以注意吸收一些对自动控制理论或应用感兴趣的学生提前进入实验室,并挑选与任课教师负责项目相关或者处于航空航天控制前沿的研究方向,如临近空间飞行器的制导与控制技术,让他们自由发挥,思考和创新,切实培养他们的动手能力。

此外,授课教师要非常注重“基于书本、超越书本”。比如香农(shannon)采样定理认为:对于一个连续信号来说,当采样角频率是该连续信号所含最高次谐波频率两倍以上的话,即能做到一个周期内采样两次以上的话,那么经采样后所得到的脉冲序列,就包含了原连续信号的全部信息,可通过理想滤波器把原信号毫无失真地恢复出来。这一表述在数学理论上是没有任何问题的,但在实际工程项目中往往是行不通的,比如一个正弦曲线的测试,一个周期里只采样两三个点的情况下,几乎没有可能复现原信号。类似于这样的问题,授课教师需要在授课过程中向学生特别强调。

2.4计算机辅助教学

由于《自动控制原理》在授课过程中涉及到的数学公式、图形(结构图、框图、根轨迹图、伯德图等)比较多,非常不方便在课堂上进行直接板书,一旦板书不清楚会直接影响学生的学习效果。而这些公式和图形是非常适合以幻灯片(ppt)的形式来进行表述的,学生也更乐意看到这种方式。北京理工大学授课教师同样采用了以ppt为主的授课模式,配以适当的动画,给学生一个更为直观的展示。如在讲授动态性能指标的时候,延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等名词的定义并不是那么容易理解,但通过动画的形式就可以很清楚、明了地向同学们展示这些概念的不同,学生反映良好。再比如在讲授不同阻尼比情况下二阶系统单位阶跃响应特性的时候,只靠文字表述“随着阻尼比的增大,系统的响应越快,但超调量越大”的话,大部分学生是比较茫然的。如果换成通过ppt展示给同学们如图4所示的响应曲线时,就会一目了然,同时,还有助于同学们掌握零阻尼、欠阻尼、临界阻尼、过阻尼等情况下单位阶跃响应特性的不同。

matlab是学习《自动控制原理》的学生必须掌握的一个计算机辅助分析工具。实际上,一个令人引以为傲的事实是,北京理工大学航空航天类专业本科生的matlab基础知识都是在《自动控制原理》的课堂上学到的。由于年轻学生对新鲜事物天生的好奇感,当他们看到教材上一幅幅精美的图片是通过matlab展示在自己面前的时候,不但会加深他们对所学知识的理解,更会激发他们学习这门课的热情。比如讲二阶欠阻尼系统阶跃响应的时候,可以首先引导学生思考一个问题:“既然阻尼比越小,系统响应越快,超调量越大,那怎么来选择合适的阻尼比呢?”然后再用教学计算机上装载的matlab画出图5,这是阻尼比位于[0.10.9]之间,以上升时间为横坐标、超调量为纵坐标的pareto图,同时在图中标示阻尼比分别为0.4、0.707和0.8所对应的点。以这个直观的示意图做基础,同学们就很容易理解为什么工程上一般要求阻尼比在[0.4 0.8]范围内了,再告诉同学们阻尼比为0.707时控制系统效果最佳,他们也就明白了因果来源。如果更进一步画出阻尼比分别为0.6、0.707和0.8时候的单位阶跃响应曲线来,如图6所示,同学们就会有一个更加明确和直观的印象。此外,授课教师还可以通过课下作业的形式,引导学生利用课堂所学知识编程实现更复杂的响应曲线,使学生可以亲身感受到响应曲线随不同参数变化的规律,不但可以加深学生所学的理论知识,还有助于学生掌握辅助软件的用法。

用matlab辅助教学可能会带来的一个副作用就是,同学们可能觉得只要掌握matlab就可以了,而忽略了自动控制本身的基本原理和定性的分析方法。这是授课教师在教学过程中需要重点留意并刻意避免的问题之一,北京理工大学授课教师在每次用matlab辅助教学时,都会强调基本原理的重要性,同时会刻意用所学的定性分析方法来评估matlab结果的正确与否,并一再强调,matlab只是一个辅助大家进行控制系统分析的工具,不能取代大家所学的基本原理和分析方法本身,考试中也不会考这方面的内容。

2.5注重前后串联,建立系统概念

《自动控制原理》本身的讲授内容多、跨度时间长,而且学生同时还在修习其它课程,所以用在《自动控制原理》这一门课上的时间是极其有限的。而且一般教材也更倾向于将每个章节的内容独立出来,如仅仅在第二章讲述控制系统模型的建立方法,在以后的学习中就直接拿现成的传递函数来用;再如第三章讲述时域分析法之后,在后续章节的讲述中几乎不会再涉及。很可能造成的一个后果就是学习过程中常常不清楚各个知识点之间的相互联系,也无法真正的做到融会贯通,在遇到实际的工程问题时就会显得束手无策、不知如何下手。这需要授课教师帮助同学们理清线索,弄清楚各个章节之间的因果关系。

航空航天概论知识点篇(6)

中图分类号:g642;tk0-4 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0171-03

talking about professional introduction course of energy and power engineering

li jianzhong1 yuan li2 he xiaomin1 mao junkui1 zhang jingyu1 shi bo1

(1.nanjing university of aeronautics and astronautics, jiangsu province key laboratory of aerospace power system,nanjing jiangsu,210016,china;2.pla university of science and technology, school of national defense engineering,nanjing jiangsu,210007,china)

abstract:based on training of professional talents and demand for talents of energy and power engineering,and also in view of school-running characteristics (aviation,aerospace,civil aviation) of nanjing university of aeronautics and astronautics and course highlights of energy and power engineering,professional characteristics and training objectives of energy and power engineering were introduced and the necessity of establishing professional introduction course was analysed.the teaching methods of theory and practice for professional introduction course of energy and power engineering were discussed.

key words:energy and power engineering;professional introduction;teaching method;professional characteristic

高等学校是培养专业型人才的摇篮和基地,制定合理的培养方案、设置具有综合体系的专业课程、配套相应的实践教学平台、改进教学方法、提高教师水平等是实现循序渐进地引导学生快乐学习、轻松了解和掌握专业技能及成为高技能专业型科技人才的保证。专业课程设置关系到如何让学生“喜欢学”、如何让学生知道“学什么”、及如何让学生掌握“如何学”。专业导论课,是进行系统专业学习的先导和铺垫,是引导学生了解所学专业和相关专业的入门课程,有利于帮助大学生尽早了解所学专业性质、培养专业兴趣、掌握专业学习方法、规划自身发展,能够起到重要的导航作用[1]。

1 专业特色及培养目标

国家即将启动以航空发动机/地面燃气轮机为核心的高效动力装置重大科技工程专项,明确提出要突破高性能动力装置的核心关键技术,提升我国各类核心装备、重大机械设备动力系统的自主保障能力。我国能源供需矛盾尖锐,结构不合理,能源利用效率低,一次能源消费以煤为主,化石能源的大量消费造成严重的大气污染,雾霾天气不断,严重影响人类的健康。如何满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用,对能源科技发展提出重大挑战。国家正在推进清洁能源开发与高效利用技术、节能减排技术、高效动力技术等为主的多项计划,作为涵盖能源、动力及环境领域的核心学科之一,能源与动力工程学科必将在新能源开发与综合利用、高效低污染排放动力技术、节能减排技术等领域发挥关键的科学与技术支撑作用,为我国早日实现节能减排的宏伟目标提供强有力的技术保障,发展前景广阔。国家重大计划和实施纲要为能源与动力工程专业的发展提供了广阔和美好地前景,该专业迎来了历史性的发展机遇,同时也带了巨大地挑战,尤其在综合素质高、创新能力强的能源与动力工程专业人才培养方面,对如何进一步办好能源与动力工程专业、提高本科和研究生教学水平、做好高水平人才培育基地提出了更高地要求。

大部分刚踏入大学校门的新生对自己专业认知及毕业后从事工作岗位了解甚少,对大学生活和专业学习既好奇又迷茫,同时,中学阶段被动式学习和吸收,学习时间紧,作业量大,承受具大考试压力,而进入大学以后,很多学生像脱缰的野马,摆脱了家长和老师的束缚,学生的自主学习、独立学习积极性降低,失去学习目标。鉴于此,一般高校在大一期间都设置了专业导论课,不仅要指导学生解除在该专业一些问题上的困惑,还要能引导学生更好地适应大学生活,帮助学生领会大学的学习方法及提升自主学习能力,消除学生的不适应性以提升学生自立、自主学习的能力,帮助学生更好地规划学习,实现学习目标。专业导论课教学内容一般包括:(1)介绍专业背景和专业特色。(2)专业人才培养方案的课程体系及相互逻辑关系。(3)涉及的基本专业知识、专业拓展及交叉学科。(4)本科和研究生学科的对接关系。开设专业导论课可以帮助学生了解未来的就业和发展趋势,增强专业学习兴趣,为顺利完成大学学业奠定基础。高中生进入大学后,常常因为不适应大学学习生活环境、不明确自己努力的方向而迷茫、放松自我约束,不能快速顺利地完成由高中生向大学生的角色过渡,造成学习成绩和思想滑坡。教学实践表明,开设专业导论课程有利于学生了解专业,激发学生学习专业课的兴趣,对以后学习专业及专业基础课具有良好的导向作用。探索在本科低年级阶段开设专业导论课程对教学质量的提高、学生素质培养具有重要意义[2]。高校应该在更新教育观念、加强教学管理、集中优势师资、编写特色教材等环节着手进行改革,全面推进专业导论课的开设,切实提高人才培养质量[3]。

南京航空航天大学能源和动力工程专业传承了本校的航空、航天和民航特色,长期致力于动力领域的基础研究及相关技术,形成了高效燃烧组织、强化换热理论及应用、复杂流动仿真与控制、新概念动力装置设计等多个优势明显的特色方向。能源与动力工程专业紧密结合国家和江苏省工业和国民经济发展,以科学技术转化生产力为目标,为国家和地方经济发展提供重要技术支撑和人才储备。南京航空航天大学的能源与动力工程专业在多年的专业建设和发展过程中,始终弘扬学校“负重奋进、献身国防,唯实创新、志在超越”的办学精神,把人才培养放在首要位置,研究能力持续攀升,产学研效果突出,素质教育特色出众,创新型优秀人才培养成效突出,教学改革、课程群建设及国际交流不断完善和进步。因此,南京航空航天大学的能源与动力工程专业以素质教育为导向的人才培养体系特色突出,国防特色鲜明,基础研究能力和服务地方经济发展能力出众,师资力量雄厚、专业综合实力强,具备了非常广阔地发展前景。

专业课程群是优化学生知识结构、培养学生创新能力、提高学生工程技术能力的基础,直接影响实验实践教学体系和师资队伍的建设。借鉴国外著名大学中相关专业的培养方案及课程体系设立模式,在充分考虑南京航空航天大学能源与动力工程专业特色的现有培养方案基础上,增加了实践性教学环节在专业教学计划中的比重,强调学生的应用知识和实施能力。该专业发展核心专业课程体系的核心指导思想为完善基础类课程体系、优化课件,建立了开放式虚拟热工基础试验系统,提升教学效果;建设了燃气轮机动力系统、节能减排、新能源利用3个核心课程群,理顺各门课程知识领域的相互关系,遵循教育教学规律,突出特色,逐步完善该专业的课程知识体系,以流体力学、热工学为理论基础,辅助以机电、计算机和控制等学科的理论知识,培养具有高尚人格品行和社会责任感,具备扎实的理论基础和专业水平,熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术的专业人才,可以从事能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等的工作。

2 专业导论课的教学方法

专业导论课作为学科启蒙课程之一,旨在促进低年级学生在较短时间内概略了解自己所学专业的概念、内涵、地位、作用、专业现状、应用前景,增强新生学习目的性,激发学习兴趣和动力,引导学生对该专业的人才培养计划和培养目标、课程体系等了解,提高学生对所学专业的认知度,培养学生专业感情,有助于学生确立专业学习目标,促进学生以积极的心态投入未来的学习生活[4-6]。专业导论课从培养方案讨论开始,让学生总体了解大学的培养模式,了解课程设置的特点,了解每门课的作用以及各课程之间的关系等,帮助学生认识到其在低年级所学在高年级有所用。不仅有助于学生提高学习兴趣,更有助于学生制定中长期学习计划。

南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课采取理论教学和实践教学相结合的方式,培养学生对所学专业从宏观上了解该专业的课程体系和课程结构。理论教学环节,专业导论课的授课采用多位教师和专家联合授课的方式,通过专业负责人对能源与动力专业培养方案解读和相关专业老师以航空、航天、民航及相关领域为背景进行具体的专业介绍,让学生对所学专业有更深地了解。重点强调普适性教学,授课内容不包含具体方法、原理等,专业内容选择上应全面,表现形式应具启发性,且新颖、形象,具有一定的综述性,深浅适当。课堂上创设更加宽松的学习氛围,多些特色、多些思考、多些讨论、多些实践。专业导论课的教学目标设计成具有引导学生认识专业、了解专业,促使学生热爱专业、明确个人发展规划。实践教学环节,安排现场参观、实验演示等,对提升学生的学习兴趣、调动学生学习积极性具有作用积极。学生组队专题讨论,就某个同该专业领域相关专题开展调研和论述,合作撰写论述报告,小组成员上台讲述并分别回答如下问题:选题同该专业有何联系?目前发展状态?未来发展趋势?可能会涉及哪些知识?该专业哪些课程会涉及这些知识?该选题同哪些企业和研究机构相关等?南京航空航天大学能源与动力工程专业导论课以宽松、多样化的教学安排调动学生学习的积极性和提升学习效果。为了实现能源与动力工程专业导论课在有效教学中的作用及其实施对策,在本科专业建设项目“能源与动力工程专业导论视频课”的支持下,拍摄并制作了八个单元的能源与动力工程专业导论课程视频,在学校网络教学平台上建成课程网站、上传主要课程ppt、课程视频、课程教学大纲等材料,学生可以更深入学习该课程和深入了解该专业。

3 结语

专业导论课是为大一新生能够初步了解专业知识、掌握学习方法、做好职业生涯规划的一门启蒙和科普课程,启发、调动大一新生的自主学习积极性,引导新生熟悉能源利用、转化及动力系统原理、应用技术等知识,了解能源与动力工程专业涉及能源动力、环境保护、新能源研究开发、动力系统设计、制造、控制和管理等行业,引导学生热爱所学专业、进行大学成长规划及职业生涯规划及实施,逐渐提高自主学习能力,有计划地进行自我培养。能源与动力工程专业导论课教学模式是采用专业组长和同行专业教授配合理论教学和实践教学的灵活性和多元化教学方法,使得专业导论课程能够很好地激发学生的参与意识和学习兴趣,帮助学生掌握专业学习方法,为高效地学习后续专业知识打下了坚实的基础。专业导论课是引领大学生建立专业自信心和专业归属感、走入专业领域的向导,在大学一年级新生在大学的学习和成长过程中,具有重要的领航作用。

参考文献

[1] 杨善林,潘轶山.专业导论课―― 一种全新而有效的大学新生思想教育方法[j].合肥工业大学学报:社会科学版,2004(4):1-3.

[2] 刘光明,于斐,周雅,等.大学低年级课程中开设专业导论课的探索[j].高教论坛,2007(1):37-39.

[3] 杨晓东,崔亚新,刘贵富.试论高等学校专业导论课的开设[j].黑龙江高教研究,2010(7):147-149.

航空航天概论知识点篇(7)

中图分类号:g642.0 文献标志码:a 文章编号:1674-9324(2015)05-0272-02

一、引言

“安全”是民航业永恒的主题,自从1903年人类第一次试飞成功,至今一百多年的时间里,民航业的人们一直关注于安全管理方面的工作。2000年faa(federal aviation administration,(美国)联邦航空局)了《safety management system》,同年eurocontrol (european organization for the safety of air navigation,欧洲航行安全组织)针对ats(air traffic service,空中交通服务)提出了系统性安全管理要求,2001年又针对atms(air traffic management system,空中交通管理系统)提出了安全风险管理要求。icao(international civil aviation organization,国际民航组织)从2006年至2013年间连续三次颁布了不断改进和完善的doc 9859《safety management manual》,要求各成员国在此原则指导下全行业范围内开展民航安全管理工作。在此背景下,《民航安全管理》课程应运而生。该课程的传统教学模式是以教师讲授为主,学生被动接受,走上工作岗位后需要依赖对课程知识点的理解处理碰到的实际问题。学生反映课程教学枯燥,没有兴趣,应付考试;走上工作岗位后,发现理论知识与实践脱节,很难达到该行业领域对学生能力的要求。本文结合课程本身的特点和存在的问题,在深化培养方案、拓宽基础知识、加强能力培养、重视行业应用、改革考试方式等环节进行有益的探讨和尝试。

二、深化培养方案

《民航安全管理》作为本科专业基础课程,按照联合国教科文组织《国际教育标准分类法》中高等教育的划分,应满足5a2培养类型,即培养从事先导性的基础研究的学术研究型人才,课程的培养目标、课程体系以及教学内容等一系列重要问题都需要符合本科生培养大纲的标准,使得毕业生满足民航业关于应用型高级专门人才的需要。交通运输规划与管理专业主要为民航业培养空管、情报、签派方向的专门人才。学生未来步入工作岗位后,其工作活动均是确保飞行安全的核心环节。因此,民航局对三个方向的培养均非常重视,详细规定了各类人才的培养标准。中国民用航空规章wm-tm-2012-003《民用航空空中交通管制和情报基础专业培训大纲》和ccar-65《民用航空飞行签派员执照管理规则》规定了空中交通管制基础专业、航空情报基础专业以及签派员的培养标准,对“安全管理”知识的培养内容均做了详细具体的要求。可见《民航安全管理》课程的教学,不但要满足高等教育的有关要求,还必须满足民航局的法律规章,具有学历教育和职业教育相结合的鲜明特点。为此,本课程按照图1的流程科学地设置教学大纲和教学计划。

step1:首先授课教师根据相关文件和对该课程的理解程度,初步制定教学纲要和教学计划;

step2:成立由管理局、空管局、航空公司、机场等单位相关行业专家组,对《民航安全管理》课程的教学纲要进行评审,明确培养目标和知识体系,形成具体的知识点;

step3:授课教师根据setp2的评审结果确定《民航安全管理》课程的内容与学时分配,修订教学计划;

step4:将《民航安全管理》课程优化后的培养方案交由高等教育专家或部门审批。

通过上述四个方面的工作,使得该课程的培养方案满足:

1.符合本科生培养大纲,符合学术研究理论深度;

2.符合局方培训和管理要求,提高学生能力。

三、拓宽、扎实民航安全管理的理论知识

课程的第一部分为安全管理基本原理,着重讲述基本概念、安全管理战略、危险源识别和风险管理以及安全管理的责任方等内容。在授课过程中讲解知识点原理时,阐释其内涵固然重要,更需要学生对外延扩展的理解。以基本概念――“安全”为例。安全在人们的潜意识中是至高无上的。因为这种想法认可了生命无上崇高的价值,不论从社会上、伦理上还是道德上来说,都是无懈可击的。但是每个民航组织作为商业运营单位,从来都是以盈利作为核心目标,安全只是其核心组成程序。因此安全概念指出“控制在可接受的水平范围内”,并不需要绝对控制,阐释概念,扩展外延,纠正原有观念中“安全第一”的错误理解。

四、加强学生理论知识的实际运用能力培养

《民航安全管理》课程的第二部分是安全管理方法,主要讲述危险源识别方法和风险评估方法,分为定性分析和定量分析两种。定性分析方法包括头脑风暴法、专家调查法、hazop(hazard and operability studies,危险与可操作性分析);定量分析方法包括reich模型、事件模型、故障树模型、事件树模型、层次分析模型、模糊数学、蒙特卡洛模拟等7种安全评估常用方法。授课过程中,重点讲解每个模型原理、使用特点和适用情况等知识点,同时给出应用案例,以及一些常用的软件工具,拓展外延,同时夯实基础,做到论文第二部分的要求。授课方式需要借助先进的多媒体教学手段,将深奥的理论视觉化,在教师深入浅出的讲解之下,有利于学生对理论知识的掌握,有效地化解教学中的重点和难点,提高教学效率,增强教学效果。授课教师首先将授课班级分成若干讨论小组,针对指定民航领域曾经发生的不安全事件,在了解发生背景的基础上,基于课程第一部分理论基础中事故和事故征候分析原理,按照风险评估流程,研讨不安全事件产生的表象原因和根原因。运用上述各种评估工具和软件识别危险源,评估危险源的严重性和可能性,确定风险等级,对于不可接受的风险制定相应的风险缓解措施,将安全风险置于可接受的安全水平范围内。对于研讨结果,要求形成一份相对完整的安全评估报告。此报告质量作为学生此门课程考试成绩的一个重要考核指标。

五、完善理论体系与行业应用相结合

课程的第三部分讲述内容为ssp(state safety programme,国家安全纲要)和sms(safety management system,安全管理体系)。此部分内容的目标是与民航安全管理实际接轨,注重讲解行业范围内的安全管理建设,满足行业培养需求。ssp和sms是民航安全管理在国家和各民航单位不同层次的建设内容。在授课过程中,根据icao doc9859文件的要求背景下,详细阐述两个部分的各自内容、相互之间的区别和联系,以及美国、英国、加拿大、欧洲和中国的建设情况。icao提出的ssp和sms是具有指导作用的原则性文件,各国民航局也有相应的文件出台。但是各个运行单位需要根据自身的工作性质、运行状况根据上述文件制定符合自身实际特点的本单位sms文件,在执行的过程中还需要不断地完善sms体系,实施闭环的安全管理程序,将各单位的运行风险安全关口前移。为此,通过该课程的学习,学生应该具备根据就业单位的不同性质、不同规模等特点,在步入工作岗位后能够适应其单位的安全管理模式,并且能顺利参与到单位的安全管理建设中。本课程可以采用聘请相关民航单位安全管理相关人员走进课堂的方式,将各单位实际运行中碰到的问题与同学们分享,保证理论与实践的紧密结合,调动学生的积极性,激发学习兴趣。

六、改革考核方式

传统的《民航安全管理》课程的成绩评定只是采用课程结束时单一的闭卷考试成绩。该考核方式对这种行业应用背景及强的课程,是不准确的,缺乏对学生创新思维、安全管理知识综合运用能力的评价。为此,采用课堂提问、大作业和卷面考试相结合的方式进行成绩评定。课堂提出不仅包括每次课程之前的知识点复习提问,更重要的是,在同行专家的授课期间,与同行专家讨论单位sms实际建设中遇到问题的解决思路,考查知识点的掌握和运用能力;大作业是指本文第四部分中讲述的评估工具对民航事故和事故征候等实际具体问题的分析报告,注重理论工具对实际问题的应用。保留课程结束时的卷面考试方式,全面考核基本要领和基本概念,衡量运用基本概念进行分析的能力。空中交通管理专业是南京航空航天大学实施教育部批准的“卓越工程师教育培养计划”的重点专业之一,《民航安全管理》是该专业的重点课程之一。因此,该课程的教学改革最终需要以加强基本理论为根本,以理论基础联系实际运用为主线,以培养在安全管理中的实践能力为目标,与课程教学大纲和学生培养目标相一致,满足学历教育和职业教育的双重需求,为国家民航业输送符合要求的高素质人才,为实现民航大国转型为民航强国服务。

参考文献:

航空航天概论知识点篇(8)

中图分类号:v32 文献标识码:a

所谓空中领航差错,指的是飞行人员在遂行空中领航任务时所产生的过失或错误。分析曾经发生的一些空中领航差错,其产生的后果轻则完不成飞行任务,重则造成飞行事故。

1 几种常见的领航差错

1.1 空中判断地标差错

空中判断地标差错,指的是飞行人员在空中对预定航线的转弯点、轰炸射击目标以及着陆机场等地面目标的判断错误。例如,炸错目标、落错机场、夜航飞行误把城镇街道当成机场跑道,以及低空飞行误把小河当成大江等。这类差错常发生在飞行时间较短的飞行人员身上,多数是由于地面准备工作不细、过度紧张、以及缺乏空中领航经验造成的。

1.2 调错、飞错导航台

无线电罗盘是飞机上常用的无线电领航设备之一,利用无线电罗盘实施领航,首先要向导航台调谐定向。有些导航台的频率很相近,所以,调台后一定要看准频率,听清呼号,确认后才能使用。曾经发生过调错、飞错导航台的飞行事故。究其原因,往往是由于对导航台资料的校对不细,或者不按照调谐定向的规则操作而造成的。

1.3 空中迷航处置差错

通常产生这一差错的过程是这样的:首先在找不到预定地标(包括机场、转弯点等),弄不清飞机所在位置之初,却产生了想掩盖已经发生空中迷航问题的错误思想动机,于是做出了“不向飞行指挥员报告”的第一个错误决策和“自己闷头找地标”的行为;其次在预定地标仍然在前面的“定式心理”的支配下,做出了“继续向前飞”、以及盲目下降高度力求尽快看到预定目标的第二个错误决策和行动;最后当依然找不到预定地标,心里更加慌乱,更加急于找到预定地标的情况下,则陷入急无理智、慌不择路的情境,在侥幸心理和尽快找到的想法支配下,就会产生一看到与预定地标有点相似的地标就会掉转机头向其飞去的盲目乱飞的第三个错误决策和行动……,直到酿成飞行事故的结局。通过以上分析可以看出,产生空中迷航处置差错的最主要原因,就是企图掩盖已经发生空中领航问题的“错误思想动机”,以及由此而派生出来的一系列的错误决策和行动,完全忘记了迷航后正确的处置方法。

2 产生空中领航差错的原因

2.1 思想上不重视,存在片面性

空中领航的有些工作看起来似乎是微不足道的,如各种仪表的认读、数据的登记、拉尺计算等。但这些看起来不起眼的工作在飞行中却占据着不可或缺的重要地位。对于这些工作很容易出现轻敌思想,所以在飞行中造成差错也是在所难免的。

此外,思想认识上存在片面性。只看到航行科目和转场飞行动作简单,保持飞行状态容易的一面,没有看到飞行活动区域扩大、地形地标生疏、着陆机场导航设施、资料等可能产生新的变化,以及天气突然变坏等飞行环境带来的不利影响。只看到新机型领航设备性能先进的一面,没有看到先进的机导航设备也会出现故障,使用不当也会产生误差的问题。思想上的错误认识,是造成空中领航差错的根本原因。

2.2 理论基础不扎实,死记硬背

航空实践是以理论做指导的,如果有关理论概念不清,往往会在飞行中造成差错。这一类差错的规律是出现的次数多,而又不易被发现,往往是以错为对。如求表速,若已知空温,就能算出,而已知地温就会算错,而且反复多次。再比如对修正航迹的理论不清楚,在飞机基本沿航线飞的时候还能轻松应对,一旦飞机位置有了较大偏差,就会出现不知如何是好,或者修反、反复修的现象。

此外,学习航空理论知识时,如果缺少分析和研究,只是单纯的死记硬背有关的方法步骤,一旦记错记混就很容易出现差错。这种差错的主要特征是经常搞反。例如,空中测量偏流的正负、航向修正的加减、轰炸飞行时瞄准角的增大与减小等等。相关理论概念不清楚,航理学习死记硬背,是造成空中领航差错的主要原因。

2.3 领航作风不细致,随意性大

空中领航是一项十分细致的工作,如果在飞行准备时,不与航管人员校对通信、导航资料,不认真进行领航计算,不分析研究气象条件,不做特情处置准备等问题。在飞行实施过程中,不严格保持航行诸元,不按规定时间转弯,位置不清就盲目下降高度等,这些都属行随意性的表现。领航工作作风不细致,地面准备与空中实施过程中的随意性,是造成各种空中领航差错的重要原因。

3 避免空中领航差错的措施

3.1 思想认识上,要多一些辩证法,克服片面性

要想搞好空中领航工作,首先要提高思想认识。一些严重的飞行事故,其具体原因虽然有所不同,但都或多或少与空中领航工作出现差错有关。而这些空中领航差错的共同特点,都不属于领航技术上的难点,而是由于思想认识上的片面性造成的。主要表现在,只看到熟悉空中领航、熟悉飞行区域、熟悉外场着陆、没有技术难点的一面,没有看到正是因为熟悉可能带来的问题的一面。因此,飞行人员应运用辩证的思想方法,正确认识“熟悉”这一有利条件带来的不利影响,以严肃认真的态度对待空中领航工作,这是防止发生空中领航差错的关键。

3.2 地面准备时,要认真细致,多准备几手

不论是执行长途转场、紧急空投等任务,还是在熟悉的地区执行训练任务,都要认真细致做好领航准备。曾经发生的偏出空域、空中迷航等空中领航差错,多数都是在驻地机场的飞行训练中发生的。防止其重复发生的有效办法,就是认真做好空中领航准备。其具体的做法有很多,其中默画飞行区域图、背记飞行区域及各空域附近的标高等,都是行之有效的方法。

3.3 飞行实施中,要杜绝随意性,注重科学性

飞行中,应严格遵守有关规定,严格按照领航计划飞行。如在确定飞机位置时,应采取“多点定位、综合判断”的方法,一定要防止单凭某一特征或某一信息轻率地做出错误的判断。在飞行过程中,因某种原因需要改变领航计划或航行诸元时,要明确改变计划后带来的影响,并想好相应的领航方法。如果自己不是很清楚,一定要及时请求地面指挥引导,切忌盲目飞行。

航空航天概论知识点篇(9)

中图分类号:g640 文献标识码:c doi:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.100

随着空军新的飞行学院的成立,新的飞行训练模式也相应确立。在新的训练模式下,航空理论教学如何发挥理论先导优势、如何更好地为培养新型高素质的飞行人才服务等问题就成了航理教员必须研究和思考的课题。这里就如何增强航空理论教学的实效性谈几点自己的看法。

1 航理教学要紧贴“教为战”、“学为战”思想,以培养能战型的飞行学员为出发点

战争是从课堂上打起的。这句话有着深刻的哲理性和现实性。美军之所以能取得近些年来海湾战争、科索沃战争和阿富汗战争的胜利,固然与其装备的精良、战术战法的先进分不开,但从根本上看,还是人的因素起到了决定性的作用。航空理论教育伴随着老航校的成长、发展,也经历了从无到有,从弱到强,并且中间还进行了多次改革。但从目前航空理论教育的地位来看,应该说和它自身应有的地位差距还是很大的,所以也无从发挥其应有的作用。在新的训练模式下,要切实提高航空理论教育地位,纠正航理教育在个别人头脑中可有可无的错误认识,就要狠抓航理教学质量建设,提高其实效性,在教学中树立“教为战”、“学为战”的思想,以培养能战型的飞行学员为出发点。一是注重战斗精神的培育。重视战斗精神的培育历来是我军的优良传统之一,在新时期备战大环境下,我们在航理教学中也要强化这种精神,始终坚持“教为战”、“学为战”,打牢飞行学员“为国而战”、“为战而学”的思想基础。在教学中要强化学员今天所学知识就是在为明天保卫国家储备力量的意识,今天学得扎实,明天就能更好地保家卫国。二是在航理教学内容中适当增加战例或对抗演习教学案例,增强飞行学员的第一任职能力。通过开放式、交互式及案例式多样化的教学方法,既活跃了课堂气氛,增强了教学效果,也在潜移默化中强化了飞行学员“学为战”的战斗意识。

2 航理教学要紧贴战略空军发展需求,以适应空军战略转型为牵引

“战略空军”一词最早起源于二战时期美国发起针对德日的大规模战略轰炸。起初的概念指“拥有战略轰炸机部队”的空军,后来又增编了空基洲际导弹部队。现在所说的“战略空军”已从最初的战略轰炸机部队发展为一个由多机种组成的全球空中打击力量。按照国际标准,战略空军概念指“空天一体、攻防兼备、信息火力一体,能够以空制空、以空制海、以空制地,全面参与各种作战形式,能实施远程反应的空军”。人民空军从无到有、从弱到强已跨过63年的光辉历程,特别是进入空天与信息时代以来,人民空军着眼国家安全和发展全局,适应世界军事变革新趋势,在新的起点上,大力推进空军战略转型,关注空天一体发展,加快信息化建设,深化训练改革与战法创新,创建中国特色空天文化,已发展成为一支多兵种合成、具有信息化条件下攻防作战能力的战略空军。为适应战略空军发展需求,飞行学院在航理教学中应以空军战略转型为牵引,不断强化航理教学的实效性。一是在航理教学中灌输由国土防空型向攻防兼备型转变的思想。随着轰运机型、三代机以及新型运输机的航理教学在飞行学院逐步展开,教学指导思想一方面要突破“以防为主”的观念,强化“攻势作战”思想,要让学员树立起敢打能防的意识,这样,以后毕业分配到一线飞行作战部队自然就有了较强烈的“首战用我,用我必胜”的信念。另一方面,突破以“空战”为主的观念,确立以“空袭”为主导作战样式的思想。强调通过空中进攻,制敌于地面,打击敌防空体系,摧毁敌战争力量和抵抗意志。二是在教学指导上向学员阐明要适应由传统空军向空天一体力量转变的思想。客观地说,在相当长的时间内,人民空军仍然是一支传统型空军。进入新世纪新阶段,人民空军按照经略空天的战略定位,确立“塑造空天优势、控制空天危机、打赢空天战争”的战略指导思想,突出空天制衡,增强战略积极性、灵活性和有效性,加速实现向空天一体型空军的战略转变。要顺利实现这些转变,飞行学员在航理学习阶段就要努力树立起为建设战略空军而学、为早日成长为战略空军的一员而学的崇高思想。

航空航天概论知识点篇(10)

关键词:人为因素 飞行 人素工程

1990―1998年国际航空死亡事故统计,死亡事故总共596起,机组原因255起,占总数43%;天气原因114起,占总数19%。死亡总人数15598人,机组原因死亡6863人,占总数44%;天气原因2480人,占总数16%人;可控飞行撞地事故人数3485人,占总数22%;管制占1.2%,其他原因占16.8%。

可见空管、机械等其他原因逐渐减少,空管事故原因主要是指令错误占多数,还有就是指挥与机组语言不通,交流信息故障,而造成两飞机相撞,这种是事故是我们管制员的耻辱,由于素质低,知识英语知识疲乏,理解能力差而造成,所以需要管制人员不断加强个人业务素质提高,对飞行安全是直接的关系。而机组、天气原因也是只增不减。主要是当前地球环境严重破坏,大气气候出现异常,灾害性天气(雷暴、大风、龙卷、冰雹等)愈演愈烈,因而对航空飞行造成巨大影响。天气原因最后主要责任多数归于机组,因为民航明文规定:严禁在雷雨区飞行,严禁在低于安全高度飞行、严禁超标准起降、严禁长时间在云中飞行、可飞不可飞天气坚决不飞等条令。他们往往忽略或忘记恶劣天气对他们的影响,违反规定而去与天气挑战。如以下例子。

90年7月31日 b-8347号飞机,机组在起飞前没有收到有效的气象资料,并知道备降场天气不好(有雷雨)的情况下,仍然起飞,航路天气不好,天气越来越复杂,降水量大、雨中飞行时间长、云低、能见度差、机组低行高度而撞山。规定的安全高度都是保障安全的最基本的高度,机组未按规定的航线高度而低于航线障碍物高度以致完全丧失处置余地,进云撞山。

1993年11月13日中国北方航空公司md-82b-2141执行沈阳―北京―乌鲁木齐航班任务,在乌鲁木齐机场进近过程中坠毁。造成这次事故原因是由于左座调错了高度表,把修正海压当作场压,也没有按盲降指引飞行,而是盲目下降高度,加之当时天气接近标准,低空具有结冰条件(浓雾温度3度)使机组目视条件变差,发现高度低后复飞时机已晚,而机组又听不懂近地的语言告警,导致飞机失速坠地。机组理论水平低,场压、海压关系概念不清,警告信号听不懂,当飞机低于下滑飞行,使机组对下滑警告(pull-up)听不懂意思,以致贻误了复飞拉升的机会。

由于气象知识太缺乏,对于气压高度概念不清导致严重事故,是非常不应该,我们应该清醒认识到,目前对航空理论的重视程度远远不够,有些飞行员理论知识太肤浅,许多基本概念不清,实为影响安全一大隐患。

94年7月20日云南航空公司b-737-300型b-2540号航班执行任务,在昆明机场着陆过程中冲出跑道。发生重大飞行事故。是由于机组在雷雨天气情况下进场,缺乏充分的思想准备,在不具备着陆条件的情况下强行落地。机组违反规定,存在盲目侥幸心理。

92年4月24日哈尔滨航空公司一架飞机在佳木斯农业航空试验站机场进行熟练飞行时出现事故。由行员思想麻痹,违反规定,是飞机未保持好航迹,偏离距离跑到中心点850米处近似于平行于跑道的一条高压线路右侧,在受到下降气流作用时,飞机急剧下降,无法飞越高压线,失速撞树准毁。机组没有严格按飞行规定要求;当飞机遇风切变时,没有思想准备,应变能力差也没有及时增加相对气流速度,以提高升力,维持飞行高度。导致事故发生。

91年4月25日云南航空公司一架飞机在昆明机场着陆过程中,遇风切变导致飞机重着陆。机组在低高空遇到中度风切变的情况下,操纵和处置上犯有错误,全程处于两级风切变的影响下,机组错误地稳杆。构成三等飞行事故。从事故的分析研究过程中看出,飞机近进和重着陆中,机组的操作和处置存在的问题确实是应该吸取教训,表现出机组对风明显变化缺乏足够的警惕性,修正不及时,仍然按照正常情况下实施操作。如果问题处理得当,有可能避免或减轻飞机损害。可见有不少飞行员风切变的知识不多,操纵和处置能力不强,因此需要大力加强组织飞行员学习和研究风切变的特点和处置方法,同时将其列为模拟训练内容,提高飞行人员操纵和处置能力。

广州白云机场机组朱海陇有一次在白云机场降落时,就在飞机离地面30英尺(9米)在有不到10秒的时间,飞机就可以平稳的降落了。这时,忽然见飞机剧烈地颠簸一下,飞机地速瞬时减小了50海里,接着又忽然像失重一样垂直下落,在飞机上显示windshear!windshear!(风切变警报)警告声不断在飞行员耳边响起,朱海陇一再提醒自己提高警惕,不能麻痹,认认真真做好每一个动作,只要飞机还没有到位拉车,安全问题就始终存在。机组做着修正动作和windshear!做着顽强的搏斗,最后终于把飞机拉起来,在空中兜了一圈,安全落地。 朱海龙处理得恰如其分,创造了奇迹。保住了200名旅客的生命安全。这与他精湛的飞行技术、强的应变能力、丰富的飞行经验是密不可分的。

民航飞行,面临着老天爷各种各样的刁难,但最可怕的“敌人”是风切变。其它天气现象,看得见,摸得着,只要机组按规定规章执行,是可以避免的。但风切变通常发生在低空的起降阶段,看不见,摸不着,突发性强,下泻气流使飞机在短短的几秒内忽然增减速度上百海里,给飞行处理来个措手不及,所以一定要提高飞行员技术能力,应变能力,及对风切变的操纵和处置能力。

1991年9月14日,卡博航空公司一架图bac111飞机尼日利亚哈特港机场事发生事故,机上55名旅客全部遇难。事故原因经过:机组人员之间的错误理解,造成飞机未放起落架着陆。

1992年6月10日,普尔斯航空公司一架安―32飞机在莫桑比克鲁美乌机场着陆事发生事故,机上4人,其中3人死亡。事故原因:机组在一条看错跑道,由于跑道太短,飞机冲出跑道。

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