資源簡介

航空模型基礎
——制作橡筋動力模型飛機
一、開發背景
航空模型活動本身是一種科技活動，航空模型競賽又屬于體育競 技，所以航模是科技體育項目。在我國，航空模型運動是全民健身體 育運動項目之一，有市級、省級乃至全國性比賽，每年全世界都有各 種國際航模賽。航空模型活動可以啟蒙科技思維，可以真正鍛煉學生 發現問題、分析問題和解決問題的能力，鍛煉學生的思維敏捷和手腦
協調等綜合能力，深受廣大中小學生的喜愛。
目前，航模活動在各中小學校和青少年活動中心大多以課外興趣 活動形式開展，但少有學校開設航模課程。隨著國家越來越重視素質 教育，航模活動正日益普及，作為綜合實踐活動基地學校，開設航模 課可以豐富基地學校科技實踐活動課程的內涵，突出基地學校科技教
育的特色， 一舉多得。
基地學校開展航模課程有很多優勢條件。首先，基地學校的硬件 有優勢，基地學校很方便組建好航模教室，也很適合開展航模戶外飛 行訓練活動。其次，基地學校課程規劃與建設需要開設航模課程。基 地學校是學生綜合實踐活動的場所，沒有應試教育的壓力，學生來基 地就是參與各種實踐鍛煉的，理應開設各種實踐活動課程給學生體驗。
再次，基地學校開設航模課程有很大發展空間。
據統計，我國普通中小學學校開展航模活動的尚未過半，即使開
設航模活動的學校也以課外活動形式居多，學生參與的人數不多，占 學校總人數的比例很低，所以在基地開設航模課程仍有很大的發展空 間。基地航模課程有自身獨特的魅力。作為科技探究實踐活動類課程， 來基地的學生不管是否參加過航模活動，基地學校的航模課對大多數 間學都是新鮮的，必然有很大的吸引力，在基地學校開設航模課程是
大有作為的。
二、 學情分析
本活動主要針對初二學生。處于這個年齡段的學生正值喜歡探索 事物，勇于挑戰，愿意動手，他們同時也具備了一定的知識能力，但 缺少展現自我和動手制作的機會。另外，隨著人類航天事業的發展， 越來越多的學生開始感興趣于航天事業，針對學生這些特點，我們開
設這項活動。
三、 活動目標
知識與技能目標：
1.了解中國古代的航空模型，了解中國航空模型的發展現狀及發
展趨勢，了解航空模型的應用。
2.了解飛機的飛行原理，了解航空模型各部分的結構和作用。
過程與方法目標：
1.學會制作航空模型，學會閱讀和使用明書。
2.學會飛橡筋動力飛機，并總結試飛方法和經驗。
情感、態度與價值觀目標：
1.了解中國航空模型的歷史、現狀和發展趨勢，增強學生的愛國
主義情懷，提高學生對航空模型的興趣，從而形成奉獻我國航空事業
酌意識。
2.通過制作與試飛航空模型，鍛煉學生的動手能力和協調能力； 通過小組的合作，培養學生的團隊精神和協作能力，鍛煉學生的綜合
實踐能力、發觀問題和解決問題的能力。
四、 活動重點、難點
重點：橡筋動力飛機的制作與試飛。
難點：飛機的飛行原理、航空模型各部分的的結構和作用。
五、 活動方式、方法
本次活動綜合采用了講授法、問答法、直觀演示法等多種教學方 法，將學生分成小組，明確分工，自主進行制作，以培養學生獨立探
索和合作的精神，提高分析問題、解決問題的能力。
六、 活動材料與工具
航模套裝、剪刀、刻度尺、垃圾盒
七、活動過程
1.創設情境，導入新課
航空模型的定義
航空模型就是根據航空器的外形制作的一些不載人的飛行器，它
在尺寸、重量以及發動機的方面都有嚴格的限制。
其技術要求是：
最大飛行重量同燃料在內為25千克；
最大升力面積500平方分米；
最大的翼載荷100克/平方分米；
活塞式發動機最大工作容積10毫升。
在漫長的歷史長河中，它還有一個更廣義的定義，那就是會飛的
模型，像紙飛機、風箏、竹蜻蜓、孔明燈、煙花等都屬于航空模型的
范疇，并且它們都是由我國發明的，這說明我國的航空模型歷史悠久，
并且在世界航模史上有著重要的引領價值。現在就讓我一起來回顧一
下我國的航模歷史。
我國的航模歷史可以追溯到春秋戰國時期的墨子和魯班，它們所 制作的木鳶和木雀可以在空中連續飛一天甚至是三天，即使現在的航 空器也很難做到這樣，所以這是一個空前絕后的發明創造，非常值得
我們驕傲。
早在晉代就有的竹蜻蜓和現在哪種飛機的原理是一樣的 對，直 升飛機，它被稱為是直升飛機的始祖，1939年，西科斯基在我國竹
蜻蜓的啟發下，制成了每天完成救援工作的直升飛機。
早在唐代，我國的風箏就已經流傳到了世界上，風箏身上有很多 現代飛機的影子，并且它是名副其實的現代飛機的始祖，因為它確實 影響了第一架飛機的制作過程。世界上第一架飛機是水造的 對。美 國的萊特兄弟在1903年制成了世界上第一架飛機。下面我們來看一 下它的制作過程。首先，他們用線拉起了一架風箏，然后，讓人趴在 風箏上測載重，最后給風箏裝上了發動機，從而可以使它飛得更高、
更遠、更持久，世界上第一架飛機由此誕生。
這個時期比較特殊，剛好在世界上第一次世界大戰爆發前夕，飛 機得到了空前的發展和應用，世界各國也紛紛意識到航空的重要性， 為了鼓勵大家的參與度，在民間開展一些和航空模型有關的體育項目， 航空模型運動由此誕生。發展到現在，國際上每隔兩年都會舉行一次
世界級的航模錦標賽。下面我們來了解一下航模的類型。
航空模型種類很多，并且有很多分法。
根據動力的不同把它分為手擲飛機、橡筋動力飛機、電動自由飛
飛機、線操縱飛機、無線電遙控飛機、渦輪噴氣式飛機等；
根據用途分，有直升機清障、直升機模擬搜救、火箭模型、快速
對地偵查、固定翼垂直起降載運等。
航空模型無論是在結構和飛行效果，還是在自身性能方面，都和 真正的飛機差不很多。下面，我們就一起來了解一下航空模型的結構
和飛行原理等方面的知識。
2.理論學習
(1)航空模型各部分的結構和作用
航模飛機一般與載人的飛機一樣，主要由機翼、尾翼、機身、起
落架、發動機和控制系統六部分組成。
①機翼一一是模型飛機在飛行時產生升力的裝置，并能保持模型
飛機飛行時的橫側穩定。
②尾翼——包括水平尾翼和垂直尾翼兩部分。水平尾翼可保持模 型飛機飛行時的俯仰穩定，垂直尾翼保持模型飛機飛行時的方向穩定。
水平尾翼上的升降舵能控制模型飛機的升降， 垂直尾翼上的方向舵
可控制模型飛機的飛行方向。
③機身—一將模型的各部分聯結成一個整體的主干部分叫機身。
同時機身內可以裝載必要的控制機件，設備和燃料等。
④起落架一一供模型飛機起飛、著陸和停放的裝置。機頭一個起 落架，機翼下方兩面各一個起落架叫前三點式，機頭兩個起落架，尾
部一個起落架叫后三點式。
⑤發動機——它是模型飛機產生飛行動力的裝置。模型飛機常用
的動力裝置有橡筋束、活塞式發動機、渦輪噴氣式發動機、電動機。
⑥控制系統—一控制系統主要用來控制模型的空中機動，包括起 飛降落轉向等。高級航模可以用于數據回傳，例如溫度傳感，空速表，
高度計，升降率計， gps,FPV 等等。
(2)飛機飛行的原理
①觀察鳥兒的翅膀和飛機的機翼，有什么共同特點
它們都有向上凸的弧度，這正是利用了物理上的升力，從而達到
克服重力而上升的目的。
②飛機的飛行還需要什么
飛機的飛行還需要動力，鳥兒的飛行源于它自身的體能消耗，飛
機的動力源于它的發動機，從而克服空氣阻力向前飛行。
下面，我以世界著名飛機“斯蒂爾曼”的模型為例，來井解一下
橡皮筋航空模型的操作方法和飛行原理。
通過旋動螺旋槳，擰緊橡皮筋，使橡皮筋產生彈力，放手以后，
橡皮筋就會帶動模型克服空氣阻力向前飛行。
同時還會牽動螺旋槳轉動，從而加大空氣流速。再加上機翼的特
殊弧度——向上凸，從而產生升力，達到克服重力而上升的目的。
放飛后，模型會爬升到一定的高度，當橡皮筋的彈力消失，螺旋
槳也會停止轉動，但由于它自身良好的性能，模型還會在空中滑翔一
段時間。
3.分組制作
材料與工具：
制作步驟：
第一步，組裝骨架。
21.0mm
175mm
第二步，粘貼機翼薄膜。
距離邊緣2mm 粘雙面膠中間要貼滿雙面
第三步，粘貼尾翼薄膜。
粘骨架時，也要從中間、前端開始粘
把雙面膠粘到竹條和塑料件上
第四步，組裝機身、橡皮筋。
尾翼向上折至15°左右
分組制作，每組2人，明確分工。1人裝配骨架，1人粘貼機翼 薄膜，2人一起完成總裝。每組一個航模套裝、 一把剪刀、 一把直尺、
一個垃圾盒。
4.檢查模型結構
檢查各機翼，安裝角度是否正確；
機翼有無扭曲變形(校正);
檢查重心位置是否正常；檢查動力是否正常；
判斷起飛條件是否成熟等。
5.拓展提升
現代航空模型的應用
(1)航空科學研究方面：飛機發明之前，航空模型具有強烈的 探索性質，在飛機發明之后，航空模型仍然是研究航空科學的必要工 具。每一種新飛機的試制，都要先在風洞里用模型進行試驗，甚至連 航天飛機這樣先進的航空器，也要經過模型試驗階段，取得必要的數
據，才能獲得成功。
(2)軍事方面：可以利用無線電遙控模型飛機作為部隊和民兵
對空射擊訓練的靶機。
(3)攝影輔助：在無線電遙控模型飛機上裝上攝影機，就可以 對地面進行航空攝影，拍攝一些人們不容易接近的野生動植物，甚至
可以拍攝一些危險性很大的驚險鏡頭或戰斗場面等。
(4)農業應用：可以利用航模飛機攜帶農藥滅蟲，還可以利用
航模飛機飛入云層，施放催化劑，進行人工降雨等等。
(5)工程方面：利用航模飛機拖一根尼龍線從一個山頭到另一 個山頭，然后換成鋼索，進行高山架線；也可以穿越海峽，鋪設海底 電纜。電力輸送中心委員會正把它用在穿越電站排放的煙云，檢查其 漂浮的規跡和污染狀況，測試其積沉在作物層葉子上的化學物質成分
等。
風洞
靶機
攝影
高空架線
人工降雨
噴灑農藥
6.課堂總結
制作航空模型并不是簡單的要求學生將零件組合在一起，而是在 配合講解飛機的飛行原理的基礎上，讓學生明白飛機安裝的每一步驟 的目的和要求。航空模型制作活動，使學生從動手制作到完成每件作 品，從調整試飛到飛行成功，親身體驗了把復雜事物逐步簡化、再從 簡單到復雜組合或重組的過程，更體會到了成功的快樂。活動過程中， 各種工具的配合使用，培養了學生的動手能力，促使學生養成學科學、
愛科學、用科學的習慣。
八、 教學建議
由于時間空間的限制，我們只能通過初級橡筋動力滑翔機的制作 讓學生對航模運動和航模制作有個切身的感性認識，懂得此類活動對 自身發展的實際意義和社會價值。這意義和價值體現在：無論是知識、 動手能力還是解決實際問題的能力方面，對學生都是一種挑戰。這種 體驗在日常生活和課堂中是無法如此讓學生刻骨銘心和震撼的，是該 活動賦予學生的無價財富。當然，要充分發揮該活動對學生自身發展
的價值，還有待老師更深度地去開發和挖掘。

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