Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей муниципального образования «Город Архангельск» «Детский (подростковый) центр «Радуга» УТВЕРЖДАЮ: РАССМОТРЕНА: Педагогическим Советом Директор МБОУ МБОУ ДОД ДПЦ «Радуга» ДОД ДПЦ «Радуга» Протокол № __ от ___________ Е.В. Добрынина «_____»_____________20___г. «____»____________20___г. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА «Авиамоделирование» Педагог дополнительного образования МБОУ ДОД ДПЦ «Радуга» Мерзлый Андрей Борисович Архангельск – 2014 г. 1 ИНФОРМАЦИОННАЯ КАРТА ПРОГРАММЫ Полное наименование программы Организацияисполнитель Год разработки ФИО, должность автора (исполнителя) Цель программы Направленность программы Срок реализации программы Количество часов Возраст обучающихся Количество обучающихся на занятии Режим занятий Вид программы Уровень освоения программы Краткое содержание программы Дополнительная общеобразовательная программа «Авиамоделирование» МБОУ ДОД ДПЦ «Радуга» Вариант 1 – 2008 Вариант 2 - 2010 Вариант 3 - 2014 Мерзлый Андрей Борисович, педагог дополнительного образования Создание условий для развития общей технической эрудиции и творческого потенциала обучающихся через занятия авиамоделизмом. Техническая 3 года 540 (3 года) 9-18 лет 12 1 год обучения -1 раз в неделю по 2 часа 2 год обучения – 2 раза в неделю по 2 часа 3 год обучения – 3 раза в неделю по 2 часап Модифицированная Общекультурный Программа адаптирована к требованиям по обучению конкретным навыкам и умениям, носит вариативный характер и может модифицироваться с учетом технических возможностей учреждения, дидактической базы, опыта и подготовленности педагога, возраста обучающихся. 2 СОДЕРЖАНИЕ 1. Пояснительная записка 4 2. Учебно-тематический план 6 3. Содержание общеобразовательной программы 7 4. Методические рекомендации по выполнению программы 5. Формы контроля и подведение итогов 4. Список литературы 15 16 17 3 Пояснительная записка Авиация прочно вошла в современную жизнь как самый скоростной и удобный вид транспорта. Летающие модели нередко называют «малой авиацией», с их помощью можно не только понять, как устроены и действуют летательные аппараты, глубже изучить законы физики и механики, но и проводить исследования в области аэродинамики, устойчивости и прочности летательных аппаратов. Занятия авиамоделизмом помогают воспитанию будущих исследователей, конструкторов. Вместе с тем авиационный моделизм является одним из наиболее популярных технических видов спорта. Цели и задачи программы: занятия авиамоделированием являются начальным этапом комплекса подготовки авиационных специалистов, инженеров, пилотов – будущих работников авиапредприятий. Цель программы: создание условий для развития общей технической эрудиции и творческого потенциала обучающихся через занятия авиамоделизмом. Задачи программы: Образовательные: - развитие технического мышления; - формирование знаний в области аэродинамики; - обучение детей использованию в речи правильной технической терминологии, технических понятий и сведений; - формирование навыков работы с инструментами и приспособлениями при обработке различных материалов; - формирование умения самостоятельно решать вопросы конструирования и изготовления авиамоделей; - мотивация отношения к обучению как важному и необходимому для личности и общества делу. Развивающие: - развитие творческого мышления; - развитие умений умственного труда (запоминать, анализировать, оценивать и т.д.). 4 Воспитательные: - воспитание настойчивости в преодолении трудностей, достижении поставленных задач; - воспитание аккуратности, дисциплинированности, ответственности за порученное дело; - приобщение к нормам социальной жизнедеятельности; - воспитание патриотизма; Возраст обучающихся с 9 – 18 лет. Сроки реализации: программа рассчитана на три года обучения, но по желанию учащегося срок может быть продлен. Новизна программы состоит в том, что в образовательном процессе в органическом единстве у обучающихся развиваются элементы технологической и проектной культуры, как важные составляющие культуры современного человека. Для ее успешной реализации педагогу дополнительного образования необходимо обладать широким диапазоном технических знаний, владеть методикой преподавания основ проектирования и изобретательства, владеть основами педагогики, хорошо знать авиацию и авиамоделизм. Программа адаптирована к требованиям по обучению конкретным навыкам и умениям, носит вариативный характер и может модифицироваться с учетом технических возможностей учреждения, дидактической базы, опыта и подготовленности педагога, возраста учащихся. Занятия авиамоделистов 1-го года обучения организуются для школьников III—VI классов. Их цель научить школьников строить свободно летающие модели; познакомить с историей авиации и ее значением в народном хозяйстве, в обороне страны, в жизни советских людей, дать элементарные понятия по аэродинамике, теории полета, об устройстве и принципе действия различных летательных аппаратов. Занятия авиамоделистов 2-го года зобучения объединяют учащихся VII—VIII классов, уже умеющих строить и запускать простые летающие модели. Цель занятий расширить и углубить знания по физике полета, аэродинамике моделей и технике моделирования (в процессе постройки кордовых и фюзеляжных управляемых 5 моделей, а также учебно-наглядных пособий для своей лаборатории и школьных кабинетов физики). Обучающиеся знакомятся с правилами проведения соревнований, участвуют в соревнованиях и выполняют разрядные нормы. Занятия 3-го года обучения комплектуются из учащихся VIII—XI классов, обладающих опытом авиамоделирования. Цель этих занятий познакомить с методами самостоятельной работы, расширить и углубить знания по теории полета, познакомить с методами проектирования и конструирования летающих моделей, экспериментальным исследованием моделей. В работе объединеня 3-го года занятий следует поддерживать постоянную связь с авиационными учебными заведениями, со студенческими конструкторскими бюро, авиационными специалистами, пользоваться их советами и консультациями. Помимо постройки моделей, кружковцы создают учебное оборудование, наглядные пособия, повышающие производительность и качество труда. Школьники совершенствуют свое спортивное мастерство и выполняют разрядные нормы. Занятия 4-го года обучения и более - индивидуальное конструирование и проектирование моделей. 6 Учебно - тематический план. 1–й год обучения Из них № п /п 1 2 3 4 5 Наименование тем Всего на на часов теоретические практические занятие занятия 2 2 32 4 28 84 8 76 22 2 20 4 4 144 20 124 Вводное занятие Простейшие летающие модели. Схематические модели планера Модель метательного планера. Заключительные занятия Итого: 2-й год обучения Из них № п /п 1 2 Наименование тем Всего на на часов теоретические практические занятие занятия 4 4 - Вводное занятие Фюзеляжные модели планера и самолета 3 Кордовые модели самолетов с микролитражными двигателями внутреннего сгорания 4 Учебно – наглядные пособия по аэродинамике и авиационной технике 5 Заключительные занятия Итого: 72 4 68 100 10 90 12 2 10 4 180 4 24 168 3-й год обучения Из них № п /п 1 2 Наименование тем Всего на на часов теоретические практические занятие занятия 2 2 - Вводное занятие Проектирование, постройка и экспериментальные исследования летающих моделей 3 Учебно-наглядные пособия по 7 150 15 135 30 2 28 аэродинамике и авиационной технике 4 Технологическая оснастика и испытательная аппаратура 5 Заключительные занятия Итого: 30 4 26 4 216 4 27 189 Содержание разделов программы 1-й год обучения 1. Вводное занятие. Значение авиации в народном хозяйстве и для обороны страны. Постройка авиационных моделей — начальный путь к овладению авиационной техникой. Авиамоделизм как технический вид спорта. Ознакомление с планом и порядком работы кружка. Организационные вопросы. 2. Простейшие летающие модели. Сведения о воздухе, о летательных аппаратах и принципах их полета. Бумажные модели самолетов и планеров. Общее понятие об основных частях планера, самолета и их моделей. Устройство и принцип действия рулей. Технология изготовления простейших бумажных моделей. Вычерчивание по шаблону или по клеткам, вырезывание, сборка и регулировка модели. Техника запуска модели планера Воздушные змеи. Краткий исторический обзор применения воздушных змеев. Понятие о подъемной силе змея. Виды воздушных змеев: плоские, коробчатые, фигурные. Техника их изготовления и запуска. 3. Схематические модели планера. Понятие об аэродинамике. Планер как безмоторный летательный аппарат. Его применение в авиации. Части планера: фюзеляж,- крылья, хвостовое оперение (киль, стабилизатор с 8 рулями), приспособления для взлета , и посадки планера. Понятие о планирующих и парящих полётах. Основные виды планеров: учебные, спортивные, транспортные. Устройство схематической модели планера. Технология изготовления ее основных частей, их сборка. Регулировка модели. Профиль и угол атаки крыла, нагрузка на несущую поверхность (крыло плюс стабилизатор). Правила запуска моделей планеров. Инструктаж по технике безопасности при изготовлении деталей моделей. Практические работы. Вычерчивание моделей в натуральную величину. Изготовление деталей и частей схематических моделей: рейки-фюзеляжа, груза (для модели планера), кромок и нервюр крыла, закруглений для концов крыла, киля и стабилизатора, кабачников (подкосов для моделей самолетов) для крепления крыла. Сборка крыла, киля и стабилизатора; установка на рейке-фюзеляже. Определение центра тяжести рейки-фюзеляжа с установленными на ней хвостовым оперением, грузом (на моделях планеров), воздушным винтом с резинодвигателем (на моделях самолетов). Установка крыла по центру тяжести. Регулировочные запуски моделей, исправление замеченных недостатков. Тренировочные запуски. Квалификационные соревнования. 4. Модель метательного планера. Понятие о метательном планере. Устройство и принцип полета планера. Виды моделей планеров и их модификации.. .Регулировка планера. Правила запуска моделей планеров. Практические работы. Изготовление модели планера из пенопласта и бальзы. 5. Заключительные занятия. Подведение итогов работы кружка. Выделение команды и отдельных моделистов для участия в районных или городских соревнованиях авиамоделистов-школьников. Рекомендации по самостоятельной работе в летние каникулы. Перспективы работы в 9 будущем учебном году. 2-й год обучения 1. Вводное занятие. Советская авиация в Великой Отечественной войне. Гражданская авиация: развитие. Аэрофлота, располагающего самым большим в мире парком турбореактивных и турбовинтовых самолетов. Правила ФАИ. Типы и классы летающих моделей, их спортивное назначение. Виды соревнований по летающим моделям. Порядок работы кружка. Обсуждение годового плана работы. Организационные вопросы. Инструктаж по технике безопасности. 2. Фюзеляжные модели планера и самолета. Понятие' о парящем полете как основе достижения продолжительности полета свободнолетающих моделей. Условия, необходимые для парящего полета. Влияние геометрических форм модели на качество полета. Авиационные профили и их значение. Технические требования к фюзеляжным моделям планеров и самолетов с резинодвигателями. Ограничение продолжительности полета свободнолетающих моделей на соревнованиях, его причины. Порядок расчета и постройки фюзеляжных моделей. Стапели, шаблоны и другие приспособления, облегчающие сборку моделей. Способы обтяжки, окраски и отделки моделей. Правила запуска фюзеляжных моделей. Практические работы. Зарисовка основных узлов конструкций. Составление эскиза модели в масштабе 1 : 10 или 1:5. Расчет и вычерчивание профилей крыла и хвостового оперения. Обсуждение и утверждение проектов. Выполнение рабочих чертежей узлов и деталей модели в натуральную величину. Заготовка материалов, изготовление деталей, стапелей, шаблонов. Постройка модели, регулировка. Пробные запуски, устранение обнаруженных недостатков. 10 Тренировочные запуски. Примечание. Каждый кружковец выбирает объект работы (планер или самолет) по своему желанию. 3. Кордовые модели самолетов с микролитражными двигателями внутреннего сгорания. Основные отличия кордовых моделей от свободнолетающих, их типы и назначение. Упрощенные кордовые модели — копии самолетов. Приемы управления кордовой моделью. Конструкция и кинематика элементов управления рулями. Возможность пилотирования. Силы, действующие на кордовую модель в полете. Технические требования к кордовым моделям. Выбор типов кордовых моделей для постройки. Конструирование и расчет кордовых моделей. Выбор конструкции фюзеляжа и профиля крыла. Понятие о микролитражных двигателях внутреннего сгорания, применяемых на летающих моделях. Двигатели компрессионные и с калильным зажиганием. Их устройство, принципы действия, назначение частей и деталей. Понятие об охлаждении, смазке, питании горючим, воспламенении рабочей смеси. Конструкции топливных бачков. Топливные смеси, их рецепты. Правила запуска и эксплуатации микродвигателей. Способы обнаружения и устранения неисправностей. Правила техники безопасности при обращении с микродвигателями и топливными смесями. Методы расчета и технология изготовления воздушных винтов. Компоновка двигателей на моделях. Способы определения центра тяжести модели. Сборка, окраска и отделка моделей. Понятие о нелетающих (музейных) моделях-копиях самолетов. Практические работы. Составление эскизов проектов моделей, зарисовка основных узлов и элементов управления. Обсуждение и утверждение проектов. Выполнение рабочих чертежей в натуральную величину. Подбор материалов, изготовление деталей модели, шаблонов, стапелей для сборки. Сборка узлов и модели в целом. 11 Изготовление приспособлений для запуска кордовых моделей. Упражнения в запуске двигателя, установленного на стенде, его регулировке. Обнаружение и устранение неисправностей в двигателе. Соревнование на быстроту запуска двигателя. Подгонка и установка на модели двигателя с воздушным винтом и топливным бачком. Определение центра тяжести модели. Отделка и окраска модели (с демонтированными системой управления, двигателем и бачком). Окончательная сборка окрашенной модели. Испытательные полеты модели (проводит лично руководитель кружка), устранение обнаруженных недостатков и повторные испытания. Обучение кружковцев пилотированию кордовых моделей. Тренировки в пилотаже. Зачетный пилотаж. При использовании двигателей с калильным зажиганием на моделях, построенных школьниками, запрещается применять в качестве горючего метиловый спирт и присадки, содержащие ядовитые вещества. 4. Учебно-наглядные пособия по аэродинамике и авиационной технике. Основные виды учебно-наглядных пособий: приборы для эксперимента по аэродинамике; модели, демонстрирующие схемы и действие механизмов (например, механизмов управления рулями высоты, направления, крена). Практические работы: Изготовление: малой воздуходувки (например, с использованием фена) или упрощенной аэродинамической' трубы, аэродинамических весов, набора тел различной обтекаемости, миниатюрных макетов самолетов, установок для .изучения давления на поверхность крыла и определения сопротивления крыла при различных углах атаки. музейной (настольной) модели-копии одного из советских военных самолетов (для школьного уголка или комнаты боевой славы, кабинета военного дела) и т. д. 5. Заключительные занятия. Подведение итогов работы кружка. Подготовка моделей и учебно-наглядных пособий к отчетной выставке. Формирование команды и 12 подготовка отдельных моделистов для участия в районных или городских соревнованиях авиамоделистов-школьников. Рекомендации по работе в летние каникулы. Перспективы деятельности кружковцев в будущем учебном году; работа в кружке 3-го года занятий (кружке авиамоделистов-конструкторов) или авиамодельной секции спортивно-технического клуба школьников. 3-й год обучения 1. Вводное занятие. Обзор современных достижений советских авиаконструкторов. Понятие о перспективных направлениях развития авиации. Значение и возможности использования летающих моделей на начальном этапе исследований новых типов летательных аппаратов. Порядок работы кружка. Предварительное обсуждение плана работы. Организационные вопросы. Инструктаж по технике безопасности. 2. Проектирование, постройка и экспериментальные исследования летающих моделей. Обзор существующих типов летающих моделей и их конструктивных различий. Обзор проектов летательных аппаратов перспективных схем. Понятие о методах проектирования, о технических требованиях к летающим моделям (прочность, вес, эксплуатационные удобства, надежность). Малая длина пробега при взлете и посадке. Законы полета и силы, действующие на модель в полете. Закон Бернулли. Основные требования к крылу (понятие об аэродинамическом качестве крыла). Зависимость подъемной силы и лобового сопротивления крыла от скорости полета, от площади и удлинения крыла, от плотности воздуха и угла атаки, а также от формы профиля и качества отделки. Условия устойчивого полета модели. Понятие о профилях крыла и применения их на различных моделях. Прочностные требования, предъявляемые к моделям. Понятие о таймерах и их назначении. Понятие о радиоуправлении летающими моделями, типах аппаратуры радиоуправления, исполнительных механизмах. Правила 13 пользования аппаратурой радиоуправления. Основные направления исследовательской работы: влияние профилей крыла на качество планирования модели; влияние крыльев с различными формами угла на устойчивость полета; действие турболизаторов крыла на качество полета модели; возможности использования турболизатора на лопастях винта резиномоторной модели; определение влияния удлинения крыла на качество планирования. Рекомендации по проектированию сложных моделей: выбор схемы и основных размеров модели, соответствующих ее назначению и типу двигателя; выбор профиля крыла и хвостового оперения, расчеты несущих и стабилизирующих площадей модели; выбор формы фюзеляжа, конструкции каркаса и оформления. Рекомендации по выбору материалов, определению последовательности изготовления деталей и сборки узлов модели, обтяжке и отделке, компоновке и установке двигателя, по выбору системы питания, аппаратуры радиоуправления, таймера. Правила регулировки, испытаний и запуска модели. Практические работы. Проектирование моделей: кордовых (спортивных, гоночных, пилотажных, «воздушный бой» копии самолетов), радиоуправляемых (планеры и самолеты), экспериментальных («летающее крыло», «утка», «летающая лодка», с гибким крылом, гидропланы, экранопланы, вертолеты и др.). Обсуждение и утверждение проектов. Выполнение рабочих чертежей модели, ее узлов и деталей. Постройка и испытание моделей. Выявление недостатков, усовершенствование конструкции экспериментальной модели. Тренировки в запуске моделей, пилотаже, радиоуправлении. 3. Учебно-наглядные пособия по аэродинамике и авиационной технике. Практические работы. Постройка настольной аэродинамической трубы с комплектом приборов к ней. Изготовление испытательного стенда для снятия характеристик микродвигателей. Постройка музейных моделей-копий самолетов (для серии «Самолеты Страны 14 Советов. 1917—1977 гг.»). Изготовление электрифицированных и динамических стендов. 4. Технологическая оснастка и испытательная аппаратура. Разработка перечня по рационализаторской работе в кружке. Обсуждение очередности проработки тем, составление плана рационализаторской работы. Разработка технологической оснастки для изготовления воздушных винтов, запасных деталей для микродвигателей, стенда для снятия характеристики двигателя, устройства для замера числа оборотов вала двигателя, устройства для замера тяги воздушного винта и др. 5. Заключительные занятия. Подведение итогов работы кружка в целом и каждого из кружковцев. Подготовка моделей и пособий к отчетной выставке. Выделение -команды и отдельных моделистов для участия в районных или городских соревнованиях авиамоделистовшкольников. Перспективы последующей деятельности кружковцев: работа в авиамодельной секции спортивно-технического клуба школьников или занятия в детскоюношеской спортивно-технической школе. Методические рекомендации Основной метод проведения занятий в объединении – практическая работа, и ребята всегда справляются с ней, если их ознакомить с порядком её выполнения. Теоретические же сведения подаются обучающимся в форме познавательных бесед небольшой продолжительности (15-20 минут). В процессе таких бесед происходит пополнение словарного запаса ребят специальной терминологией. Иногда теоретическую работу с кружковцами лучше ограничить пояснениями по ходу процесса. Чтобы интерес к теории был устойчивым и глубоким, необходимо развивать его исподволь, постепенно, излагая теоретический материал по мере необходимости применения его на практике. В работе с начинающими моделистами упор следует делать на освоение и отработку основных технологических приёмов изготовления моделей и практических навыков в их регулировке и запуске. 15 Особое место в программе отводится авиамодельным соревнованиям. Это итог длительной работы каждого моделиста. На соревнованиях проверяется не только качество модели, но и умение использовать все свои знания и силы для достижения успеха. А этому предшествуют учеба и тренировки. Перед каждым запуском необходимо осмотреть модель, проверить надежность и прочность крепления деталей. Грамотно устранить дефекты полета. Отличительная особенность: введение экспериментального блока «Компьютерные технологии в авиамоделизме» Цель: обучение учащихся с помощью новых технологий навыкам управления радиоуправляемыми моделями. Формы контроля и подведения итогов. В течение учебного года в объединении предполагается проводить следующие виды контроля: 1. Фронтальная и индивидуальная беседа с целью выявления заинтересованности и уровня знаний, применительно к специфике работы кружка. 2. Беседы и викторины, включающие в себя не только вопросы теории моделизма, но и элемент игры, загадки. 3. Проведение внутрикружковых соревнований. 4. Участие в выставках городского и краевого масштаба. 5. Участие в соревнованиях краевого масштаба. 16 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Авилов М. М. Модели ракет. (Проектирование и полет). М., Изд-в» ДОСААФ, 1968. Бабаев Н. А., Г а е в с к и и О. К. и др. Авиационный моделизм. Учебное пособие для авиамоделистов и руководителей кружков. М., Иэд-во ДОСААФ, 1960. Болонкин А. А. Теория полета летающих моделей. М., Изд-во ДОСААФ, 1962. Б у к ш Е. Л. Основы ракетного моделизма. М., Изд-во ДОСААФ, 1972. Васильев А.Я., Куманин В.В. Летающая модель и авиация. М., Изд-во ДОСААФ, 1968. Винклер К. 25 опытов по физике полета. Пер. с нем. М. Учпедгиз,, 1963. Гаевский О.К. Авиамоделирование. Изд-во ДОСААФ, 1964. Гаевский О.К. Авиамодельные двигатели. М., Изд-во ДОСААФ, 1973. Горский В. А., Кротов И. В. Ракетное моделирование. М., Изд-во ДОСААФ, 1973. Е с ь к о в В. Ф. Как построить модель ракеты. М., Изд-во ДОСААФ, 1967. Жидков С. Н. Секреты высоких скоростей кордовых моделей. М., Изд-;во ДОСААФ, 1972. К о с т е н к о И. К., Демин С. И. Советские самолеты. Альбом для авиамоделистов. М., Изд-во ДОСААФ, 1973. Лети, модель! Как построить и запускать авиационные модели. Сост.. М. С. Лебединский. М., Изд-во ДОСААФ, 1969. Лети, модель! Авиационные модели. Микродвигатели. Ракеты. Сост. М. С. Лебединский. М., Изд-во ДОСААФ, 1970. Модельные двигатели. Пособие для руководителей техн. кружков.. Авт.: В. П. 3уев, Н. И. К а м ы ш е в, М. Б. К а ч у р и н Ю. А. Голубев. М., «Просвещение», 1973. Николаев А. Н., Коньков Н. Г. Авиация сегодня и завтра. М., «Знание», 1969. Ребро в М. Ф. Сколько профессий у самолета? М., «Советская Россия»,.1967. Самолеты Страны Советов. 1917—1970. Под ред. Б. Л. С и м а к о в а, М., Изд-во ДОСААФ, 1974. Сироткин Ю.А. В воздухе пилотажные модели. (Конструирование, технология 17 изготовлени? техника пилотирования). М., Изд-во ДОСААФ, 1973. Скворчевский Ю. С. Таймерные модели самолетов. (Особенности проектирования и регулировки). М., Изд-во ДОСААФ, 1964. Смирнов Э. П. Как сконструировать и построить летающую модель, М., Изд-во ДОСААФ, 1973. Турьян В. А. В мире летательных аппаратов. М., Изд-во ДОСААФ,. 1964. Яковлев А С. Рассказы авиаконструктора. М., Изд-во «Детская: литература», 1967. 18