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北京钱学森中学

从宇宙到果仁:航天工程中的科学原理课程简介

来源:北京钱学森中学    发布时间:2022-01-11    443

师资团队简介:

中国运载火箭技术研究院战术武器总体技术部授课团队,由九个研究室多个专业的青年骨干人才组成,平均年龄27岁,其中博士1人,高级工程师1人,主任设计师1人,团队成员在型号总体设计、飞行器气动优化设计、先进发射技术研究、综合保障设计等方面具有丰富的经验,先后参与多了项目的设计与研究工作。

课程简介:

通过学习从宇宙到果仁:航天工程中的科学原理这门课程可以培养同学们对航天工程的学习兴趣,提升同学们的思考能力和动手实践能力。


本课程介绍航天工程中的理论知识、系统、专业等,联系现实生活,通过实践等方式,让学生更直观地感受航天工程的科学原理在生活中的应用。


整个项目实施计划分为以下几步:《飞跃苍穹——走进航天工程》探讨人类探索太空的意义,概述中国航天取得的成就,以捷龙一号为例讲述航天工程涉及到的系统、专业,讲解各专业背后的科学原理和在日常生活中的应用。《让子弹飞一会儿——电磁发射DIY》介绍电磁发射在现实生活中的应用以及相比于传统发射方式的优点;结合中学生物理与电磁相关的知识,介绍电磁发射背后的物理原理;结合电磁线圈炮教具,带领学生动手DIY电磁线圈炮。《乘风破浪——空气动力学概述》介绍空气动力学的起源及历史;流体运动中(水、空气等)的常见现象;飞行器是怎么飞起来的——空气动力学基础知识;空气动力学中的基本概念;全球先进飞行器的气动设计。《创造飞行器——AutoCAD/CATIA程制图》介绍工程制图基本原理及在航天工程中的应用;介绍典型航天飞行器的基本结构组成;结合AutoCAD/CATIA软件,带领学生动手绘制火箭外形图。《飞行器的大脑——飞行控制系统》介绍导弹和火箭等飞行器的飞行控制系统基本概念、原理及与飞行器各部件关系,结合高中数学和物理知识重点讲述导航、制导、姿态及软件设计工作基本方法及原理,并通过简单的飞行控制程序编码进行演示验证。《逃离地心引力——火箭发动机原理及水火箭DIY》通过介绍火箭发动机的工作原理,向中学生科普发动机的分类组成、工作原理,结合典型航天器的应用案例,展现澎湃动力的百年发展历程,并组织学生利用所学的物理力学知识,分组利用打气筒、水、饮料瓶等材料,在操场制作、发射水火箭。《航天工程中的VR/AR技术》从生活的虚实融合引入,介绍VR/AR技术的内涵与主要技术特点,再介绍航天工作中VR/AR的应用实例,VR技术的问题和未来发展,最后组织学生进行体验。《揭秘电磁波的隐形魅力——雷达/红外探测技术》通过介绍雷达/红外成像、识别的工作原理,向中学生科普雷达、红外探测器知识,结合在航天工程及生活中的应用案例,展现电磁波的隐形魅力。《电气“赋能”万物——航天器电气系统架构及关键设备介绍》通过介绍讲述航天器电气系统架构及组成以及航天器电气系统的关键设备及原理,并与人体作对比,让学生更加深入了解航天器电气系统的组成。《与故障作斗争——航天通用质量特性的基本原理》了解通用质量特性的基本概念、发展历史及重要意义。《星辰大海——改变航天的前沿技术》通过介绍人工智能、量子通信等前沿技术及其在航天中的应用,对未来航天科技发展趋势进行展望。最后对系列课程进行总结,提炼课程意义,与学生进行交流互动。