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同济大学航力学院:考场上的飞机“盛宴”
发表时间:2017-06-22 阅读次数:709次

6月21日,同济大学航空航天与力学学院(简称“航力学院”)举行了一场新颖的课程考核暨作品展:50余名航空专业的同学分组设计、制作了20余架木质飞机模型,并依次走上讲台答辩,表述飞机的结构设计、制作、强度校核与测试全过程。这种耳目一新的“考核”一改传统的答卷模式,“飞机设计师”们信心满满地手持自己精心制作的飞机来宣讲和展示,就像在举行一场盛大的飞机模型宴会。

学生们在进行飞机测试

参加本次展览的20余架小飞机,结构外形各异。有自行设计、制作的新型概念第六代隐身战机、折叠翼舰载飞机,现役的ARJ21、C17运输机、B25轰炸机、波音747、777和757客机,还有高仿真的当代知名战机SR71黑鸟、歼20、幻影2000,以及一战的双翼“老爷机”FE 2B和雅克54等。这些飞机的材质均为轻木或层板,采用“CAD制图、激光雕刻、手工粘接”工艺,总重量均小于90g。其中,最小的仅为15厘米,最大的飞机翼展45厘米。

由于是本科生《飞机结构设计》与硕士生《飞行器结构疲劳断裂》两门课程的作品,两拨学生的每架飞机做工都要求精细到结构细节。为此,同学们先在CAD软件中建立飞机的外形;然后,采用“切片法”,布置飞机的框、桁条、翼梁、翼肋、纵墙等结构,并确定结构的尺寸; 接着,在电脑上将结构件排成CAD模板,并通过激光雕刻机切割2mm厚的轻木板或层板,加工出飞机的部件;最后,通过强力胶粘结,完成飞机的部装和总装。

为论证飞机结构设计的合理性,所有飞机都在计算机上建立有限元模型,或采用结构力学方法,计算得到飞机关键部位的应力水平,进而校核飞机结构的强度与变形。对于硕士生,根据《飞行器结构疲劳断裂》课程大纲,报告中还要求他们额外校核飞机翼梁根部的“疲劳强度”。此外,所有同学们还利用高精度激光位移计,现场测试气动载荷下各自飞机的刚度,并与理论计算值进行对比。

学生在宣讲和展示自制的飞机

任课教师沈海军表示,“这些年,航力学院一直贯彻将小飞机研制与理论教学相结合,旨在全面提高学生们的知识应用、动手操作、试验技巧以及团队协作等素质和能力。目前,航力学院微小飞行器实验室内已经珍藏了学生们自制的各款无人机、微型飞机和航空模型三百架。”

“从大一到现在,班里的每位同学们都设计或制作过至少2轮的小飞机。这次,我制作、测试的是一架1:100的新概念鸭翼飞机。”此次参展的本科生同学王占玉说,“这种将小飞机设计/制作融入航空专业的实践教学模式,避免纸上谈兵、无‘机’之谈’,培养了综合能力,使我终身受益。”

来源:上海教育新闻网

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