同济大学航力学院:考场上的飞机“盛宴”

时间:2020-01-31 来源: 热点专题

本报讯(记者程媛媛)6月21日,同济大学航空航天与力学学院(以下简称“航空航天学院”)举办了一场新颖的课程考试和展览:50多名航空专业学生分组设计制作了20多架木制飞机模型,并依次走上讲台进行辩护,表达了飞机结构设计、制造、强度校核和测试的全过程。这种令人耳目一新的“考试”改变了传统的答案模式,“飞机设计师”自信地拿着他们精心制作的飞机说教和展示,就像举办一场盛大的飞机模型宴会一样。

参加本次展览的20多架小型飞机有不同的结构和形状。有我们自己设计制造的新概念,第六代隐形战斗机、折叠翼舰载机、ARJ21、C17运输机、B25轰炸机、波音747、777和757现役客机,以及高度仿真的当代着名战斗机SR71黑鸟、J-20、幻影2000和第一次世界大战的双翼“经典飞机”FE 2B和雅克54。这些平面由轻质木材或层压板制成,采用“电脑绘图、激光雕刻、手工粘合”工艺,总重量小于90g。其中,最小的只有15厘米,最大的翼展为45厘米。

由于这是本科生《飞机结构设计》和硕士《飞行器结构疲劳断裂》课程的工作,两组学生的每个平面都需要精细的结构细节。为此,学生们首先在计算机辅助设计软件中建立了平面的形状。然后,采用“切片法”布置飞机的框架、桁条、翼梁、肋、纵墙等结构,并确定结构的尺寸。然后将结构件在计算机上排列成计算机辅助设计模板,用激光雕刻机切割2mm厚的轻质木板或层压板加工飞机零件;最后,通过牢固的粘接,完成飞机零部件和装配。

为了证明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,或者采用结构力学方法计算飞机关键部件的应力水平,然后检查飞机结构的强度和变形。对于硕士学生,根据《飞行器结构疲劳断裂》课程大纲,报告还要求他们另外检查飞机机翼梁根部的“疲劳强度”。此外,所有学生还使用高精度激光位移计现场测试各自飞机在气动载荷下的刚度,并与理论计算值进行比较。

沈海军老师说,“多年来,航空航天研究所一直在实施小飞机开发与理论教学相结合,旨在全面提高学生在知识应用、动手操作、测试技能和团队合作方面的素质和能力。目前,航空航天研究所已经收集了300架无人驾驶飞行器、微型飞机和学生制作的航空模型。从新生到现在,班上的每个学生都设计或制造了至少?铰中⌒头苫U獯危抑谱鞑⒉馐粤艘桓?1: 100的新概念鸭翼。参展大学生王占玉表示,“这种将小型飞机的设计/生产融入航空专业的实践教学模式,避免了纸上谈兵,没有“机器”。它培养了我的综合能力,让我受益终生。"

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