論無(wú)人機(jī)高職教育中航模運(yùn)動(dòng)的作用范文

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摘要：文章首先分析了航模和無(wú)人機(jī)的區(qū)別以及航模運(yùn)動(dòng)的內(nèi)涵，研究無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的人才需求，最后結(jié)合航模運(yùn)動(dòng)和無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)的聯(lián)系，分析高職院校如何利用航模運(yùn)動(dòng)開(kāi)展相關(guān)職業(yè)教育。

關(guān)鍵詞：航模運(yùn)動(dòng)；無(wú)人機(jī)；高職教育

無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)是目前熱門(mén)專(zhuān)業(yè)，航模運(yùn)動(dòng)則能夠促進(jìn)無(wú)人機(jī)職業(yè)教育水平的提升。高職院?？赏ㄟ^(guò)航模運(yùn)動(dòng)來(lái)培養(yǎng)更多的無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才。

1航模運(yùn)動(dòng)和無(wú)人機(jī)概述

航模運(yùn)動(dòng)是航空模型運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)稱，運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容包括制作、放飛和操控航空模型，是一種競(jìng)賽活動(dòng)。由于對(duì)參與者綜合素質(zhì)有所要求，使得參與者必須要同時(shí)具備足夠的航空基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力。目前，航模在國(guó)際上已經(jīng)舉行了廣泛的國(guó)際賽事，成了一種廣泛開(kāi)展的職業(yè)運(yùn)動(dòng)，這些活動(dòng)也在很多高職院校和一些本科高校中開(kāi)展。無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛飛機(jī)的總稱，使用無(wú)線電進(jìn)行遙控，或者提前預(yù)設(shè)好程序，利用傳感器進(jìn)行判斷和自主飛行的飛行機(jī)器人。當(dāng)前世界上有30多個(gè)國(guó)家正在發(fā)展無(wú)人機(jī)，有著極大的市場(chǎng)規(guī)模。我國(guó)的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為迅速，并且也衍生出了制造、使用和維護(hù)等職業(yè)，讓高職院校無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)有了很大的發(fā)展機(jī)會(huì)[1]。

2航模和無(wú)人機(jī)的區(qū)別

從直觀上而言，無(wú)人機(jī)和航模很像，都是沒(méi)有人直接操控的飛行裝置，但是二者在本質(zhì)上有很大的區(qū)別。無(wú)人機(jī)和航模的管理方式有很大的區(qū)別，航模歸屬航空運(yùn)動(dòng)中心管理，而無(wú)人機(jī)則需要接受民航局的管理。實(shí)際使用當(dāng)中，無(wú)人機(jī)有更加明確的任務(wù)，包括執(zhí)行航洋調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查等，航模則更多是在航空運(yùn)動(dòng)上使用。無(wú)人機(jī)和航模存在的區(qū)別主要來(lái)自于兩種飛行器在操控方式上的不同。由于航模的操控都是要在可視范圍內(nèi)的，使得航模只能在500m范圍之內(nèi)飛行，飛行高度也必須要在120m以下，如果超過(guò)了這個(gè)范圍，航模沒(méi)有自主飛行能力，失去控制之后就很難繼續(xù)飛行。相比之下，無(wú)人機(jī)則具備自主飛行能力，可以按照專(zhuān)門(mén)事先設(shè)定好程序和路線，在作業(yè)中就可以自主飛行。并且，目前的無(wú)人機(jī)都有大量的傳感器，包括攝像頭等，可以感知周?chē)沫h(huán)境，給無(wú)人機(jī)的操控者足夠的態(tài)勢(shì)感知信息。無(wú)人機(jī)除了飛行平臺(tái)、操作人員，以及飛行平臺(tái)上的各種設(shè)備，地面還有控制中心，能夠?qū)ｉT(mén)控制無(wú)人機(jī)，并且分析無(wú)人機(jī)當(dāng)前的情況。由于功能和需要的不同，無(wú)人機(jī)也比航模復(fù)雜得多，航模的構(gòu)成包括3個(gè)部分，飛行平臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，而無(wú)人機(jī)除了這些系統(tǒng)外還有一些傳感器、地面站平臺(tái)等，依靠復(fù)雜而且全面的系統(tǒng)功能，保證無(wú)人機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮不同的作用[2]。

3無(wú)人機(jī)高職教育的人才培養(yǎng)要求

3.1無(wú)人機(jī)修理和維護(hù)的人才的培養(yǎng)

無(wú)人機(jī)由于需要執(zhí)行任務(wù)，是可以被反復(fù)使用的，在作業(yè)過(guò)程中無(wú)人機(jī)會(huì)出現(xiàn)損壞和老化，需要進(jìn)行修理和維護(hù)。目前使用在無(wú)人機(jī)制造中的航空材料有很多種，低端的無(wú)人機(jī)會(huì)使用塑料、輕木、鋁合金等，高端無(wú)人機(jī)則會(huì)利用碳纖維或者復(fù)合金屬材料。更重要的是，目前無(wú)人機(jī)由于在功能上的要求，在材料選擇和制造上的標(biāo)準(zhǔn)一般都和有人駕駛飛機(jī)的要求一致。由于這些繁多的維修內(nèi)容，以及生產(chǎn)時(shí)的高標(biāo)準(zhǔn)，就要求無(wú)人機(jī)的制造維修人才都需要具備足夠的理論水平，同時(shí)擁有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，了解不同航空材料的機(jī)械加工屬性，知曉相關(guān)的加工工藝，并且能夠掌握相關(guān)的加工設(shè)備，保證加工生產(chǎn)的效率，以及維修的準(zhǔn)確性。

3.2無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的使用和維護(hù)人才的培養(yǎng)

目前的無(wú)人機(jī)可擁有很多不同的動(dòng)力系統(tǒng)，小型無(wú)人機(jī)會(huì)使用電池或者是微型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿?，一些輕型無(wú)人機(jī)的動(dòng)力是小型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，大型無(wú)人機(jī)的動(dòng)力裝置包括渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等。近些年大量的新能源技術(shù)出現(xiàn)，使很多無(wú)人機(jī)也開(kāi)始使用燃料電池和太陽(yáng)能這樣的新能源技術(shù)。為了滿足無(wú)人機(jī)發(fā)展的功能需求和順應(yīng)市場(chǎng)需要，高職院校需要加強(qiáng)無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)使用和維護(hù)人才的培養(yǎng)，尤其需要這類(lèi)人才具備使用和維護(hù)不同種類(lèi)無(wú)人機(jī)動(dòng)力的能力，并且具有極高的適應(yīng)性。

3.3無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)和使用人才的培養(yǎng)

無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)設(shè)備包括飛行平臺(tái)、任務(wù)設(shè)備和地面設(shè)備等部分，由于無(wú)人機(jī)可以執(zhí)行很多不同的任務(wù)，這些設(shè)備當(dāng)中會(huì)有飛控系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)載傳感器、導(dǎo)航設(shè)備和通信設(shè)備等，地面指揮系統(tǒng)當(dāng)中包括設(shè)置在地面的各種地面衛(wèi)星通信設(shè)備、發(fā)射裝置和回收裝置。由于無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的職業(yè)院校在無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)上的人才培養(yǎng)規(guī)模已經(jīng)難以符合無(wú)人機(jī)快速發(fā)展的需要，因此，廣泛在校內(nèi)外開(kāi)展航模運(yùn)動(dòng)能夠擴(kuò)大無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)的人員覆蓋面[3]。

3.4無(wú)人機(jī)飛行操控和任務(wù)設(shè)備操控人員的培養(yǎng)

雖然目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了廣闊的無(wú)人機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)，并且有很多無(wú)人機(jī)制造企業(yè)出現(xiàn)，大量的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也開(kāi)始使用無(wú)人機(jī)開(kāi)展。但與之相對(duì)應(yīng)的是，能飛多機(jī)型的無(wú)人機(jī)飛手十分匱乏，尚且不能夠滿足市場(chǎng)的需要。當(dāng)前很多職業(yè)學(xué)校都已經(jīng)開(kāi)展了無(wú)人機(jī)操控的課程，具體機(jī)型以多旋翼無(wú)人機(jī)為主，但是缺少固定翼飛機(jī)的相關(guān)操控課程設(shè)置。大中型無(wú)人機(jī)一般采用固定翼的布局方式。大部分院校只培養(yǎng)多旋翼飛手，并不能有效緩解當(dāng)前無(wú)人機(jī)飛行操控及任務(wù)操控人員的培養(yǎng)。部分院校雖然有相關(guān)的課程設(shè)置，但多數(shù)學(xué)生卻依然需要在學(xué)校之外的培訓(xùn)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行任務(wù)操控的學(xué)習(xí)才能達(dá)到作業(yè)水平。比如對(duì)于小型固定翼無(wú)人機(jī)操控的飛行員，不僅要有相應(yīng)的執(zhí)照，還需要具備良好的目視操控能力；而對(duì)于輕型固定翼無(wú)人機(jī)的操控，飛手還需要能夠進(jìn)行路線規(guī)劃。因此，市場(chǎng)的發(fā)展需要高職院校讓學(xué)生開(kāi)展有效的無(wú)人機(jī)多機(jī)型訓(xùn)練，尤其是固定翼飛機(jī)，通過(guò)開(kāi)展更加復(fù)雜的航模操縱練習(xí)，使他們能夠獲得更多的實(shí)飛經(jīng)驗(yàn)，形成扎實(shí)的基本功，對(duì)不同動(dòng)力、不同類(lèi)型、不同尺寸的固定翼飛行器都有良好的操控能力，有效彌補(bǔ)當(dāng)前飛手人才不足和能力不足的空缺[4]。

4開(kāi)展航模運(yùn)動(dòng)對(duì)于無(wú)人機(jī)高職教育的促進(jìn)作用

要擴(kuò)大無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)在學(xué)生中的普及面，需要大力推廣航模運(yùn)動(dòng)，但是從目前無(wú)人機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)人才的需求來(lái)看，人才市場(chǎng)的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人才培養(yǎng)量。

4.1通過(guò)航模運(yùn)動(dòng)讓高職學(xué)生獲得更多的航空知識(shí)

我國(guó)在基礎(chǔ)教育上對(duì)航空知識(shí)的普及有很大不足，使得學(xué)生在進(jìn)入航空職業(yè)技術(shù)學(xué)?；蛘呦嚓P(guān)專(zhuān)業(yè)之前對(duì)航空知識(shí)的了解很少。航模運(yùn)動(dòng)的開(kāi)展以及學(xué)生的廣泛參加，可以讓學(xué)生能夠自主地學(xué)習(xí)和尋找航空方面的知識(shí)，對(duì)航模能夠形成一個(gè)更加全面而且立體的認(rèn)識(shí)。尤其是目前，很多學(xué)校投太過(guò)注重理論教學(xué)，但是對(duì)實(shí)踐卻缺少足夠的投入，導(dǎo)致學(xué)生并沒(méi)有形成足夠的動(dòng)手能力。學(xué)生在參加航模運(yùn)動(dòng)之后，可以更加透徹地了解到航模的一些主要技術(shù)原理，而且能夠?qū)鈩?dòng)等方面的知識(shí)結(jié)合到實(shí)踐上。4.2建立對(duì)無(wú)人機(jī)的認(rèn)識(shí)和操控能力雖然無(wú)人機(jī)和航模的區(qū)別很大，但由于二者都是無(wú)人駕駛的飛行器，所以兩者之間依然有很大的相似度。學(xué)生在參加航模運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也能夠利用航模有對(duì)無(wú)人機(jī)有更加透徹的了解。比如學(xué)生經(jīng)過(guò)航模的組裝和調(diào)試，了解航模的空氣動(dòng)力學(xué)特性，動(dòng)手操作能夠讓學(xué)生增強(qiáng)工程制圖的應(yīng)用能力，并且靈活地掌握航電知識(shí)，對(duì)未來(lái)無(wú)人機(jī)的使用幫助極大。并且航模的操控都是立足于目視操控的，對(duì)于操控?zé)o人機(jī)而言，目視操控也是一個(gè)重要的基本功。很多無(wú)人機(jī)的起降過(guò)程都是通過(guò)目視操控來(lái)完成的，一些比較高端的無(wú)人機(jī)也依然有目視操控模式。學(xué)校在開(kāi)展教學(xué)的過(guò)程中，可以先利用微型的固定翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練，然后進(jìn)行高速航模進(jìn)階訓(xùn)練，給學(xué)生未來(lái)目視操控?zé)o人機(jī)打下更好的基礎(chǔ)。

4.3讓學(xué)生能夠具備更強(qiáng)的無(wú)人機(jī)維護(hù)和制造的能力

在不斷對(duì)航模進(jìn)行操控和使用的過(guò)程中，學(xué)生將進(jìn)行大量的航模維修保養(yǎng)實(shí)訓(xùn)，這對(duì)提升學(xué)生航模的維護(hù)保養(yǎng)能力的同時(shí)，也能夠?yàn)槿蘸鬅o(wú)人機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)打下基礎(chǔ)。比如機(jī)體材料方面，航模也會(huì)使用金屬、塑料、輕質(zhì)木，一些先進(jìn)的航模也會(huì)使用到碳纖維等，學(xué)生對(duì)于航空材料的認(rèn)識(shí)能夠更為全面，所以在日后的航空材料加工和機(jī)務(wù)維護(hù)上，也會(huì)形成扎實(shí)的認(rèn)識(shí)。另一方面，由于起飛重量比較相近，而且設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也類(lèi)似，這使得航材加工上也會(huì)具有一定的相似性，由此學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐之后，其實(shí)也是在提高自身對(duì)無(wú)人機(jī)生產(chǎn)流程的認(rèn)識(shí)。多數(shù)航模和小型無(wú)人機(jī)所使用電池和無(wú)刷電機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源、大型航模和中小型低速都無(wú)人機(jī)使用了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)+螺旋槳作為動(dòng)力、在一些高端航模中，也使用了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，高端無(wú)人機(jī)當(dāng)中也應(yīng)用了類(lèi)似的動(dòng)力系統(tǒng)。所以二者在動(dòng)力來(lái)源上有很大的相似之處，飛行動(dòng)力系統(tǒng)都是觸類(lèi)旁通的，而學(xué)生通過(guò)了解不同類(lèi)型的動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)一步地了解無(wú)人機(jī)的構(gòu)造和功能。目前航模運(yùn)動(dòng)正在快速發(fā)展期，各種不同動(dòng)力類(lèi)型的航模也大量出現(xiàn)，為了能夠讓學(xué)生對(duì)無(wú)人機(jī)動(dòng)力的維護(hù)和使用有更加深刻的掌握，學(xué)校需要在課程的設(shè)置上朝電動(dòng)和活塞動(dòng)力上有更多的傾斜，使學(xué)生所掌握的知識(shí)更能適合市場(chǎng)的需求[5]。

5結(jié)語(yǔ)

在高校開(kāi)展航模運(yùn)動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)有著很大的幫助，為了能夠培養(yǎng)更多的相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，高職院校需要大力在校內(nèi)外開(kāi)展航模運(yùn)動(dòng)，提高學(xué)生和社會(huì)青年的基礎(chǔ)航空理論水平和實(shí)踐掌握。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]郭衛(wèi)剛，孟浩.航模運(yùn)動(dòng)在飛行原理課程中的教學(xué)實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2017（42）：153-154.

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[4]林薛迪.淺談學(xué)校發(fā)展航模運(yùn)動(dòng)[J].學(xué)周刊，2015（13）：198.

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作者：顧誠(chéng) 單位：蘇州高博軟件技術(shù)職業(yè)學(xué)院