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飞向太空的航程教案样例十一篇

时间:2023-03-08 15:35:10

飞向太空的航程教案

飞向太空的航程教案例1

中图分类号:G451.1 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)24-0022-02

一、航空电子课程的特点和教学对象的特点

我校是航空类院校,专业性强,涵盖面广,且航空电子和民用电子类产品差别很大。我校航空电子教师的主要教学对象是飞行技术专业的飞行学生和航空器维修电子专业方向的学生。对飞行技术专业的学生,主要是讲授机载通讯、导航、雷达、自动飞行控制系统以及显示与记录系统的功用、原理、组成和在飞行中的使用特点等。对航空器维修电子专业方向的学生,除要讲授和飞行学生相同的内容外,还必须讲授这些设备的故障特点和故障诊断技术以及故障排除方法等。

二、我校航空电子教师的学源结构特点

我校航空电子教师共有16人,其中毕业于北航、南航、西工大等航空类院校的9人,毕业于四川大学、电子科技大学等大学电子信息类专业的7人。其中,毕业于航空类院校的教师中只有3人是真正的电子类专业毕业的,其他则是自动控制、检测技术与仪器等相关专业毕业的,所以,这部分教师具有航空方面的知识,但缺少“电子”方向的相关知识。毕业于四川大学、电子科技大学电子信息类专业的教师具有“电子”方面的知识,但缺少“航空”方面的相关知识。即使是航空类院校电子信息类专业毕业的教师,缺乏对机载通讯、导航、雷达、自动飞行控制系统以及显示与记录系统的“全面”知识,更缺乏这些知识在飞行过程中的应用知识以及这些系统的故障诊断与排除的知识。所以,我校航空电子教师所学的知识和所要教的知识差距较大。和其他高等学校的教师一样,我校航空电子的老师在进入我校成为正式教师之前都没有经过教育学、心理学等专门知识的系统训练,对教育教学规律知之甚少。所以,航空电子专业课教师缺乏“师范”这一专业的知识。综上所述,航空电子专业课的教师必须解决“航空电子专业”和“师范”双专业的知识问题。

三、航空电子教师的知识体系及获取途径

航空电子专业课的教师,首先必须具备“教师”的“条件性知识”,同时还必须具备航空电子专业的“本体性知识”。光有知识还不够,还必须通过实践性环节将这些知识内化为教师的“智慧”,才能够合理利用条件性知识,传授给学生,完成教师“传道、授业、解惑”的使命。

1.航空电子专业课教师的本体性知识及获取途径。“本体性知识”是教师所授特定课程的学科知识,也即人们所熟知的专业知识。对行技术专业的学生而言,则具体落实到《民航飞机通讯、仪表、电气》和《航空电子设备》这两门课程上。在这两门课程中,老师应该具备的本体性知识包括各种仪表的功用、原理、组成和在飞行中的使用特点,机载主要通讯系统的功用、原理和使用情况,主要安全警告系统(气象雷达、空中交通警戒与防撞系统、地形警戒与防撞系统等)的功用、原理和触发警告的条件以及警告发生后机组应该采取的应急措施等。对航空器维修电子专业方向的学生而言,则具体落实到《导航原理与系统》、《通讯原理》、《自动飞行控制系统》、《雷达原理与机载气象雷达系统》等专业课。在这些课程的教学工作中,老师应该具备的本体性知识包括所提及的这四大系统以及各系统中各子系统的功用、原理、组成、信号格式、逻辑关系、各主要部件或电路的组成和原理。除了以上提及的本体性知识外,作为航空器维修电子专业方向航空电子专业课教师,还必须具备“以可靠性为中心”的维修指导思想的相关知识,还必须具备“视情维修”的理念以及在航空电子中通过“BITE”来实现航空电子“视情维修”的技术途径。此外,由于航空电子的飞速发展,目前,各设备之间都是通过“数据总线”来传递和交换信息的,所以,作为航空电子专业课的老师,“数据总线”技术也是其必须具备的本体性知识。为了获取这些本体性知识,吃透教材是最有效的途径。所以,查阅航空电子方向的期刊,了解航空电子方向的学术动态,听航空电子方向的学术报告,查阅国际民航组织关于航空电子的技术规范等,是获取航空电子专业本体性知识的有效途径。此外,航空电子的教师还必须知道国内、国际主干机型上(比如B737系列机型,A320系列机型)航空电子的配置情况和使用情况,所以,查阅主干机型飞机手册也是获取本体性知识的有效途径。此外,由于民航是一个国际性的行业,目前国际、国内关于运行的飞机以及飞机上所有设备的资料都是英文的,所以,关于航空领域的专业英语也是航空电子教师必备的主体性知识。

2.航空电子专业课教师的条件性知识。条件性知识是关于“怎样教”的知识,或者说是关于教育方法的知识,是关于“课堂”的知识。教师应用条件性知识,才能将自己的本体性知识最大限度地传授给学生,变成学生的个人知识。关于高等院校教师的条件性知识可以从高等学校教师岗前培训的四门课程(《高等学校教师职业道德概论》、《教育法教程》、《高等教育学》和《高等教育心理学》中学到很多,也可以在新教师岗前培训的过程中加以练习。但是,和本体性知识不同的是,本体性知识是可以通过“多看书”而获得的,而条件性知识更多的是需要教师通过观摩其他教师的教学活动而从中体会和感悟的。所以,获得条件性知识的最有效的途径是听课,特别是听优秀教师的课。但是,一定要记住,要以教师的身份去听课,而不是以学生的身份去听课。听课是新教师学习借鉴他人课堂教学优点,提高自己课堂教学水平,促进自身专业快速发展的重要途径。听课,特别是听老教师、经验丰富的教师的课,对新教师提升自己的条件性知识具有重要意义。当你以教师的身份去听其他教师的课时,最关注的应该是教学的智慧,课堂管理的技巧,与学生沟通和交流的技巧等内容,而不仅仅是知识本身。在听课的过程中,一定要注意老教师是如何突破教学难点、怎样抓住教学重点,怎样把控课堂,怎样“让学生跟着老师的思路走”,又是怎样在恰当的时候把时间还给学生,让学生独立思考和分析的。这些知识都是关于“课堂”的知识,如果你没有观摩,光凭在某本书里的文字描述你是无法理解的。作为飞行技术专业相关专业课的教师,还需要从飞行教员那里获取飞行理论与技术以及他们在实际的飞行过程中所遇到的各种特殊情况级处理措施等方面的知识,这些知识是在任何一本教材中都没有的。这些知识都不直接隶属于航空电子,但是有助于航空电子专业课教师给飞行技术专业的学生授课时提高教学质量,所以,我将其归纳为飞行技术专业航空电子专业课教师的条件性知识,而不是本体性知识。作为航空器维修电子专业方向的专业课教师,还需要从一线的航空维修技术人员那里获取他们在维修过程中遇到的典型故障案例,以及他们分析该故障的方式和方法,并听取他们排除故障过程中的心得和体会。这些知识都不直接隶属于航空电子,但是有助于航空电子专业课教师教航空器维修电子专业方向的学生时提高教学质量,所以,我将其归纳为航空器维修电子专业方向专业课教师的条件性知识,而不是本体性知识。

3.航空电子专业课教师“知识”到“智慧”的转变。从上面的分析中可以看出,获取航空电子专业课教师本体性知识最有效的途径是“多阅读”,获取航空电子专业课教师条件性知识最有效的途径是“多听课,和“多交流”。但是,通过这些途径获取的只是知识。这些知识如何运用,运用的效果如何,则必须通过实践性环节加以检验。在关于教学内容方面,教师(特别是新教师)最容易出现两种极端,一种是太简单,另一种太深奥。如果学生在听课的过程中,感觉课课堂学习索然无味,对掌握知识的切入点和着力点无从人手,作为教师,就应该反思自己的教学内容是否太简单了。如果学生在听课的过程中不断地摇头,显出一脸的困惑,作为教师,就应该反思自己的教学内容是否太深奥了。再反思造成教学内容太简单的根本原因是自己在航空电子方面的本体性知识缺乏。进一步反思自己是否在课前没有对教学内容进行充分的准备,对教材的内容是否缺乏深刻理解,对整个课程的体系的把握是否不到位。如果是,就应该在本体性知识方面加强,在备课方面下功夫。再反思造成教学内容太深奥的根本原因是自己对授课对象的特点缺乏了解。航空教师的授课对象是飞行技术专业或航空器维修专业的学生,他们所学的是航空电子设备在飞行中的应用,或者航空电子设备的维修理论与技术方面的知识。但是,某些教师在授课时会沿用他们读本科、硕士或博士期间教师授课的特点,针对某一个系统的某一个知识点讲的特别深入和细致,完全超出了应用类大学本科生的知识范畴和能力范围,学生听起课来会非常吃力,甚至很有意见,教学效果也就不太好。作为教师,在反思教学内容后,最好是自己设计和准备自己的课件,如果是从别人那里拷贝的课件,也必须对课件进行修改,使课件的内容和形式适合自己的教学风格和教学对象,在课件的恰当地方加上批注。反思一次,修改一次,经过多次的反思和修改之后,你就会发现,你拥有的不仅仅是知识本身,而是关于该课程的“智慧”了。如果你和别的教师教学内容都是一样的,但教学效果上出现了较大的差别,就应该反思自己的教学方法了。在教学方法方面,航空电子教师最容易犯的错误是感觉教学内容太多,生怕讲不完,所以就不停地讲,实施“填鸭式”教学方法,忽略了教学中要注重“提出问题,分析问题,解决问题”的教学环节,忽略了大学生分析问题和解决问题的能力,没有注意对学生的引导作用。所以,要反思自己的教学行为和教学方法。作为飞行技术专业课的教师,至少要到应该具有在飞机上或飞行模拟机上飞行的“实践性活动”,积累关行技术的实践性知识。最好是对国内国际的主干机型有过一段时间的飞行或模拟飞行的“实践性活动”,并在这些飞行或模拟飞行活动中练习通讯、导航、雷达、显示与记录系统,以及自动飞行控制系统等的使用情况,熟悉这些设备的使用程序,并将使用过程中自己的心得体会记录下来。只有这样,在给飞行技术专业的学生讲授相关内容时才会胸有成竹,具体而生动,从而提高自己的教学质量。作为航空器维修电子方向专业课的教师,还需要到维修一线去参加维修的实践活动,最好和维修一线的技术人员一起参与通讯、导航、雷达、显示与记录系统,以及自动飞行控制系统中的常见故障的维修实践活动。最好是从故障现象开始,和技术人员一起查阅技术资料,分析和讨论故障原因,制定故障排除方案,并最终排除故障。通过这样的实践性活动,教师能够对航空电子设备的维修理念,常用技术资料及查询方法,并在航空器维修电子专业的学生教授相关的内容时能够在需要维修案例和故障案例时自然而然地引出相关的内容。

航空电子教师,首先是一个教师,必须具备教师的条件性知识,航空电子教师又是专业课教师,又必须具备作为专业课教师的本体性知识,在具备了这些知识之后,航空电子教师还必须在自己的教学实践环节中加以应用,不断地进行教学反思,不断地审视自己的教学行为、教学决策和教学结果,及时地纠正自己的教学方法和教学行为上的偏差,形成自己对教学现象、教学问题的独立思考和创造性见解,提高自我觉察水平和教学监控能力。只有这样,才能够将自己的本体性知识转换为课程智慧,将自己的条件性知识转换为课堂智慧,从而实现自己从一个“教师”到“优秀教师”的转变。

参考资料:

[1]程勇,.教师实践性知识的定义、本质与表征形式[J].现代教育论丛,2009,(9).

[2]陈向明.实践性知识:教师专业发展的知识基础[J].北京大学教育评论,2003,(1).

[3]沈田颖.论教师实践性知识以其培养[J].改革与开放,2010,(6).

[4]董辉民,辛斌.关于高校青年教师教育培训的几点思考[J].沈阳航空工业学院学报,2006,(12),23(6).

飞向太空的航程教案例2

胡铃心说:“航空航天事业是我从小的梦!”兴趣是最好的老师,中学阶段的胡铃心有十多项作品在各类科技发明比赛中获奖,其中一个设计方案获得福建省创新设计大赛第一名。著名的飞机设计专家陈一坚院士看到他的方案后非常高兴,鼓励这个对飞机有着某种痴迷的少年报考航空航天院校。

2001年,胡铃心被南京航空航天大学破格录取到航空宇航学院飞行器设计与工程专业。

在同学谈勤怡的眼里,胡铃心是个“忙学习、忙比赛、忙试验的工作狂”。翻阅他的成绩单,几乎每门功课都在90分以上。胡铃心说:“航空航天是一项尖端科技,没有高等数学等课程作基础,没有扎实的专业理论知识,不可能有大的成绩。”

在导师昂海松教授眼里,胡铃心是个能够把学习和科研融合起来的好学生,“胡铃心有敢于创新的勇气、不怕吃苦的精神、不断追求的抱负”。

2004年底,在准备“飞向未来———太空探索国际创新竞赛”项目时,胡铃心选择了难度最大的方案———“太空线缆系统”。据昂海松介绍,这种太空器国内知之甚少,国外也才刚刚有人开始探索,胡铃心的选择显示了他敢于创新的勇气。

研究“太空线缆系统”时,没有现成的设计供参考,胡铃心与同学一起做理论计算分析,设计详细结构,做动态运动模拟。他的作品“‘多面手’太空线缆系统”在来自清华、中科大、北航等知名高校以及中科院等研究机构的众多一流作品中脱颖而出,荣获亚洲赛区第一名。

回首成长历程,胡铃心认为,学校的培养是他能够取得成绩的重要原因。

飞向太空的航程教案例3

材料二:2016年10月19日凌晨3点半左右,神舟十一号飞船与天宫二号成功实施自动交会对接。组合体飞行期间,航天员进驻天宫二号,完成为期30天的驻留,并开展空间科学实验与应用技术试验,以及科普活动。

【知识链接】

一、发射神舟十一号载人飞船,发展航天事业,建设航天强国有哪些重要意义?

有利于弘扬社会主义核心价值观、民族精神和时代精神;有利于增强我国的民族凝聚力、自豪感、自信心和自尊心;有利于增强我国的综合国力,提高我国的国际地位和国际影响力;有利于促进科教兴国、人才强国战略的实施;有利于实现中国人的太空梦想,和平利用太空资源,实现中华民族的伟大复兴;等等。

二、神舟十一号载人飞船发射任务得以成功实施的根本原因和主要原因是什么?

(1)根本原因:开辟了中国特色社会主义道路,形成了中国特色社会主义理论体系。

(2)主要原因:坚持党的正确领导;全面贯彻落实科学发展观;综合国力日益增强,为科技创新提供了雄厚的经济基础;大力实施科教兴国、人才强国战略,努力推进科技创新,积极贯彻“四个尊重”方针;科技工作者发扬自强不息、艰苦创业、开拓进取、知难而进、顽强拼搏、团结协作的精神;社会主义制度具有集中力量办大事的优越性;和平发展的国际、国内环境;等等。

三、我国载人航天工程不断取得新突破,靠的是一种什么精神?这种精神的内涵是什么?

(1)载人航天精神。

(2)它的具体内涵是:特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献。它是“两弹一星”精神在新时期的发扬光大,是以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神的生动体现。

四、我国载人航天事业取得举世瞩目的辉煌成就,得益于实施了什么战略?大力实施这些战略有哪些意义?

(1)科教兴国战略和人才强国战略。

(2)有利于增强国家的科技实力向现实生产力转化的能力;有利于化人口大国为人才强国,变人口压力为人才优势,提高全民族的整体素质;有利于增强综合国力,在国际竞争中取得战略主动地位;有利于把经济建设真正转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来,实现经济持续快速健康发展;有利于实现社会主义现代化,促进社会的全面进步,实现中华民族的伟大复兴。

五、我们青少年应该如何向广大科研工作者学习,培养自己的创新精神和创新能力?

努力学习科学文化知识,为创新打下坚实的知识基础;敢于质疑,敢于向传统和权威挑战,树立敢为人先的精神;培养兴趣和好奇心,提高观察力和创造性思维能力;努力探索,注重实践,养成勤动脑、勤动手的好习惯;等等。

【跟踪训练】

一、单项选择题

1.2016年10月17日7时30分,神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,担任神舟十一号载人飞船航天任务的航天员是。这是我国第次载人航天飞行。

A.翟志刚、刘伯明、景海鹏 三B.景海鹏、刘旺、刘洋 四

C.聂海胜、张晓光、王亚平 五D.景海鹏、陈冬 六

2.2016年9月15日22时04分,天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心发射升空。天宫二号的成功发射,实现了关键技术的创新与突破,它是我国第一个真正意义上的空间实验室。这说明( )

A.我国整体科技水平居发达国家行列

B.创新是发展科技和培养人才的基础

C.科教兴国,创新是关键

D.科学技术是第一生产力

3.神舟十一号载人飞船发射成功,正在印度出席金砖国家领导人第八次会晤的中共中央总书记、国家主席、中央军委主席第一时间致电表示热烈祝贺。这表明我们国家( )

①尊重知识、尊重人才、尊重创造 ②把发展科学技术作为一切工作的中心 ③鼓励有知识的一部分人先富起来 ④鼓励科技创新和发明创造

A.①④B.②③C.②④D.①②

4.2016年10月17日7时30分,神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十一号载人飞船的成功发射( )

①标志着我国的科技自主创新能力已经超过了发达国家

②提高了我国的国际地位和国际竞争力 ③增强了民族自尊心、自信心和自豪感 ④推进了我国建设创新型国家的步伐

A.①②③B.②③④C.①③④D. ①②③④

5.在10月16日上午举行的神舟十一号航天员与记者见面会上,航天员景海鹏在接受记者采访时说:“我经历过五次选拔,包括一次落选、一次备份。作为一名航天员,每迎接一次飞行任务,就要按统一标准重新选拔,确实存在着竞争。一个团队只有竞争才能出战斗力,但航天员这个团队除了竞争,更有携手并肩、传承帮带……”这告诉我们( )

①善于合作,往往有助于事业的成功 ②只要执着追求,任何理想都可以实现 ③竞争与合作既对立又统一 ④艰苦奋斗是实现理想的必经之路

A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④

6.神舟十一号载人飞船与天宫二号交会对接任务圆满成功( )

①标志着我国在突破和掌握空间交会对接技术上又迈出了重要一步

②是广大航天科技工作者艰苦奋斗、自主创新的结果

③表明我国科技总体水平已达到世界先进水平

④是大力实施科教兴国战略和人才强国战略的结果

A.①②③B.②③④C.①②④D.①②③④

7.今年以来,无毒无污染大推力的长征七号运载火箭、世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”、高分三号卫星、天宫二号空间实验室和神舟十一号载人飞船均成功发射,交出了靓丽的“成绩单”。这些成就的取得主要靠的是广大科研人员的( )

A.良好竞争意识B.团队协作精神

C.强烈的责任感D.终身学习能力

二、非选择题

8.材料一:2016年10月17日7时30分,神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空。天宫二号和神舟十一号载人飞行任务,首次实现了我国航天员中期在轨驻留,开展了一批体现国际科学前沿和高新技术发展方向的空间科学与应用任务,标志着我国载人航天工程取得了新的重大进展。

材料二:2016年10月19日凌晨3时31分,神舟十一号载人飞船与天宫二号成功实现自动交会对接,航天员景海鹏、陈冬顺利进入天宫二号空间实验室。

(1)看了这些鼓舞人心的消息,请你结合所学知识谈谈你的感想。(至少两个角度)

(2)为早日实现“航天梦”,我们青少年可以作出哪些贡献?

9.随神舟十一号飞船进入太空的,有香港中学生太空科技设计大赛的3个获奖项目,即“太空养蚕”“双摆实验”以及“水膜反应”。航天员将在轨完成这些实验,帮助中小学生认识了解微重力环境中事物的状态变化。

“水膜反应”“太空养蚕”“双摆实验”,是香港特区政府民政事务局和中国载人航天工程办公室主办的“香港中学生太空搭载实验方案设计比赛”中的冠亚季军作品。三年前,神舟十号在太空中的一堂“科学课”,在一批香港学生心中埋下了太空实验的梦想之种。三年后,3个实验从香港学生团队设计的70多个实验中脱颖而出,获得了随神舟十一号飞天的机会。

结合所学知识,请回答:

(1)航天员将在轨完成香港中学生太空科技设计大赛的3个获奖项目实验,帮助中小学生认识了解微重力环境中事物的状态变化。此项科普项目有什么重要意义?

(2)“香港中学生太空搭载实验方案设计比赛”的3个获奖项目,获得了随舟十一号飞天的机会,给我们青少年什么启示?

10.2016年10月17日7时30分,神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空……为此,某校九年级一班的时事兴趣小组开展了一次时事报告会,并收集了以下新闻资料,请你参与其中共同完成以下任务:

【新闻播报】20多年前,“神舟”工程涅而生,“神舟”飞船你追我赶,在苍茫宇宙中见证了中国载人航天的后来居上。尤其从“神五”开启首次载人航天之旅,到“神六”实现多人多天太空飞行;从“神七”航天员在天空留下中国人第一行脚印,到“神十一”两位航天员入住“天宫”……由“试验”跃升为“应用”“服务”,中国“太空高度”越飞越高,不断开启新的征程。

(1)请你说说是怎样的一种精神,让中华民族的古老梦想,在短短数年一一成为现实?

【感悟体验】时事兴趣小组的一位组员在汇报时这样说:“天宫二号和神舟十一号载人飞行任务,首次实现我国航天员中期在轨驻留、开展一批体现国际科学前沿和高新技术发展方向的空间科学与应用任务,标志着我国载人航天工程取得了新的重大进展。这些也为我们提供了弥足珍贵的经验。”

(2)为了使此次载人航天飞行任务积累的宝贵经验得以推广,我们应该怎样做?

【榜样力量】从上世纪50年代至今,几代航天人都把自身的理想与国家和民族的命运紧密相连。他们远离都市的繁华和外界的喧嚣,在漫漫戈壁滩和静默的发射场工作奋战。他们用梦想和志气告诉我们,每一代人都有自己的使命,即便前方充满艰险,但决不能放弃对梦想的追逐。

(3)为向广大航天科技工作者学习,报告会结束后,同学们准备向全校师生发出倡议,请你写出三条倡议?

参考答案

1.D 2.C 3.A 4.B 5.D 6.C 7.C

8. (1)我国综合国力显著增强;社会主义具有无比的优越性,社会主义能够集中力量办大事;科学技术是第一生产力;创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。

(2)我们青少年应牢固树立远大理想,大力弘扬民族精神,努力学习科学文化知识,提高自己的能力;勇于实践,敢于创新,把创新的热情同科学求实的态度结合起来,努力把自己培养成为具有丰富创新能力的高素质人才,为全面建成小康社会、实现中华民族的伟大复兴作出应有的贡献。(言之有理即可)

9.(1)①有利于激发青少年的求知欲、好奇心,激发他们自身潜在的创造力。②有利于培养青少年的创新精神和实践能力,为未来科技创新造就大批优秀人才。③有利于全社会营造浓厚的创新氛围,培养青少年爱科学、学科学、用科学的行为习惯。

(2)树立远大理想,努力学习科学文化知识,养成良好的学习习惯,逐步确立终身学习的观念。敢于创新,善于创新,敢于质疑,善于观察,勤于思考。培养团队精神,发扬艰苦奋斗的精神,积极参加科技小发明、小制作活动。珍惜在校学习机会,掌握科学的学习方法,为建设创新型国家和实现中华民族的伟大复兴作出自己应有的贡献。

飞向太空的航程教案例4

费俊龙:进入太空的“中国龙”

费俊龙没有想到,名字里的“龙”与自己的命运竟如此相近。

他曾是中国空军特级飞行员;而现在,40岁的费俊龙成为了一名航天员,获得了乘坐神舟六号飞船实现太空之旅的机会。

1998年1月,费俊龙从1500多名优秀空军飞行员中脱颖而出,与杨利伟、聂海胜、翟志刚等人一起成为中国人民航天员大队的一员。

从基础理论学习到体质训练,从专业技术学习到航天环境耐力和适应性训练,从飞行程序与任务模拟训练到心理训练和救生与生存训练,费俊龙在每个训练项目上都获得了优异成绩。妻子王洁对丈夫的评价是:“都40岁的人了,还和准备中考的儿子一样,比着学。”

此次神舟六号飞行任务要求在太空进行多天飞行。费俊龙把近40万字的飞行手册熟记于心:一项项复杂的飞行程序、操作要领以及各种应急处置方案,全部做到了不查手册就能处置。

费俊龙的细腻与执著,令教员感到吃惊。教员曾在训练时出了一道题:导致某异常情况返回的故障模式有几种?教员准备的标准答案是5种,而费俊龙竟答了6种。检验结果,费俊龙是对的。

值得一提的是,这位优秀的航天员儿时的理想却是当一名专业画师。上小学时,对于绘画痴迷的他总背着一卷宣纸去上课。

这个理想在一次偶然的机会发生了转变。1982年,高中毕业的费俊龙碰上空军来学校招收飞行员。于是,他瞒着家里,悄悄报名参加了相关体检。

得知自己三代单传的孙子要去空军当飞行员,爷爷首先不同意。但费俊龙坚持自己的选择。“小小少年就离开家乡参加革命,我已经17了,能照顾好自己。”时隔20多年,费俊龙的父亲费长宝仍记得儿子当年说的这句话。

“既然选择了上天,那就要好好飞”――从军前父亲的嘱托成了费俊龙的座右铭。两年后,他以全优的成绩从空军飞行学院毕业,正式成为一名空军飞行员。担任飞行教员,他被评为全空军优秀飞行教员;担任飞行技术检查员,他将各种事故归类分析,编写了飞行事故调查报告。

1992年7月,费俊龙在驾机进行高空性能试飞时,突然发生了燃料不足的意外。凭着高超的飞行技术,他冒险飞回了机场。飞机迫降后,燃油已耗尽。

过人的勇气、过硬的技术与冷静的头脑,使他在32岁就成为了空军特级飞行员。

很长时间,费俊龙没有告诉父母自己真正的工作。有一次,母亲忍不住问他:“你现在到底做什么工作?”他笑着回答:“还是飞,不过要比在空军时飞得更高。”

聂海胜:从放牛娃到航天员

两年前的深秋,聂海胜在酒泉卫星发射中心的朝阳里,为中国首位进入太空的航天员杨利伟出征送行。两年后,同样的季节、同样的地方,情况却大不相同――这次由杨利伟为聂海胜送行。

“他们会比我飞得更好。”目送41岁的聂海胜和40岁的费俊龙两人飞向太空,杨利伟对新华社记者说。

“聂海胜平时话不多,但做事踏实,而且配合精神好。”杨利伟说,三年前航天员参加的沙漠生存训练中,聂海胜的吃苦精神让他至今难忘。

聂海胜出生在中国中部湖北省偏僻的乡村,并在那里生活了18年。他告诉记者,自己小时候曾是放牛娃,“在牛背上梦见过自己长出一双大大的翅膀,飞上了蓝天”。成为空军战斗机飞行员后,他以为梦已应验。没想到,真正圆梦的时刻刚刚到来。

这位航天员姐弟一共8人,他排行第六。虽然家境贫穷,但全家节衣缩食,坚持供这个从小喜好读书的孩子上学。聂海胜14岁时,由于父亲病逝、弟弟尚年幼,作为家中唯一男劳力的聂海胜,不得不辍学去挣钱贴补家用。

学校老师冒雨找到他的母亲,劝说:“这孩子成绩好,退学太可惜。大家搭把手,把困难度过去,可不要把孩子的前途耽误了。”

正在地里干活的聂海胜得知能重返校园,扑在母亲怀里痛哭了一场。从此,他更加刻苦,考上了县重点高中。考虑到聂家生活困难,学校给他每个月发放3元救济金。即便这样,聂海胜还得在假期外出打工,贴补家用和学费。

1984年,聂海胜终于有机会实现牛背上的梦想――他进入了空军飞行学院。但现实并不完全如梦想那样浪漫。1989年6月12日,聂海胜第一次驾驶战斗机单独飞行就面临了生死考验。在飞向4000多米高空时,飞机唯一一台发动机突然停止转动,机身急速下降。地面指挥员命令他紧急跳伞,但聂海胜一次次冒险尝试将飞机安全着陆。1000米,800米,600米……直到距地面只有四五百米,再不跳就会人机俱毁时,他才按下了开关跳伞救生。

事后查明,事故是由于发动机出现故障所致。为表彰聂海胜尽力挽救飞机的勇敢精神,部队为他记了三等功。

但是,高风险的飞行员岗位令聂海胜的妻子聂捷林时常提心吊胆。虽然给自己的女儿取名天翔,但她最初并不同意丈夫当航天员。但在聂海胜的坚持下,她最终还是让步了。“他那犟脾气,认准的事,十头牛也拉不回来。”

如今,聂捷林也成了一位航天人。她说,她的最大愿望就是把女儿培养成像丈夫这样对国家有用的人。

虽然聂海胜没有成为中国航天第一人,但两年前为杨利伟送行时的公开亮相,也令他一夜成名。

不过,神舟五号飞船的首飞航天员梯队成员,并不意味着能够顺理成章地拿到进入神舟六号飞船的“通行证”。用聂海胜的话说是“重新洗牌,大家站在同一条起跑线上,接受祖国的挑选”。

正当聂海胜训练进入关键时刻,2004年11月6日,远在故乡的母亲突发脑溢血。站在病床前,望着抚养了他们姐弟8人的慈母,聂海胜悲痛不已。然而,仅在家里侍候了母亲3天,他就匆匆赶回北京训练,留下妻子代尽孝道。

时钟拨到了北京时间2005年10月12日9时10分许,神舟六号飞船准确进入预定轨道。聂海胜――当年的放牛娃――终于触摸到了儿时牛背上的梦想,长出了一对翅膀,飞向太空,成了“飞天牛”。

杨利伟眼中的战友

航天员从整体上讲差异不大,因为我们都是从空军飞行员中选来的,背景和经历都差不多,有很多共性。当然,每个人都有自己的特点。

飞向太空的航程教案例5

周易之明白父母的心愿,但―个在农村上学的孩子,要考上大学谈何容易!为此,他付出了许多旁人无法想象的努力和艰辛。

高中时,周易之非常喜欢物理,对航空知识也很着迷,又很向往首都北京,终于,高考时他如愿以偿地考上了著名的北京航天航空大学,但他当时并没有想过自己将来会成为一名飞行员,觉得这个梦想太遥远。

在北航,周易之学的是航空发动机专业,―个大家都认为非常冷门的专业。但实际上,这是北航一个非常重要的专业。因为发动机是飞机的心脏,是飞机的核心部位。

但这个专业不仅冷门,课程也非常难学,考试又特别多,所以学起来特别辛苦。当刚北航发动机专业一共有4个班,每学期都有几名同学因为成绩不合格而被迫迟学,学习压力之大可想而知。但周易之在学业上仍然突出表现,深得老师喜爱。

飞行学院第一批学员到飞行机长

大三实习完以后,周易之遇到―个绝好的机会――南方航空公司正式和北京航天航空大学合办飞行学院,要招收第一批学员。周易之在老师的推荐之下去参加了一连串的考试和面试,全部顺利过关,再经过严格得近乎苛刻的体检,幸运地成为了飞行学院第一批8名学员的其中一员,他们后来全在南方航空公司工作,是南航自己培养的第一批飞行员。

当时,南方航空公司高层做了―个非常大胆又极具前瞻性的决定:把这8名飞行学员送到澳大利亚去培养。

在澳洲,学员们用的教材全部都是英文版,所有的老师也全部用英文授课,逼着学员们竭尽全力去提高自己的英语水平,这对他们后来的飞行和通讯提供了极大的帮助。更重要的是,学员们在澳洲学习到了很多领先于国内水平的先进的飞行理念――国外培训十分注重发挥学员的主观能动性,它有一个核心词:Enjoy fly――享受飞行,就是要学员在享受飞行的过程中最大限度地发挥出自己的潜能,让学习成为一种乐趣,让自己在快乐中提高专业水平。学员们最重要的任务就是飞行和学习,天天都有飞行训练,艰苦枯燥而又容不得半点疏忽。

经过―年半的学习,周易之和其他7名学员都以优异的成绩取得了各种资格证书和执照,顺利毕业了。

从澳洲回到南方航空公司后,周易之等人又再学习了一个月的理论知识,并进行了―个多月的模拟机训练,然后再跟班实地飞行了几个月,终于,他可以在正式的航班上当副驾驶了。

从1995年当上副驾驶到2003年成为波音757飞行机长,周易之用了8年的时间。

当机长除了技术好,还必须符合很多硬性指标,包括规定的飞行时间(特别是夜间飞行时间)、执行起飞和落地的次数;规定必须飞过普通机场,复杂机场,高原机场,国内航线,国外航线,跨洋航线,洲际航线;必须经历过北方的大雪,冬天的大风,夏天的雷雨、台风、风暴等恶劣天气的考验……此外还要参加众多的考试并以优秀的成绩通过才可以成为合格的机长。

周易之就是这样从学员到副驾驶再到机长―步步地走过来,他在身经百战的实地飞行中,慢慢地积累了处理任何意外和紧急情况的经验。

“毕竟,从飞机滑行开始,机长就要担负起旅客的生命财产安全,责任重如泰山。”周易之感慨地说。

跨越北太平洋的远距离飞行

1995年底,南航引进了一批波音777飞机,如何尽快地掌握它们的性能迫在眉睫。但新机型引入带来的众多新概念、新设备的使用方法和手册以及相关的飞行背景,全部都是英文注释,有很多老飞行员根本看不懂。领导就把翻译的任务交给了周易之。

波音777是当时世界上最先进的飞机,面对涉及内容极其广泛的1000多页的英文检查单,周易之没有丝毫的畏难情绪,他和同事废寝忘食地钻研着,在最短的时间内就高质量地完成了新机型长达几十万字的检查单的翻译任务,为南航的飞行员尽快掌握波音777飞机的性能,为波音777机队顺利投入运营扫清了障碍。

波音777机队顺利投入运营之后,南航又做出一项重大决策:利用双发(发动机)的波音777飞机实施跨越北太平洋的远距离飞行。这样做比使用四发的波音747飞机节约了大量的航油成本,但飞行难度大大增加了。

在南航管理层的支持下,周易之和另外几位机长查阅了大量资料,并进行了深入细密的研究,编写出了我国第一部飞越北太平洋的《双发延程飞行手册》,为开通新航线做出了贡献,使南航成为了全球第一家利用双发飞机飞越北太平洋的航空公司。

该航路开通后,周易之发现途经的备降场经常需要除冰和防冰,他又编写了《飞机的除冰和防冰》等相关手册,供南航的飞行员使用,解决了很多实际问题,还为南航以后编写除冰防冰手册提供了蓝本。

意想不到的是,《飞机的除冰和防冰》这本小册子还促成了一次重要合作――

次年,南方航空公司要和美国达美航空公司实行代码共享,合作之前,两家航空公司要相互评估,达美航空公司评估南方航空公司的时候,其中硬件之―就是除冰和防冰手册,而当时南航还没有系统地编写过这方面的专用书籍,情急之下,公司领导就把周易之编写的《飞机的除冰和防冰》交给了达美航空公司,美方看过之后很满意,双方达成合作。

经历非常之旅和首航

1999年末,在千禧年到来之际,因为担心“千年虫”问题会影响飞行安全,大部分的航空公司都取消了跨越千年时段的航班任务,但南航认为自己有实力解决这个问题,所以,决定照常执行“千禧年”跨太平洋的飞行任务。

作为“千年虫”问题专家组成员之一周易之,为解决“千年虫”问题和同事们共同编制出了“千禧年”航班的飞行程序,对保证这个特殊时刻的正常飞行起到了举足轻重的作用。

当时,周易之他们为这次飞行做了很多预案:遇到导航故障怎么飞,遇到通讯故障怎么飞……最后的预案具体到什么程度呢?――当所有的预案都失效了,可能会启动一架战斗机来领航的时候,又该怎么飞……总之非常详尽,以确保万无一失。

北京时间1999年12月31日晚上8点整,执行南航“千禧之旅”的航班平稳地从广州起飞前往美国洛杉叽,在整个航程中,虽然飞机上采用的都是标准的格林威治时间,但还是有可能遇到北京时间的千年虫、飞越日本时的日本时间的千年虫以及飞到美国之后当地时间的千年虫问题的干扰。

所有的机组人员都严阵以待,周易之是本次航班的副驾驶,就连南航集团公司的老总也亲自在这个航班上压阵。

第二天,当飞机在洛杉叽平安降落的那一瞬间,机上所有人

员都热烈拥抱欢呼,激动的心久久不能平静!

作为南航的飞行骨干,周易之还执行了众多意义非凡的首航任务,其中包括洛杉叽首航、布里斯班首航、悉尼首航和拉萨首航等。

2001年飞越北极极点的航程,周易之至今仍然难以忘怀。当时,很多航空公司都知道北极航线有很多优点――首先就是距离短,从纽约到北京,如果走北极航线飞越极点要比现有航线缩短近三个小时,这就意味着航空公司可以节约不少燃油成本;而且这条航线气流非常平稳,对飞行很有利,旅客感觉也很舒适。

尽管如此,当时却几乎没有航空公司采用北极航线,因为它面临的问题也是显而易见的――首先就是燃油温度问题,北极温度太低,燃油容易冻结;第二是导航问题,有时候GPS卫星有可能覆盖不到;还有就是诸如臭氧层黑洞等的辐射问题,所以风险很大。

2001年3月份,达美航空公司决心飞越北极,他们邀请了南航机组共同经北极从纽约飞北京,共同见证这个重要历程。当时,周易之也获邀参加了这次行动。结果那次飞行非常成功。后来,经过一番精心准备,同年7月,南航的飞机也成功地实现了这个航线的飞行。

国际航空协兼职教员

飞行之外,周易之还单独撰写或与他人合写了大量的专著和论文,有的还填补了国内研究领域的空白,他还成为了机组资源管理方面的专家。

机组资源管理是国际上一门新兴的学科。从各国民航的情况看,五六十年代飞机事故多是因为飞机不可靠,但到八十年代以后,飞机的质量大大提高了,为什么还有事故?大量的飞行事故调查表明,是机组资源管理出了问题。

1999年,南航就启动了机组资源管理的研究。周易之不但参与了南航机组资源管理的研究及手册的编写,他还花了大量的时间和精力奔赴南航各地的分公司给当地的飞行员授课。

当时,国际航空运输协会在全球有6个教学中心,北京是其中一个。他们在北京开设《机组资源管理》这门课程之后,想在中国国内招聘一名有实际经验的兼职教员,周易之成了理想的人选。

经过一系列相互了解、应聘、面试、考试之后,2002年,周易之获得国际航协的邀约,成为了中国第一位、也是至今唯一一位获得国际航协雇请的“机组资源管理”兼职教员;他开发的课程和教授技巧都得到了国际航协的充分肯定。

国际航协,对兼职教员的要求非常高,每―年还要对各国的兼职教员进行培训,这给周易之和世界各国顶尖的飞行员进行交流和学习提供了很好的机会。

2004年,在“第57届国际航空安全年会”上,周易之成为国内航空公司唯一一名获邀参加并上台演讲的飞行机长,他演讲的主题是《机组资源管理中的威胁和差错管理》,正是他兴趣浓厚和专长的领域。

作为一名波音757飞机的飞行机长,尤其是研究机组资源管理的机长,周易之对自己提出了更高的要求,他说,要飞得好,又管理得好,让每一个机组成员都能发挥自己的潜力和作用,这才是一个好机长。

最想飞到60

周易之说,在职业调查过程中发现,95%以上的飞行员,都非常喜欢这个职业,据说这是在所有职业当中,在职人员满意度最高的。因为,第一,飞行员每天面对不同的情况,飞行的环境多变,合作对象也在不断变化;第二,飞行员在执行不同航线的任务时,可以飞到国内各个城市,也可以飞到世界各地,大开眼界,而当你飞越无数风景名胜,从上空俯瞰那种美景的时候,心中会感到非常喜悦;第三,当飞行员要不断地学习――熟悉新机型要学习,改造旧机型要学习,而且每年都有各种严格的考试,选种不断学习和提高自己的生活令人感到充实而快乐。

按照国家规定,飞行员的最高年龄限制是60岁,在这期间,每年都有严格的考试和身体检查,任何时候,只要身体有任何问题,都必须立即停止飞行。

飞向太空的航程教案例6

1957年10月4日,俄罗斯发射的第一颗人造地球卫星标志着第一太空时代的到来,这一时代随着航天飞机在2010年完成最后一次飞行而宣告结束。第二太 空时代始于2004年12月,美国国家航空和航天局公布了“征服宇宙计划:第二太空时代行动方案与第三太空时代宇宙方舟计划”。第二太空时代行动方案是美 国人将于2020年再次在月球上进行太空行走,并且于2037年首次在火星上登陆行走。如果一切进展顺利的话,人类将于2040年开启第三太空时代,届时,人类畅游星际空间或移居其他星球将成为可能。

在第三太空时代,人类为了向其他星球旅游与移民,必须建造一艘宇宙方舟——这是可供许多代地球人繁衍生息的宇宙飞船,它能提供与地球家乡相似的生活环境。宇宙方舟航行的目的地,是宇宙望远镜所能发现的、与地球相类似的某个星球。

美国宇航局的征服宇宙计划听起来有点像科学幻想,但是美国宇航局正在认真研究宇宙方舟必备的各种奥秘,并把钱花在可实现的项目上。

航行传动

宇宙航行本身所需的时间就是一个巨大的问题。用普通燃料飞抵距离地球最近的星座——人马座要花一万年的时间,而它离我们只有4个光年的距离。假如使用离子或光子传动,则宇宙飞船的飞行速度可达到60%的光速,那么飞行时间就可缩短到15年。目前,有许多人致力于新型传动问题的研究,这方面的主意也已不少, 从超大型手电筒的光束作为传动燃料(光子传动),到物质和反物质的融合,再到充满幻想色彩的打破空间——时间结构(更确切地说,应为曲面传动)等等,各式各样,无奇不有。

一种不需要使用动力燃料的传动装置就是太阳翼。在太阳发出的光粒子的压力下,太阳翼产生运动,即使是质量较大的东西,也可以此方式运送到木星的运行轨道。 而采用离子传动时,可使用某种气体,如惰性气体氙,它与电子接触发生爆炸而离子化,也就是产生电荷。磁场或有静电载荷的金属栅将载荷粒子引入一个方向,并 将它们加速到10万km/h,等离子传动使用所有元素中最轻的元素——氢。在一个动力燃料室中,氢气被离子化,并通过无线电波被加热,然后通过超导磁体而集束射出。

采用喷气传动时,宇宙飞船可装一个巨大的“吸尘器”,把星际空间中的氢气汇集起来,将其离子化后,以热气体方式喷射出去。若用热核传动,通过有目标性的核聚变产生能量的话,最合适的原料是氢及其变种——重氢,以及稀有元素——氦的同位素he-3。专家们希望木星的大气层中有大量的he-3。

自21世纪以来,美国宇航局格林研究中心m-g·米利斯所领导的小组一直在认真地从事非常规传动方式的研究,利用物质和反物质融合所产生的能量也属于此研究范围,这种融合的效率几乎可达100%,但迄今为止,我们仍不知道如何大规模制造和保存反物质。

曲面传动出自科幻文学,宇宙飞船前端的空间应缩短,而飞船后端的空间应延长,这样在一定程度上可用超光速将飞船吸入到缩短了的空间中。也许存在着天然的空间——时间通道穿过宇宙,在这里可以达到超高速。物理学家约翰·维勒认为,也许“蠕虫孔”是进入空间——时间通道的入口。

而反引力传动目前还是一种空想。俄国人奥杰尼·波特雷诺夫说,几年前,他借助一个超导磁体产生了反引力,但至今他再也没有能够重复作出这一试验结果。还有 一种理论认为,可以对由上往下压的引力粒子实行屏蔽而使引力消失,但这一假设还没有被实验所证实。前往火星的旅行估计用普通的化学燃料就足够了,而到其他 星球的飞行则需考虑使用别的新燃料。

但是从目前来看,最有希望考虑的是离子传动与核反应器相结合的方式。其中,通过核裂变释放出的热使气体离子化,然后借助高电压使离子加速。

人体失重

前往其他星球的飞行,最有把握的是从空间站上出发,但在宇宙飞行途中会出现人体失重所引发的一系列复杂问题:骨头变脆、肌肉无力、心脏萎缩等。有一个简单 的办法可起到防止退化的作用,这一办法在地球上或由于其他原因而引起身体退化时也可使用,即竞技状态训练,只需每天在跑步器上练习2小时就足够了。但如果长 期坚持,就会感到这种训练枯燥乏味。为此,美国宇航局的研究人员想出了一种花招,把精神死亡式的训练变化为一项冒险活动,其核心就是人造真实感。克里夫兰医疗基金会的苏珊·德安利亚医生和格林研究中心的简·霍洛维茨医生发明了一种双跑道的跑步仪,两条

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跑步皮带使用不同的传动方式,使宇航人有跑弯道、登山丘、跨越障碍等感觉。戴上一副特殊的眼镜,就会有相当美妙的感觉,因为它用数码方式虚拟出了地球环境。这种仪器能达到强化训练的目的,因此可以缩短训练时间,甚至还会使人感到乐趣。

最近,科学家们已放弃了让飞船绕自身轴心旋转来产生人为重力的打算。避免人体退化的另一个建议简单得让人不可思议,那是克里夫兰医疗基金会的uif克诺特 与格林生物医学工程财团共同提出的:用超声波把用于行走的最重要的骨头结构作轻微的破坏,但这种破坏宇航人是不会感觉到的,这就会促使骨头经常发生新的增 长。

新鲜食品

对于长期在宇宙中载人飞行,特别是对于将来在外星上的长期居住,需要解决新鲜食品的生物再生技术,以减少食品的携带量和补给量。目前,美、俄两国正在加紧 研究食品的生物再生技术。美国国家航天局埃姆斯研究中心为航天飞机研制了一种“色拉机”,它可为航天员提供莴苣、黄瓜、胡萝卜等新鲜蔬菜。俄罗斯也曾在空间站上进行种植洋葱、黄瓜、小萝卜等试验,以供航天员食用。

同时,美、俄两国也在加紧研究在空间站种植小麦、花生、大豆等粮食作物,以实现通过生物技术将航天员的代谢废物转变成食物的过程。最新的设想是随飞船带去动力房,用于供应新鲜蔬菜,而对植物进行授粉最好是依靠熊蜂。荷兰希尔瓦伦贝克昆虫授粉和蜜蜂习性研究所的生物学家简·艾金德对温室中熊蜂的习性进行了研 究,结果发现,它们的寿命虽然没有蜜蜂的长,但却易于饲养。

无限寂寞

还有一个问题用最好的技术也不能解决,那就是飞船中的乘客如何克服长年的寂寞?整个银河系有10万光年那么长,如何才能度过这漫长的旅程而又不被寂寞折磨死?除了要克服宇宙的无限大以外,还要克服时间的无限长,为此,美国宇航局的专家们设想了好多方案,归纳起来主要有以下两个方案:

第一个方案是“重新诞生法则”。即是将宇宙飞船中的全部乘员予以冷冻,让他们在“熟睡”中度过漫长的旅程。在旅行结束,或有危险出现,或有一个有趣的研究 目标出现时,由中央计算机将他们唤醒。这一方案的优点是,从主观上看,旅行时间很短:但缺点是,万一解冻苏醒工作失败,或者宇宙飞船在航行期间变得不适宜于人居住了,那将如何呢?尽管有这种顾虑,但从技术上说,许多科学家仍认为,从冷冻中让人“重新诞生”,是完全有可能的。

第二个方案就是“生命不死定律”。在漫长的飞行中,宏伟的宇宙飞船不断地迎接新一代宇航人的诞生。新的宇航人出生,老的宇航人死去。这就意味着,至少是从地球起飞的那一组人员不可能到达旅行的终点,而只能是他们的后代。但究竟哪一代能到达目的地,则取决于旅行时间的长短以及未来人的寿命。加里福尼亚大学进 化生物学教授米夏埃尔·罗什近年来在从事“不死基因”的研究,至少在胚胎突变上已有一丝线索,胚胎的生命已被他延长了1倍。罗什认为,假如我们能够掌握与年龄有关的基因损伤情况,那么我们现在就可以不死。这种预见未来的幻想型处方意味着,假如在今后几年内能够找到“不死基因”的话,人就可以想活多久就活多久。

婚育模式

由于地球与其他星体之间的距离相差甚远,去往某个星球的宇航人不大可能在他们的有生之年再返回地球,因此,他们在宇宙方舟上必须保持一定的人口数量,以便在目的地能够组建一个新的人类群体。而且,每一种设想的宇航人生活方式都不能与现在的人类生活方式差别太大。“送往太空的人的生活方式与模式应当是他们比较熟悉的,或者比较习惯的,否则他们可能会发疯的”,美国佛罗里达大学人类学家莫尔教授说。

人类社会最基本的单位是家庭,移民太空的人也应该保持这种构成,最好采用一夫一妻制的婚姻体制与习俗,因为只有这样,作为一个社会单位才能够存留下来,其成员才会不断增多。每个人都可以结婚,而且可以在不是近亲的人群当中挑选适合自己的人作为伴侣。

夫妻双方要尽可能地在晚些时候生育孩子,因为这样可以拉大上一代与下一代之间的年龄差距,也能够保证他们有足够的时间从事必要的工作。英国天体物理学家凯文博士认为,在宇宙方舟或某个星球上生育的孩子,无论是在生理上还是心理上都会与在地球上生育的孩子有所不同。“这些孩子只能适应他们生存的环境,但是,他们却不能生活在地球上”,凯文说。这些孩子的骨骼、肌肉,甚至他们的方向感都能够很好地适应零重力的太空生活,却很难适应有重力的地球生活。此外, 他们思考问题的方式经由太空生活的洗礼,也将与地球人大不相同。

总之,征服宇宙的方舟计划刚刚开始,而各国宇航局,特别是美国宇航局的专家们已经着手确定对整个银

飞向太空的航程教案例7

神舟六号载人飞船的成功发射,是中华民族在攀登世界科技高峰征程上完成的又一伟大壮举,它标志着中华民族为人类探索太空的事业做出了新的重大贡献,它既鼓舞了全国人民为实现中华民族伟大复兴而奋斗的士气,也再次向世人证明:中国人民不但站起来了,而且正昂首阔步地前行!

今天我们有幸请来了中国载人航天航天员系统的总指挥兼总设计师*教授,他是我们的校友,现任中国载人航天工程航天员系统总指挥兼总设计师,同时,他还兼任中国空间科学学会理事,中国宇航学会理事,作为中国航天医学工程学科与航天飞行训练仿真技术方向学术带头人,负责并参与了中国载人航天工程研制的全过程。

大家都知道,神舟六号与神舟五号相比,进行了110余项技术改进,其中,对航天员系统的改进是其中的重要组成部分之一。*教授作为航天员系统的总指挥和总设计师,提出了借助模糊数学原理选拔航天员,并在研制航天员的个人装备和飞行过程中数据传输的有关设备,对航天员进行医学监督和医学保障,对飞船工程设计的医学要求等方面提出了许多改进方案,实践证明,神舟六号载人飞船为航天员创造了一个适于工作和生活的大气环境。

*教授现为我校兼职教授,我们真切的希望陈教授多回母校为同学们讲课、讲学、作报告。现在让我们以热烈的掌声欢迎*教授回来看望母校!

飞向太空的航程教案例8

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)42-0140-04

自改革开放到21世纪初期,中国的发展世界瞩目,我们不论在政治、经济、文化等方面都取得了长足的进步,中国已成为名副其实的世界大国,取得这样的成就,在很大程度上依赖于我国推行的科教兴国战略所造就的庞大的优秀人才队伍。然而,不容忽视的现实是,目前我国培养的工程师队伍虽然已经超出美国的10倍,但是工程师的整体知识水平、设计能力,尤其是优秀工程师的总体质量与美国、德国和日本等发达国家甚至一些发展中国家都有很大的差距[1],具体表现在工程教育方面就是教学内容与产业需求相脱节,工程实践经历缺乏,工程师培养体系不够健全等。导致这些问题的深层次原因主要在于我国的工程教育依然停留在科学范式而不是工程范式,工程教育过分强调了工程科学,而忽视了诸如设计等实践能力培养的环节[1-2]。工程教育不同于自然科学教育,它是一种以技术科学为主要学科基础,以培养工程技术人才为主要目标的专门教育[3]。即工程教育的目的就是培养工程师,这一理念在包括像MIT这样的世界一流大学早已达成共识,MIT的毕业生,无论学士、硕士或博士,到公司就职就是担任工程技术人员。通过工程教育提高工程师教育的水平,完成这一目标有两点很重要:教育的方式和教育的工具。PBL是一种应用广泛学科教学方法,它不仅仅使学生获取知识,并且要求他们学会运用知识。让学生能够将新的信息与学过的知识结合起来明白他们应该如何应用掌握知识。在建立学习的框架时,应当特别注意学生已有的知识基础并且激活这些知识。加快新信息的处理和帮助学生建立有意义的联系是教育和学习的基本要求。PBL促进学生主动参与和学习。学习变成一个发现的过程――讨论问题、研究背景、分析解决方法、设计方案、得出最终结果。这种主动学习方法不仅对于学生来说更加有趣,也使学生们对资料有了更深的了解。近年来,我国教育界的学者和奋战在一线的教育工作者们以这种理论为基础,针对我国教育教学的实际情况,进行了一系列基于PBL理论的教育教学改革理论研究和实践,取得了一定的效果。近年来,“小卫星”已经成为航天发展的热点话题,而将小卫星作为航天工程教育的平台,也越来越成为一种趋势。以小卫星作为载体开展航天工程教育的优势在于:(1)成本低,多数大学里的实验室都可以开展这类项目;(2)开发周期短(一年到两年),学生可以在毕业前看到项目成果;(3)体积小,重量轻,使制造和测试可以在比较狭小的大学实验室内进行;(4)复杂度适中的卫星系统,使学生在参与整个卫星系统工程实施的过程中,能够获得一些具体的系统或子系统经验。作为教育工具,小卫星的重要意义在于:可由学生自主设计、制造甚至发射升空,即使不能发射,也应在与实际发射相似的环境中进行测试。这一点非常重要,因为这样学生可以得到真实情况的反馈,虽然有时实验会失败,但失败也都是下一次实验成功的基石。“设计-制造-测试-总结-再设计”这样的系统循环设计模式,可以很容易地在机器人或计算机这类领域实施,但空间系统发展所需的巨大成本和少有的发射机会让我们不得不停止发展空间教育中的这类循环模式。而小卫星计划可以提供一个工具以实现该模式。

一、基于问题的学习

基于问题的学习是一种以学生为中心的主动型教学模式和课程体系设置方法,其最初是由加拿大的麦克马斯特大学(McMaster University)医学院于20世纪60年代在医学课程教改中逐步形成并提炼出来的。在PBL中,教师根据课程要求和学生的知识基础预先定义一个不完整的或劣构的问题,然后让学生进行研究,理论联系实际,运用已掌握的知识和技能提出解决问题的可行方案,让学生亲身参与问题求解的每一个步骤和知识构建的过程,从而将其先前获得的知识和经验很好地整合起来,使已有知识结构得到完善的同时达到对新知识的理解与掌。

1.目标和基于问题的学习法的特点。基于问题的学习方法的主要目标不仅仅是让学生获得知识,并且要运用知识。PBL重视模型和问题的解决。它试图模拟现实生活中的工程研究和开发过程。Barrows这样描述PBL的主要特点:(1)学习是以学生为中心的,即学生选择怎样去学习和他们想要学习的内容。(2)学习在小团体中展开并且提倡协作学习。(3)老师是促进者、引导者或教练。(4)问题形成组织重点并刺激学习。(5)问题是拓展真正的问题解决能力的工具。(6)新的信息是通过自学获得的。

2.PBL工程教育案例――麻省理工学院航空航天工程系。几年前,在麻省理工学院的航空航天系成立了一个由教师和科研人员组成的新战略计划小组,专门负责课程改革。为了强调教育以学生为中心,讨论小组花费了一定的时间和精力通过对项目和学习成果进行验收,设计了新的教学方法,建造与之配套的实验室。尽管基于问题的学习是关键,但它不是课程组织的原则。新的航空航天工程课程以现实生活中产品完整的生命周期工程为背景,即构思、设计、实施和执行(CDIO),结合设计建造经验,贯穿于整个项目中。接下来就是从简单的项目到高度复杂的系统设计建立过程,以及从中取得的经验教训。第一年,在《航空航天设计导论》课上,学生们设计、构思并且试飞的由无线电控制浮空飞行器(LTA)。第二年,在《联立工程学》课上,学生们设计、搭建并且试飞了无线电控制的电推力飞行器。在一些比较深入的课程例如《空气动力学》课上,从工厂或者政府以往项目中提出航空工业中很常见一个实际的问题,像是以洛克希德・马丁战术飞机系统为模板提供项目设计方案。高级课程完全利用基于问题的学习方法,如:《实验项目实验室空间系统工程》、《CDIO高等课程》。在这些PBL体验中,学生发现自己感兴趣的问题,通过做实验找到解决方法,并用多学科方法设计出复杂系统。麻省理工学院航空航天系“复杂系统学习实验室”的主任提出了一个对于基于问题的学习方法的分类框架(见表1)。它将问题分为四个等级,给出了解决基础科学及先进工程课题的系统方法。

一级:问题集。问题集是指在大多数工程课程中发现的传统问题。它们往往具有一定的结构与较成熟的解决方案(至少问题的设计者知道)。所有学生解决同样的问题,有时独自解决,有时以小组形式解决。问题需要在相对较短的时间内解决。二级:小型实验。小型实验是指在结构化问题下的实验课。例如测量或观察某种工程现象或数据。这些问题在一或两个学期内解决,可以“重复地进行”,也就是说,每个学生团队解决与其他团队同样的问题。在麻省理工学院有许多例子,如《联立工程学》课上的桁架实验室,《空气动力学》课上对在风洞中的流速计的校准,《航空航天设计导论》课上对空气动力减速器的各种测试。三级:大型实验。比起前几个阶段,这个阶段的问题需要更长的时间去解决,可能会耗费几周或整个学期。到了这个阶段问题明显复杂了很多,需要更多的规划和教员支持。在麻省理工学院有许多如是例子:《实验项目实验室》课上的风洞试验、飞行器模型项目,《空气动力学》课上的机械项目,《航空航天教育导论》课上的轻于空气的飞艇,《联立工程学》课上的电动飞行器设计等。四级:顶级CDIO实验。这个阶段在系统中整合了核心工程的顶级实验。麻省理工学院的航空航天工程项目用构思-设计-实施-操作(CDIO)的方法来设法更接近于实际工程。在顶级实验中,工程的四个阶段都将涉及。顶级实验室的项目均为研究的重点,需要更多的资金,工程的复杂度和依赖经验的程度也很高。例如麻省理工学院的自主卫星光学阵列项目和磁控编队飞行器。四级的项目需要学生、老师和研究员花费三个学期去完成。可以看出三级和四级问题的解决过程是由学生主导的、不受约束的、复杂的、多方面的且具有很高的主动性过程,符合之前所说的PBL标准。然而一级和二级中的项目体验过程更结构化,在这个过程中学生体验到关于问题构想的有用指导,使用工具进行研究发现。基于问题的学习方法和设计-制造经验贯穿了整个麻省理工学院航空航天工程系的本科生阶段。使用四个等级的框架来层次化PBL体验过程确保了从高度结构化问题到无约束和复杂问题情况的合理推广。

3.基于问题的学习方法的评估。基于问题的学习方法的评估是多模式和长期性的。这些方法包括实验室期刊、技术简报、设计审查、技术报告、团队协作评估、设计作品、互评和自评。教师的角色主要是顾问和指导员,以及在学习过程中为学生提供大量反馈信息。在《航空航天设计导论》课上,学生们设计、制造并试飞由无线电控制的浮空飞行器,设计审查作品和最后的评估工作都是由飞行器竞赛的方式进行。在《综合工程》课的飞行器设计项目中,二年级学生分析在问题集中与气动性能、稳定性和推进装置有关的问题,并动手组装和试飞无线电控制的电推力飞行器。与第一年的课程相似,评估手段包括问题集、设计审查以及最后的一场比赛。

除了评估认知能力的培养效果,情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。这些情感变化可以通过观察、访谈、作品、期刊和其他形式的自评进行评估。

二、小卫星平台与基于PBL的航天工程教育创新结合途径

在全球化大背景下,除去意识形态的差别,世界人才的标准正趋于统一。根据著名的CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即:构想-设计-实现-运作)工程教育模型,工程教育包括以下几大培养目标:掌握深厚的基础知识和应用技术;善于构思、设计、实现和运作新产品或系统的能力;承担和实施复杂系统工程的能力;适应现代团队协作开发模式及其开发环境。这些目标是直接参照工业界的需求而制定的,它实际上定义了现代工程技术人员的素质构成。

1.小卫星作为航天工程教育的意义。小卫星为空间发展提供了的一条新途径,这是与以往基于传统空间开发模式的“政府导向的大型项目”完全不同的。此外,NASA已经开展了很多项目为大学提供发射机会,让他们逐渐学会如何开发、运营卫星。超小型卫星计划是其中一个著名的案例,选定十所大学并给予他们项目资金,最终的成品将搭载航天飞机发射上天。凭借多年的项目经验,一些大学已经能够制造卫星,甚至出售卫星给其他大学或国家。小卫星为大型卫星上已经实现的一些任务提供了一条新的实现途径。一定数目的小卫星协作是一个非常重要的概念,通常被称为“星座”或“编队飞行”。这种多卫星体系的优点是容错量大、重构能力强、系统的可扩展性好。

2.基于小卫星平台的航天工程教育项目。小卫星的操作训练为大学生的太空教育提供了一个特别的机会,让他们能够体验从任务创建、卫星设计、制造、测试、发射、运行,直到结果的分析的整个太空项目周期。同时他们还能从这些项目中学到项目管理和团队协作等重要技能。小卫星项目不仅对教育有益,而且有望成为太空技术发展与商业运营中的一名新成员。(1)日本卫星设计大赛。上世纪90年代初期,日本的大学小卫星研究项目远远落后于美国和欧洲各国。然而,在意识到了小卫星在教育和技术发展上的重要性后,日本国内开始大力推动高校小卫星设计-制造计划。第一个里程碑是“卫星设计大赛”。1992年三个学术社团共同成立了大赛组委会,他们分别是JSME、JSASS与IEICE。经过一年时间的准备,于1993年举办了第一届比赛。这项比赛的目的是为更多的大学生提供参与太空项目的机会,同时鼓励一流大学开始进行实体卫星的制造项目。评审项目分成两大类,创意类评审该项目的创意与想法,设计类评审卫星设计的可实现性。提交的项目首先会进行初步的评审,合格的项目才能入围最终的决赛。届时,将进行卫星模型的展示和评审。优秀的作品将获得“设计奖”、“创意奖”以及三大学术社团颁发的奖项。大赛每年都会收到20到30个创意独特的项目。(2)大学空间系统研讨会(USSS)以及CanSat项目。USSS始于1998年,每年11月由JUSTSAP小卫星工作组在夏威夷举办。研讨会的形式十分独特,出席会议的日本和美国的大学首先提出自己卫星项目的构想,以及各大学自身的科研实力,然后将具有相同兴趣、能力或科研实力的大学进行组队。各组展开讨论,在一天半的研讨会后,各组需要向其他组展示他们的项目设计书。这些项目要在USSS结束后的一年内实施,他们的成果将在下一年的USSS上展示。其中最成功的项目就是CanSat(罐装卫星)项目了。CanSat项目是1998年由特维格教授提出的。在最初的计划中,每所大学都要制造一个350mL饮料罐大小的微型卫星,卫星将被发射到轨道上,在下一年的USSS上进行控制操作。(3)立方体卫星。立方体卫星项目由特维格教授在1999年的USSS大会上提出。立方体卫星为重1kg,长宽高均为10cm的微型卫星。每所大学制作的立方体卫星都被放在一个名为“P-POD”的盒形载体内,它由俄罗斯的“第聂伯”火箭装载发射升空。为了减少立方体卫星和P-POD之间的机械和电气接口,P-POD释放机制设置得非常简单:当P-POD的门打开,里面的立方体卫星就被P-POD末端的弹簧弹出。东京大学和东京工业大学已经开始了立方体卫星项目,并大致完成了设计和EM级别的模型制造。这些大学的学生已经在立方体卫星项目中获得了微型卫星开发的基本专业知识。但他们现在需要面临新的挑战:如何使用现成的廉价的部件设计可靠的空间系统,如何进行空间环境试验(如真空热或辐射试验)并获得试验结果,以及如何处理更大的风险,更多的人力资源、时间和成本。目前计划于2002年底发射第一个立方体卫星。(4)欧洲大学生月球轨道航天器。欧洲大学生月球轨道航天器ESMO是欧空局教育卫星计划的第四项任务,它是基于“欧洲大学生太空探索与技术倡议”计划中的“SSETI-Express”卫星。ESMO项目是为了吸引和培养下一代的月球与其他行星的工程师和科学家。航天器有效载荷包括:船载液压双组元推进系统,用船从地球同步轨道通过“日地系统中的拉格朗日点L1”转移到绕月运行轨道的过程,历时3个月;表面光学成像的窄角相机和一个用于测绘全球引力场的子卫星,将在历时超过6个月的时间里执行测量任务;可供选择的载荷还包括一个生物实验和一个微波辐射计。ESMO项目是未来欧洲的科学和勘探计划的一个强大的动手教育和公共宣传工具。它是一个面向大学生的项目,训练和培养了下一代的月球任务的工程师和科学家。

三、建立基于PBL的航天工程教育实验平台和培养范式

我国在“十二五”规划中提出了“创新驱动,实施科教兴国战略和人才强国战略”,要“围绕提高科技创新能力、建设创新型国家,以高层次创新型科技人才为重点,造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。实施PBL教学是一项系统工程,由于受国情、传统教育教学模式和人才培养机制的约束,在中国工科大学中实施PBL教学存在问题案例少、实施成本高、评价方式单一和师生角色僵化等问题,因此,需要根据我国工程教育的现状和国情对PBL教学进行本地化处理,不能生搬硬套,具体来讲有以下几个方面需要注意。

1.树立以学生为中心的教学理念。树立以学生为中心的教学理念是实施PBL教学的前提条件,PBL强调以学生为中心,作为PBL教学的实施者,教师必须要深刻认识到这一点。

2.根据具体航天任务设计问题。丰富的问题案例是PBL教学成功的关键。每门专业课的设置都是基于学生已具备一定的先修课程基础为前提,但个体的差异不容忽视,教师或教师团队在进行某课程PBL问题设计的时候要充分了解学生的知识基础,结合具体的实施条件进行问题案例的设计。为了保持热情,学生们可以一种竞赛的形式开始项目,学生们互相分享自己的认识,用自己的双手选择出最吸引人并且最有意义的项目。

3.提高卫星实验平台的开放性与多样性。除了教育实践空间项目对航空航天教育带来的价值之外,学生建造空间项目长期承诺创新型大学的任务是可直接有利于空间行业本身。目前,各大学中设立的大学或研究生开放实验室及其配套的开放创新基金都是一些很好的尝试,取得了很好的效果,但其范围需要扩大,让大学生能够进入一些比较前沿的和良好国际合作背景的研究型实验室,使其很早就能受到良好的学术熏陶,以促进其产生向更高层次发展的内部动机和欲望。

4.加强学习能力的培养。发展学生的学习能力,使其成为高效、独立的终生学习者是PBL的重要目标之一。通过参加PBL学习,让学生明白学习不完全是个人的事情,在PBL小组中每个学生都担当一定的角色,并承担相应的责任,在小组讨论中无私贡献自己的学习成果,并吸取其他成员的学习成果,达到共同进步。

5.建立合理多样化的评估体系。在实施PBL的过程中,可以采用学生自我评价、同学互评及教师评价相结合的办法,注重学生的过程表现,而不是结果。创新人才的多样性和创新思维的多样性决定了我们不能用一刀切的方法来评价学生,而是要采取灵活多样的评估体系,建立激发创新的长效机制。除了评估认知能力的发展和成就,情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。

四、结论

PBL植根于建构主义理论之上,强调发现和知识意义的构建,是一种先进的培育创新精神和激发创新思维活动的教学/学习方式。PBL强调以学生为中心,问题、教师和团队学习是PBL教学法实施的三大关键要素。本文在总结PBL理论的基础上,在此基础上根据我国航天工程教育的现状,从国外几个航空航天教育典型案例吸取经验,讨论了以小卫星作为航天工程教育工具的重要性;其次,叙述了它作为太空技术发展新成员的重要性。探讨了基于PBL理论的航天工程教育在学生群体中推行的途径,期望能促进教育工作者对有关问题的思考。

由学生运作卫星项目极具挑战性,但这会给参与项目的学生和院校带来巨大回报。这些项目提供大学生关于设计、分析、测试、制造和操作空间系统方面的实践经历。有证据表明,参与空间飞行器设计项目的学生,能力得到显著提高。统计证据也显示如果相当数量的大学参与空间飞行器设计活动,进入空间领域工作的学生数量会显著增长。

参考文献:

飞向太空的航程教案例9

人类在进入太空前,决心先把小动物送上天,来检验一下太空环境是否适合人类生存。1957年11月3日,苏联发射第二颗人造卫星“斯普特尼克二号”,将一只名叫“莱卡”的小狗带上地球轨道飞行。但莱卡很快死于惊吓和中暑导致的心力衰竭。

莱卡是世界上第一只进入太空实验的动物,为人类太空探索奉献了生命。苏联后来发射的无人飞船上创造了必须的生活和安全条件,装备了回收系统,再上天的小狗都好好地活着返回地面。这些太空狗成为载人航天的先行者。

1961年1月31日,美国发射了“水星二号”无人飞船,把一只3岁半名叫“哈姆”的非洲黑猩猩送上太空。该飞船经过16分钟39秒的飞行,最后在大西洋上安全溅落。英雄“哈姆”返回地面后,被送到华盛顿国家动物园生活了17年,25岁时在北卡罗莱州动物园死亡。

后来,美国飞船又陆续把猴子和猩猩送上太空,进行医学和生物学方面的实验。

小贴士:太空英雄――流浪狗莱卡

前苏联宇航员加加林是第一位进入太空的人,但却不是第一个进入太空的地球生物。莱卡是地球上第一个进入太空的生物,随着人造卫星顺利飞入太空,但很快在飞行途中死亡。莱卡脖子上的传感器传回地面的数据表明:在生命的最后阶段,莱卡承受着巨大的痛楚。因为进入太空,莱卡成了最著名的太空犬,美国报纸还因此把前苏联的卫星称为“莱卡的卫星”。目前它的尸体与当年的太空舱还滞留在地球轨道上。

航天飞机上的中国青少年太空实验

人类把航天器送入太空的同时,没忘了让孩子参与到航天发展中来。美国在每次航天飞机任务中,几乎都会向孩子们征集太空实验项目,甚至为中国孩子特别举办了“中国青少年航天飞机实验活动”。从1986年开始,中国青少年学生就开始参加美国航天飞机“零星搭机实验计划”了。看看,都有哪些有创意和想象力的活动呢?

金鱼能在失重的太空游水吗?在太空中是否能做出来豆腐?中草药能在太空生长吗?在太空画水墨画是什么样子?……真是五花八门。这些实验试图从不同角度考察太空失重、辐射等因素对这些实验物的影响。其中,5项太空实验方案在1992年1月和1994年9月被带上“发现”号航天飞机,下面就让我们看看吧!

“液态混合物的凝固”方案是沈阳107中学学生设计的,是把伍德合金和松香两种不同材料研磨成粉末,加以均匀混合后带上太空,在太空中加热熔融变成液态,再让其冷却凝固。这个实验用来观察它们在太空中熔成液体时的分布情况,为发展新材料新工艺开辟了新途径。

兰州14中学学生设计的“控制航天飞机内垃圾”方案,是研究解决航天飞机垃圾在失重条件下到处飘浮,有碍卫生和影响工作的问题。实验是这样的:做一个长方形箱子,用一块挡板将其分成两半,一半装有航天垃圾的碎屑物,另一半的四壁贴上双面胶纸。实验箱由航天飞机带上太空后,隔板被打开,垃圾在外力作用下作直线运动,碰到胶纸后会被粘住,未碰到胶纸的垃圾在箱壁的反作用力下,继续改变方向作直线运动,这样胶纸就会将全部垃圾收集起来。这项实验对改善航天员舱内生活状况具有实际价值。

郑州第26中学学生提出的“太空中固液表面的相互作用”方案,也很有意思:一个被航天飞机带到太空的容器内,液滴被撒到不同的固体表面。这个实验是用来观察在失重和真空环境下,液体没有自身重量,也没有其他杂质影响情况下,液态物质在固体表面是什么样儿的。这项实验对表面涂覆、焊接和精密制造有重要意义。

香港一家书院的学生提出的“失重条件下水流与油流的混合”方案,对实验在太空制取高纯度特殊合金和药物有重要作用。

石家庄庄华制药厂子弟学校学生提出的“失重对草履虫生长和繁殖的影响”方案,是在航天飞机上用离心干燥法保存草履虫胶囊,用密封瓶装稻草水培养草履虫,利用小灯泡为草履虫提供光和热,然后将实验结果返回地面进行检测,确定失重情况下草履虫的生长繁殖情况。这项实验由于电池“罢工”而未获成功。

中国卫星上的蚕宝宝和五色土

中国学生的太空实验是从美国的航天飞机开始的,那中国的航天器是从什么时候开始搭载中国学生实验的?是在2005年。这个由北京景山学校学生提出的“蚕在太空吐丝结茧”的实验构想,算得上一波三折:

最初,这个实验被选为美国航天飞机“上天”的实验方案,在2003年1月16日由“哥伦比亚”号航天飞机带上太空。从航天飞机上传回的数据表明,这些蚕能适应太空失重环境,有的已经结茧,有的正待产卵,一切状况良好。但不幸的是,“哥伦比亚”号航天飞机在太空飞行15天后返航时失事,蚕的实验不幸夭折,无法取得实验结果。

2005年8月29日,这项实验由中国发射的第22颗返回式科学与技术试验卫星,重新带上太空。实验装置是一个圆柱形的银色铝质容器,直径20厘米,高18厘米,舱内温度保持不变。容器被分成4个小间,装有12条蚕,包括两公两母4条即将吐丝的熟蚕和8只蚕茧,以及大量蚕卵。

经过18天的太空旅行后,蚕和蚕卵们返回地面。北京景山学校实验组取出生物容器,对太空蚕在失重环境下的活动、产卵、结网、生长等生理循环现象进行了详细的记录,取得了蚕在太空环境的变异情况数据。

2009年12月15日,中国将一颗遥感八号卫星送入太空,同时,还以“一箭双星”的方式,将一颗专为青少年设计实验的小型科普卫星“希望一号”送上太空。这颗小卫星采用八边形立柱框架结构,重60千克,直径0.68米,高0.48米,运行在1200千米高的太阳同步轨道上。

这颗小卫星到天上去干啥?除了供青少年进行业余无线电空间通信和太空实验,还搭载了北京景山学校学生构想的“天圆地方”五色土实验。这项实验是将5种颜色的陶瓷珠,按照北京中山公园社稷坛五色土的布局方式,摆放在一个正方形透明盒内。这些小珠子不易产生静电,没有磁性,每颗直径2毫米。通过对它们在太空运行状况的拍摄,来研究重力条件下5色颗粒的运动状态。

搭乘返回式卫星上天的种子

中国已成功发射和回收了22颗返回式卫星。在这些卫星上,科学家们进行了很多实验,如空间生命科学实验,空间材料加工实验,农作物种子和微生物空间试验等。

这些实验当中,进行最多的实验是什么呢?是航天育种试验,即通过卫星把农作物和其它植物种子带上太空,在太空环境诱变作用下产生变异,然后对有益变异加以选择利用,在地面选育新种子,从而培育出高产、优质、多粒的新品种。

自1987年到2006年,中国利用返回式卫星和飞船,共实施了1200多个品种的航天育种试验,其中有200多个品种在农业生产中被推广应用,取得了可喜的成绩。

卫星搭载的水稻种子,经过4代培育出“华航一号”水稻新品种,亩产达到600公斤,比原品种提高了20%,米粒晶莹透亮,生育期缩短10天。

卫星搭载的土豆种子,经过4代培育出“航天一号”土豆新品种,亩产为216公斤,比原品种提高了11%。

卫星搭载的西红柿种子,经过4代培育出“宇番一号”西红柿新品种,亩产达6000公斤,比原品种提高了50%产量。维生素C含量也大大提高了。

卫星搭载的辣椒种子,在地面培育出早熟、半产、维生素C含量高的“航椒三号”辣椒新品种,平均亩产2816公斤,每株茄子秧苗可结100多个茄子,比原品种提高了10.5%,成熟期提前10天。

卫星搭载的豇豆种子,比地面品种果实耐高温,维生素、蛋白质和钙的含量都有提高,还具有较强的抗病毒、抗锈病能力。

卫星搭载的白莲种子,在地面培育出“太空莲三号”白莲新品种,亩产大大提高。

神舟飞船上的太空实验

从1999年11月到2011年11月,中国已经发射成功8艘神舟飞船。其中有3艘是载人飞行。在这些神舟飞船上,同样也搭载了一些精彩纷呈的太空实验项目。

神舟一号试验飞船在太空飞行只有一天时间,主要是验证载人航天的各项技术性能,因此太空实验只搭载了10克的农作物种子,包括大麦、玉米、甜瓜、西红柿、豇豆、萝卜、青椒、油菜、西瓜种子,以及甘草、板蓝根等中药材品种。

神舟二号试验飞船上搭载了19种生物样品,包括动物、植物、微生物等,其中有6只小白兔、8只小乌龟、12只螺蛳、10多种植物种子,进行了空间生命科学和生物工程方面的实验。

神舟三号试验飞船把装有9枚乌鸡蛋的孵化箱带入太空,经过7天的太空飞行,孵化箱中有3只小乌鸡破壳而出,每只重20多克,回到地面后满月就长到了180多克。在神舟三号上,还搭载了一包1千克重的12种优良草种、27种珍稀蔬菜种子、1袋15克的康乐霉素C菌种。通过太空的物理诱变产生变异,为研发新型高效药物开辟了新途径。

神舟四号试验飞船上的太空实验有:微重力环境下的细胞融合实验;利用电泳方法对生物大分子和细胞的空间分离纯化实验,以及搭载中药材种子,进行制作药物的实验。

神舟五号载人飞船主要是检验首次载人上天飞行的技术性能,此外也进行了搭载实验,特别是把台湾宝岛的农作物种子送上太空,开展航天育种试验。

神舟六号载人飞船上搭载的实验项目有:晶体生产,进行空间材料科学实验;蛋白质结晶装置和生物培育箱,进行空间生命科学实验;生物细胞反应器,进行空间细胞融合实验;还有太阳和宇宙互体高能辐射监测仪,进行空间天文观测活动;大气成分探测,进行空间环境检测活动。

神舟七号载人飞船上搭载了材料科学实验和航天育种试验。在飞船舱外安装一个固体材料实验装置,这个装置重2.265千克,长27厘米,宽19厘米,厚5厘米,内有实验样品5类80个,在经历了太空44小时暴露试验后,由航天员通过太空行走将其收回,带回地面研究太空环境对这些材料的影响。神舟七号还带了25种三清山的濒危植物种子到太空,观察它们在地面种植后的形态变化,以此研究重力和地球自转在生物生长发育及进化中的作用。

神舟八号飞船主要试验与“天宫一号”目标飞行器的交会对接技术,此外也搭载了17项空间生命科学实验项目,涉及植物、动物、微生物的生物学和生命科学实验,研究飞船在轨道飞行的微重力效应和辐射效应。

俄罗斯空间站上的太空实验

苏联自1971年发射成功“礼炮一号”空间站后,航天员就开始在站上进行小麦、洋葱、兰花等有人照料的种植实验。在空间站上种植农作物和花草植物,是为了将来给长期进行航天飞行的航天员提供粮食、蔬菜和瓜果等食物。同时,植物能吸收人排出的二氧化碳,放出供人呼吸的氧气,并把航天员的排泄物转换成植物养料,让长期飞行的航天器有一个空气清新、干净整洁、充满生活情趣的环境。

俄罗斯“和平”号空间站在15年的太空飞行中,航天员在站上共进行了16500次科学实验,对空间生命科学、空间材料加工、微重力科学、对地观测、天体物理学等进行了广泛研究,特别是对人在长期航天飞行中的生理、心理变化进行了实验,取得了许多具有重大实际价值的成果。

在“和平”号空间站上有一间温室,培育了100多种植物,重点探索了太空栽培小麦的全过程。这项温室实验表明,太空也适于农业发展,并为将来建立太空封闭生态系统,利用植物造氧和吸收二氧化碳提供了经验。“和平”号上利用几种植物实验装备,研究了保持植物生长的方法,将有助于开发能源密封生态系统特别是星际航行中的食物源。

在“和平”号空间站上安装有“岩浆”、“刚玉”、“晶体”等几种生产半导体的炉子。在太空环境生产出的半导体纯度高,成本低。在微重力实验中,拉出了直径达5厘米的高纯度砷化镓晶体,培养出了比地面纯度高10倍的蛋白晶体,生产出纯度和分离量比地球高100倍的干扰素和抗流感制剂。

“和平”号空间站上进行了鹌鹑蛋孵化、娃娃鱼生育、田螺生长等生命科学实验。“和平”号上一个装有60枚鹌鹑蛋的孵化器,经历太空飞行后有37枚孵出了小鹌鹑,但在恶劣的太空环境中只存活了10只,在返回地面时由于舱内温度过低和骤然进入地球重力环境又死了7只,最后只有3只幸存下来。这次实验证明,太空飞行环境对胚胎发育有一定影响。

在“和平”号空间站上装备了许多对地观测仪器设备,这些设备所获得的遥感数据,建立和丰富了包括国土矿藏资源、农田季节性变化、全球海洋生物变化等数据库。

在“和平”号空间站安装了许多天文观测仪器,航天员借助仪器观测了日地现象及其相互作用,宇宙射线、电离层和磁层的变化,从而预测地震和火山爆发的时间和地点;观测仪器获得了很多新辐射光谱数据,增加了对天体变化过程的了解。

美国航天飞机上的太空实验

1981年4月到2011年7月,美国共发射航天飞机135架次,先后有852人次进入太空飞行,完成了2000多个生物学、材料科学、天文学等领域的实验任务。

1985年5月,第一位华裔航天员王赣骏乘“挑战者”号航天飞机升空飞行。他将自己历经9年研制的液滴动力学实验设备带上地球轨道,亲自操作进行微重力条件下的液滴流动特性试验。航天飞机入轨道的第二天,实验设备发生故障,王赣骏花了两天时间修复设备,然后加班实验,取得了实验数据,获得成功。这项实验,不仅用于验证失重下液体动力学的原理,而且对发展空间材料的加工生产具有重要的实用价值。

1982年3月升空的“哥伦比亚”号航天飞机上有一间温室,里面播种了一些农作物和其它植物,包括中国的绿豆。为什么选用中国的绿豆呢?因为航天飞机上没有多少土壤、肥料和水,中国绿豆又是一种容易生根、发芽的植物,所以被选中为太空实验用品,结果是中国绿豆在太空生长状况良好。

美国航天飞机上都有一座小温室,航天员在里面培育了许多植物种子和幼苗,进行植物在太空的栽培试验,研究植物在太空环境的生长情况。这些实验的目的,是希望有朝一日能在飞船上栽种庄稼,给长期飞行的航天员提供粮食蔬菜和瓜果等食物。

1992年9月,“奋进”号航天飞机升空飞行8天,航天员进行了43项太空实验,其中24项材料科学和制造工艺实验,19项医学和生物学实验。“奋进”号上载有2条日本鲤鱼、4只雌性南非爪蛙、180只非洲大黄蜂、7600只果蝇和30枚已受精的鸡蛋。这些动物是这次飞行中进行医学和生物学实验的主要对象,目的是研究太空失重环境对它们繁殖和行为习性的影响。此外,航天员进行了3次太空静脉注射系统的实验,由于太空没有重力,不能用在地球上的方式做静脉注射,这次实验为未来长期在太空的人员医疗需要迈出了关键的一步。

航天员还有一项实验,使用加热的灯丝使玻璃泡里的金属样品气化,这些金属样品在被加热的8分钟里,发出很亮的光,并发出一缕缕白烟,随后即冷却下来。这项蒸发气化实验,将悬浮的小圆球玻璃样品加热融化,制造出一种非常纯的玻璃。“奋进”号上的航天员出色地完成了预定43项太空实验的任务。

2007年8月8日,“奋进”号航天飞机将首位女教师芭芭拉•摩根带上太空。14日她把太空变为课堂,为地面上的学生讲授了一堂25分钟的太空实验课。摩根演示了她不费吹灰之力把两名男航天员带着飞到空中飘浮起来;她又和两名男航天员从饮品袋中挤出一些球泡状的饮料,然后四处追着去吞食失重状态下在空中乱飞的红色泡泡。摩根还携带了数万粒植物种子进入太空,返回地面后把它们分发给孩子们栽种,激发了他们对太空实验的兴趣,进一步理解了太空实验的意义。

国际空间站上的太空实验

国际空间站从1998年11月开建,到2011年7月竣工,期间共有203人进入,进行了600多项科学实验,取得了前所未有的成果。

国际空间站上的太空实验分为三个阶段:

初始阶段,注重对太空环境的了解,主要是进行医学、生命科学和材料科学实验,提高了太空飞行的保障能力。

发展阶段,注重积累航天员长期太空飞行的技术和经验,为实现载人登月、建立月球基地和载人探索火星准备条件。

建成阶段,注重进一步挖掘近地轨道空间资源利用潜力,开辟造福人类的新途径。

这些太空实验包括航天医学、空间生物工程和空间生命科学实验、室内物理学、空间材料科学、微重力流体物理实验,以及宇宙物理科学实验等。2011年5月16日,美国“奋进”号航天飞机将一台最先进的宇宙高能粒子探测器---阿尔法磁谱仪送上国际空间站。这是华裔科学家、诺贝尔奖得主丁肇中提出的太空科学实验项目,阿尔法磁谱仪由中国科技人员参与研制,用来在太空开展粒子物理实验,在太空探测寻找反物质、暗物质及其他奇异物质。

飞向太空的航程教案例10

PPTS飞船也被称作“罗斯”(Rus)号飞船,由能源火箭航天集团进行研制,也以替换“联盟”飞船为研制目标,既可以往返于地面与近地轨道,也可以支持月球以及载人深空探测,能够适应第二宇宙速度再入,载员数量4~6人。PPTS放弃了“联盟”飞船使用了半个世纪的“轨道-返回-服务”经典三舱布局,转而选择“返回舱-服务舱”两舱布局。飞船也不再采用钟形返回舱,而改用锥形,其直径达4.4米,远超“联盟”系列飞船的2.7米,舱内容积增加到17立方米,超过了“联盟”飞船轨道舱与返回舱容积的总和。由于PPTS飞船的返回舱要求能够重复使用,因此对于抗着陆冲击的要求比“联盟”飞船更为苛刻。为了减小着陆冲击,最初在返回模式上选择了动力下降模式,也就是不依靠降落伞,而是依靠返回舱的发动机减速。但这种方式需要返回舱携带动力减速所需的燃料,会压缩返回舱返回时可携带的载荷质量,最后设计人员决定将传统的伞降模式和动力下降模式结合起来,先通过降落伞减速并稳定姿态,在距地面一定高度时切断降落伞,利用发动机控制返回舱速度,最终着陆。为了进一步吸收着陆冲击,保证飞船在最后接地阶段的安全,设计人员不惜增加再入阶段的风险,直接在防热大底上安装活动舱盖,使4个安装在防热大底之后的折叠着陆缓冲支架可以伸出。

PPTS飞船的舱内布置、装饰也经过精心的工业设计,布局简洁清晰,配色干净舒适,设备先进现代,不再是俄罗斯之前载人飞船、空间站特有的那种粗犷、杂乱的风格,让人耳目一新。据说如此设计可以让航天员更加放松,不至于在枯燥的太空飞行中赶到疲惫。座舱内甚至设置了一个卫生间,堪称有史以来最为豪华的载人飞船了。

作为俄罗斯的老对手、冷战时期太空竞赛的最终胜利者美国,其新一代载人飞船的研发可以说是磕磕绊绊。2003年哥伦比亚号航天飞机失事之后,航天飞机安全性与运营成本的问题日益凸显,美国国内要求航天飞机退役的声音日益高涨。2004年,时任美国总统小布什提出了“新太空探索计划”,计划包括研制下一代航天器、重返月球乃至登陆火星。2006年,美国国家航空航天局(NASA)根据“新太空探索计划”制订了“重返月球”计划,后来更名为“星座计划”,主要描绘了本世纪美国探索月球的整体框架和目标,其核心是在月球上建立永久基地,并以此为跳板,为登陆火星乃至探索更遥远的太空做准备。作为这一计划重要的一环,“猎户座”载人飞船的研发被提上了日程。

按照“星座计划”的要求,“猎户座”载人飞船既可以执行近地轨道的天地往返运输任务,也可以执行有关月球、火星、小行星的深空任务,具有极高的任务弹性,但这也导致研发难度的加大。为了降低研发风险,“猎户座”飞船的研制方洛克希德马丁公司在飞船的总体布局上决定继续沿用经过“阿波罗”飞船验证过的成熟构型,即锥形指令舱(即俄罗斯和中国的载人飞船上的返回舱,命名方式不同)以及“指令-服务”两舱布局,但指令舱直径从“阿波罗”飞船的4米增加到了5米,近地轨道任务情况下最多可以搭乘6名航天员,正好是国际空间站一个远征组的人数,而在月球、深空探测任务中最多可以搭乘4名航天员。返回方式也回归传统的降落伞减速着陆,在最初的方案里还一改美国载人飞船海上回收的惯例,利用气囊减震陆上着陆回收,不过后期因为着陆缓冲气囊超重,最终改回了海上回收。

美国将近40年没有研发过载人飞船,因此“猎户座”飞船的研制过程中遇到了很多问题,然而对项目影响最大的问题却出现在研制工作之外。美国国会很多议员认为“星座计划”所提出的重返月球的目标不具有开拓性与划时代的意义,纯粹是花钱重复前人已经做过的事情。对于“星座计划”的不满加上当时全球金融危机对美国经济造成的严重打击,使得美国国会批准给美国国家航空航天局的预算日趋减少。但“星座计划”却是一个实打实的烧钱大户,随着计划的推进,资金需求越来越大。终于在2010年,奥巴马政府决定终止该计划,取而代之的是一个更加经济的新太空计划。在这个新计划中,来自“星座计划”的“猎户座”载人飞船经过美国国家航空航天局的争取得到了保留,但不再负责近地轨道天地往返运输任务,而专注于针对火星、小行星的深空载人任务。“星座计划”中用来发射月球登陆器的“战神”五号也摇身一变作为太空发射系统(SLS)继续研发,日后将负责“猎户座”飞船的发射。而近地轨道的任务则通过商业乘员运输能力(CCtCap)计划承包给近几年兴起的商业航天公司。

2013年11月,美国国家航空航天局了商业乘员运输能力计划征求建议书,希望在2014年9月前签订一份或多份CCtCap合同,在2017年底前恢复从美国本土将航天员送往国际空间站的能力。2014年9月份,美国国家航空航天局宣布波音公司的CST-100载人飞船与SpaceX公司的Dragon V2载人飞船赢得合同,两家公司将在4年内执行共8次前往国际空间站的任务,每家公司至少执行两次任务,每次任务至少要搭乘4名航天员。CST-100飞船也采用锥形指令舱,其大小介于阿波罗飞船与猎户座飞船之间,最多可以搭乘6名宇航员,飞船的动力与能源由指令舱后的圆柱形服务舱提供。Dragon V2飞船也拥有两个舱体,只不过动力与能源系统和座舱集成在一起构成可返回舱段,最多可乘坐7名航天员。可返回舱段后方的圆柱形舱段只是一个表面贴满太阳能电池板以及几片气动翼的非加压壳体,这一舱段内可以装载载荷,这也让Dragon V2飞船成为目前新一代载人飞船中唯一能够装载非加压载荷的飞船,在一定程度上还原了航天飞机的货运功能。由于只是负责近地轨道运输任务,所以两型飞船不需要像PPTS与“猎户座”那样为适应第二宇宙速度再入进行有针对性的设计,进而大大降低了技术难度和生产成本。两型飞船都将采用降落伞减速着陆,不过Dragon V2飞船未来可能会试验动力减速着陆。

纵观美俄两国的新一代载人飞船,进度最快的就是美国的“猎户座”了。去年12月5日,“猎户座”飞船完成了首次太空飞行测试任务,这次任务在返回阶段模拟了未来“猎户座”在完成深空任务后高速再入大气层的过程,验证了飞船的防热系统在高速再入情况下的可靠性,第二次飞行试验目前定在2018年,将是“猎户座”首次由SLS火箭发射升空。如果一切顺利,首次载人飞行将在2021年实现。CST-100与Dragon V2也在按照各自公司制定的计划向前推进。而俄罗斯的PPTS飞船的未来还充满了未知数。鉴于俄罗斯当前的国内经济形势,最初制定的2015~2017年试验、2018年载人首飞的计划实现基本无望,具体要拖延多久,目前俄罗斯人自己都给不出答案。

美俄这几型新一代载人飞船虽然存在着各种各样的差异,但是却有很多的共同的特点。从总体布局看,均选择了大舱体直径两舱布局,简化了总体架构,提升了内部容积。从载重量上看,各型飞船最大载员人数较上一代载人飞船扩展了一倍,均达到了6~7人,基本达到了航天飞机的载员水平(航天飞机单次任务载员人数最多为8人,一般情况下都是6~7人),如减少载员人数,也可以携带大量货物,而且还具备了较强的下行货物运输能力(也就是从空间向地面运输载荷)。从经济性上看,都强调了可重复使用这一特点,以节省运行成本。

飞向太空的航程教案例11

不可否认的是,全球对载人飞行器的安全要求都格外严苛。国内载人飞行器在出厂后必须获得中国民航局(CAAC)颁发的适航证才可以飞行。适航证是由适航部门根据民用航空器产品和零件合格审定规定,为民用航空器颁发的证明其处于安全可用状态的证件。

“载人飞机的研制过程、材料分析、飞行数据等提交到有关部门,经过审核后,还需进行累计1000小时的试飞实验才能拿到适航证。”南京航空航天大学航空法和空间法研究所所长栾爽教授表示。

“不过想要获得适航证,也可以另辟蹊径。”当年辽宁锐翔电动飞机在研发时,由于国内没有相关的法规来进行适航取证,研发团队参考了美国材料与试验协会(ASTM)关机电推进系统的标准,并将其引进到国内。北京航空航天大学航空科学与工程学院教授黄俊告诉《经济》记者,当时辽宁通用航空研究院建议民航局按照ASTM的标准来保证电动飞机的安全,并进行适航验证,好在民航局接受了该建议。锐翔电动飞机也因此获得了适航证。

“目前飞行汽车的前景并不明朗,尤其是在国内。”黄俊建议,由于民航局尚未出台相应的法规,企业在研发飞行器时应该研究如何取得适航证。“飞机研制单位先来做规则,如果能得到民航局的认可也是一种办法。”

低空管制难突破

几天前,栾爽到民航局法规司开会,与会者讨论了通航法律制度。一位通航企业的老总忍无可忍说:“现在最大的问题是低空管制!”

2016年5月,国务院下发的《关于促进通用航空业发展的指导意见》指出,将我国低空空域管理改革由1000米真高推广到3000米。“但条文也仅限于此,到底如何放开,尚未配套的法规出台。”栾爽认为,载人飞行器3000米以下如何飞行并不明确。

目前国际民航组织制定了空域分类的相关标准,将空中交通服务分为A、B、C、D、E、F、G七类。国家体育总局航管中心原副主任申海青告诉《经济》记者,我国空域分成三类:管制空域、监视空域、报告空域。“这三类有些不伦不类,大家一直在期盼新的空管方案。”

中国民航管理干部学院刁伟民教授告诉《经济》记者,我国空域由军方掌控,民航空管部门负责民航运输的空域使用与管理,飞行申报需要获得这两方的许可,整个程序走下来较为复杂而且耗时长,但是为了维护民航飞行安全等需要又绕不开这些评估事项,至少现阶段还几乎没有简化的办法出台。

安全关难过

多年来,移民加拿大的王斗博士一直关注飞行背包的发展。他认为,目前Flyboard AIR与JetPack Aviation公司的两款飞行背包在技术上比较先进。“但基本没有什么安全措施,属于极限运动中的极限运动,稍不留神就会粉身碎骨,现在只能在水上飞行,一旦出现事故,至少可以保命。”

“这类飞行器要在城市上空飞行,必须具备很高的可靠性和安全性。一旦频繁出现坠机事故,不仅机毁人亡,还会殃及地面无辜,对整个行业发展将带来毁灭性打击。”有着多年飞行器研究经验的南京航空航天大学航空宇航学院陆洋副教授告诉《经济》记者。“所以,安全性是首先需要解决的问题。”此外,单人飞行器的噪声问题也很突出。

“光启马丁飞行包的商测版本进行了减噪音处理。”光启科学品牌与经营中心总监杨婧如向记者透露,不同人对噪音的感受不同,有些发烧友就喜欢刺耳的噪音带来的飞行。

“目前光启马丁飞行包只能到俱乐部去飞,2016年年底已有4台飞行包进行了交付。”杨婧如表示,为了保护个人安全,给飞行者配备防火服和弹式降落伞。遇到紧急情况下,只要飞行高度在6米以上,可以安全降落。“风大或操控吃力时,双手放平可以在空中悬停,待气流稳定后再重新操作。”

陆洋表示,很多安全措施都会显著增加飞行器的起飞重量和复杂性。“既要轻巧,又要安全,这两者是相互矛盾的,也是在城市内使用的单人飞行器必须认真面对并解决的问题。”

一旦载人飞行器普及,黄俊建议借鉴汽车的发展经验,实行登记制和强制保险制度,一来出了事故可以找到机主,二来可以稀释风险。

续航时间难达预期

很多无人机采用了多旋翼,包括大疆、极飞、亿航等公司。“多旋翼一般以电推进系统为飞行动力”,黄俊表示,多旋翼无人机与传统直升机相比,前者是电动的,后者是油动的。前者的障碍是稳定与飞行控制问题。“目前多旋翼的稳定和控制问题已经得到解决,会有很大的发展前景。”