北京航空航天大學分營暨航天專題營：航模飛行競賽

劉洋

2019年7月15-21日，由北京航空航天大學和中國航天科技集團共同承辦的2019年青少年高校科學營北京航空航天大學分營暨航天專題營舉辦，200多名全國各地優秀高中生體驗了為期1周的航空航天科技之旅。本屆科學營充分利用學校資源和優勢，為營員安排了豐富多彩的科技體驗活動。學校總結8屆科學營的承辦經驗，將7天的活動整體化設計為以航空航天學科基礎知識學習為基本目的，包含“學習-考察-動手實踐-自主思考-考核”5個環節的完整學習體系，具體包括聆聽航空航天概論課、院士報告，參觀航空航天博物館、國家級實驗室，參與航模飛行競賽、未來飛行器設計大賽，參加課程答辯和閉卷考試，考核優秀的營員獲贈“神舟”飛船首任總設計師戚發軔院士簽名的獎品。基于航空航天專業的課程體系化設計，充分調動了營員的積極性和對航空航天知識的渴求，讓營員在多種學習方式中，提升學習興趣，最大限度地吸收所學知識。其中，航模飛行競賽最具專業特色，得到了營員的廣泛好評。

活動概述

北京航空航天大學作為新中國第一所航空航天高等學府，擁有特色鮮明的航空航天優勢學科，在2019年“軟科世界一流學科排名”中，航空航天工程學科蟬聯世界第一。航模飛行競賽，包括航空飛機模型和航天小火箭試飛模型2項競賽，是學校參考國家級精品課“航空航天概論”教學團隊建議，邀請曾獲世界航空模型設計競賽冠軍的北航航模隊成員作為指導，精心設計組織的具有科學性和趣味性的科學實踐活動。

活動過程

課程基礎

航空航天科技作為高精尖領域之一，涉及的學科類別復雜多樣，為了能夠達到寓教于樂的目的，航模飛行競賽之前需要對航空航天專業領域有較為充分的了解，掌握其基本的知識結構。7月16日，科學營邀請學校航空領域專家、國家級精品課“航空航天概論”教學團隊負責人楊超教授為營員講授航空航天專業基礎課程。課程從世界航空航天專業起源出發，以科技水平的發展歷程為主線逐步展開，并重點講解了中國航空航天事業的發展。課程以大家生活中常見的航空航天工程型號為例，初步講解了飛機、火箭的結構組成、關鍵設計、技術指標等內容，讓營員形成了初步的專業認知。課程以專業教育促進情懷教育，通過介紹北航建校以來為國家航空航天事業作出的重要貢獻，引導營員理解“空天報國，敢為人先”的精神內涵，理解航空航天事業現在的成就是一代代青年人不斷奮斗所取得的，是青年人愛國精神的直接體現。

隨后分別開展的航空飛機模型競賽和小火箭模型競賽，均分為制作和試飛2個環節，成績由制作得分和飛行比賽得分構成，總分100分，其中制作得分滿分30分，飛行比賽得分滿分70分。

制作環節

營員每人配發航空飛機模型和小火箭模型制作材料，分別由北航航模隊成員、北航宇航協會成員作為指導教師，根據已完成模型為參照，初步講解組裝過程，并聯系前一天“航空航天概論”課程內容，復習專業知識。在隨后的指導制作過程中，營員根據操作流程和指導建議進行模型組裝。由于試飛環節對模型組裝精準度要求很高，材料由模板和塑料組成，硬度較大，在組裝時營員需要不斷通過裁剪、打磨、膠粘等方式調整安裝精度。營員約8～9人為1個小組，每小組配備2名志愿者和1名指導教師。經過兩三個小時，模型制作完成后，由所有指導教師根據加工精細程度、外形美觀程度、結構完整程度等項目打分，滿分30分。

試飛環節

此環節航空飛機與小火箭略有不同，航空飛機模型競賽設初賽和決賽2個環節，小火箭競賽對風向有一定要求，且回收難度大，只進行1輪競賽。

在航空飛機模型競賽中，要求營員根據統一指令放飛航模后，航模自由滑翔，記錄航模著陸靜止后，航模頭部與起飛點間地面直線距離。初賽只記錄距離，不計算折合分數，決賽記錄距離并計算折合分數。決賽中航模飛行距離最遠者得分為70分，其他參賽者得分按照實際飛行距離與最遠距離的比值計算。

在小火箭模型競賽中，要求營員8～10人為1個小組，按照統一口令進行發射。模型升空后，根據統一標識，參考發射響應時間、起飛角度、到達高度、回收距離等項目進行綜合考評。其中，發射響應時間無延遲、起飛角度與地面完全垂直、到達高度超過20米、回收距離在10米內的模型，記為滿分70分。此環節由于需要操作和安裝發射所需火藥，要對營員在賽前統一由指導教師進行安全教育，在發射時也會設置安全距離，營員應嚴格遵循指導教師的口令實施發射。

活動收獲

每次當營員模型試飛出色時，都會引來現場所有人的熱烈歡呼。營員在活動過程中充分體驗了制作和試飛活動的科學性和趣味性，在動手中學習，在競技中感悟，為科學營活動添上了濃墨重彩的一筆。

充分動手操作，享受科學體驗

制作和試飛活動內容相對簡單，作為1天的營隊活動內容比較合適，營員可以很快理解上手。活動所需材料等較為簡單，場地要求不高，開展較為容易。活動過程需要利用一定的專業知識但不完全取決于此，同時還考驗營員的表達能力、能手能力、交流能力等，這些都是從事科學研究必備的基礎能力。

實踐理論知識，提升科學認識

此項競賽為營員提供了接觸航空航天知識的平臺，結合開展的專業授課、院士報告、實地參觀等環節，營員能夠通過自己動手制作和試飛簡單模型，將所學的理論知識與實踐環節充分結合，對航空航天知識體系建立較為全面的理解，這不僅激發了營員對科學的興趣和向往，還有助于培養他們的創新意識和創新能力。

現場分析原因，感受科學精神

競賽環節結束后，指導教師根據試飛過程中出現的問題，模仿航天系統工程流程，開展現場“故障歸零”，讓營員體會航空航天作為最高精尖的技術行業，在模型制作的過程中出現簡單的偏差，都會影響飛行狀態，在實際飛機、火箭、衛星的制作過程中，要求更為嚴格。

“相信每個男孩在童年時都有一個飛天夢，那蔚藍的天空總是隱藏著一個又一個夢想，閃爍著令人向往的光芒。今天的我們，體驗了北京航空航天大學最有特色，也是本次科學營最為有趣的活動——航模制作與試飛比賽。真正到了自己動手操作的環節時，我們才意識到：原來那一件件的成品都不是隨便得來的。每一件精致的工藝品都要經過一遍遍打磨和完善，我們手中的航模亦是如此。大家從一開始的笨手笨腳，到后來的漸漸熟練，再到熟能生巧。就是那么一個上午的時間，手中的側板、機翼、尾翼在美工刀下逐漸成型，順次連接，在一片飄飛的木屑中，一個雖并不好看但凝聚了心血與汗水的航模終于制成了。這中間鍛煉的不僅是動手能力，更是沉下心來，保持一顆匠心的意志。”

——湖北省荊州市沙市中學 袁代卓