历史沿革

理论课和理论

教学条件

教学方法与教学手段

教学效果

1. 教材

随着我国航空工业由仿真向自主研制发展,由经验设计为主向基于计算的现代设计方法改进,由过细分工设计向技术综合系统化设计发展,我们的教材也步步改进,删去陈旧落后内容,增加新理论,新技术,新设计方法,扩大系统工程知识面。

1991 年由航空部组织专家确定由南航杨景佐教授编写正式出版(当时国内唯一的)《飞机总体设计》专门统编教材,并为其他航空类高校所用。

为了适应 21 世纪航空科技教育,我们在原教材基础上作了较大修改、增加。 2000 年 11 月编写出版了新的《飞机总体设计》,并作为本课程主干教材。在确定新课程“飞行器总体设计与系统工程”后,又配套编写了两本新教材《现代航空工程》和《飞行器先进设计技术》(两本都是目前国内唯一的教材)。

同时,另编写翻译和选用了一批扩充性辅助教材。

( 1 )本课程讲课用教材

[1]

余雄庆、徐惠民、昂海松

《飞机总体设计》

航空工业出版社

2000.

本教材是在对国内航空厂所调研和对国外(美、欧、俄)先进航空专业教材研究基础上,结合现代飞机设计技术发展编写的。教材在布局设计、部件外形设计方面进行了补充,新增了优化设计方法、隐身设计、气动计算设计等新内容,并编制了配套多媒体讲课课件与网络教材。

[2]

姚卫星、昂海松等

《现代航空工程》

南京航空航天大学

2003

本教材是在原聘请国内有关航空航天院士专家和校内教授给本科生作专题讲座的基础上,由校内七位教授共同编写的。目的是为了扩大学生在飞行器总体设计方面知识面,应该了解飞行器系统工程的知识,如飞行器发展趋势,飞行器军、民用市场需求,可靠性工程,试验与试飞,创新性等,培养学生具有航空系统工程观念的飞行器设计师素质。本教材全部由教授(每人一章)来讲课。

[3]

昂海松、余雄庆

《飞行器先进设计技术》

南京航空航天大学

2002.

本教材主要介绍现代飞行器设计比较前沿、有的还是探索性的设计技术。目的是启发学生学习专家那种敢于把最先进技术运用到设计飞行器中的创新思想。激发学生对新概念技术的敏感性与创新性。

( 2 )扩充性教材与学习资料

本课程教师曾翻译多本国外优秀飞机设计教材, 90 年代翻译俄罗斯《飞机设计》为很多航空研究所、厂和院校所参考使用。南航还较早把美国航空航天学会 AIAA 推荐的英文“飞机总体设计”教材引入到教学中。本课程主要扩充教材(其中前 4 本为本课程教师编译)为:

•  丁运亮 . 现代飞行器设计的理论与技术 . 南京:南京航空航天大学, 2004

•  余雄庆 . 飞机隐身设计技术 . 南京:南京航空航天大学, 1995

•  姚卫星,顾怡,结构可靠性设计,航空工业出版社, 1997.

•  谢米叶格尔等著 . 飞机设计 [M]. 杨景佐,胡传泰译 . 北京:航空工业出版社, 1986

•  (德) D. 屈曼奇,飞机空气动力设计,航空工业部 .1983.

•  方宝瑞,飞机气动布局设计,航空工业出版社, 1997

•  Jan Roskam. Airplane Design Part I: Preliminary Sizing of Airplanes. Roskam Aviation and Engineering [M] Corporation, Ottawa, Kansas, 1985

•  Daniel P. Raymer. Aircraft Design: A Conceptual Approach [M]. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. 1999

•  中国航空信息中心《世界飞机手册》编写组 . 世界飞机手册 [M] 北京:航空工业出版社, 2000

除此之外还有一些工程设计软件的使用手册和参考书。这些学习资料在综合设计和创新设计起着重要的作用。有些同学,通过这些参考书,进入学习现代飞机总体设计理论的领域。

2. 实践教学条件

飞行器总体设计与系统工程也是一门实践性较强的课程,为了满足飞行器总体设计与系统工程课程教学的要求,加深学生对飞机设计知识的理解,在飞行器总体设计与系统工程课程教学中,按照飞行器总体设计与系统工程课程的知识点,安排了完整的实践性教学环节,建立了完备的实践教学体系,建设了相应的实践设备和设计环境。

(1) 飞行器实体实验条件 ( 实验室面积 2100m 2 ) :

•  飞机陈列室,拥有 11 架完整的飞机和 7 架直升机;

•  飞机设计影像资料库;

•  飞机零部件陈列室(有大量的飞机部件解剖结构)。

(2) 大学生飞机创新设计实验室 ( 实验室面积 180m 2 ) :

•  提供飞机设计所需的工程软件,这些软件已为现代飞机设计单位所采用

飞机设计的计算机网络系统、工程设计软件 ( 飞行器设计系统: CATIA ;翼型优化设计: Airfoil 、 Pablo 、 Airfoil Optimizer ;翼面布局设计: VLM 、 Tornado ;全机气动分析: MGAero ;飞行性能分析: AAA 、 AirplanPDQ ;结构强度分析: ANSYS 、 NASTRAN) ;

•  提供飞机制作平台:各种制作工具、材料、成附件等;

•  飞机设计爱好者提供进行飞机设计活动的条件,并给予理论和技术指导。

本实验室是教学开放实验室, 全天对学生开放。学生经老师同意或实验室自主轮流管理的值班学生同意,可以利用实验室设备来设计、实验和制作小型无人机。

(3) 微型飞行器创新实验室 ( 实验室面积 200m 2 ) :

•  微型飞行器结构实验室,提供激光切割机、数控铣床、微型组 机床、雕刻机、塑料加工机等从事微小型飞行器结构的制作。

•  微型飞行器电子与电器实验室提供多种电子测试仪器,微型电机测试设备,仿真器、焊接设备,贴片机等设备可从事控制电路的设计与制作。

( 4 )南航无人机研究院——大学生实践教学基地 ,由于该研究院是集飞行器研究、设计、制造、生产和试验试飞全过程的产业性部门,先后设计生产十几种无人机和轻型有人驾驶飞机,对学生学习飞行器系统工程是极佳场所。

3 、建立了内容丰富的课程网站

( http://gc.nuaa.edu.cn/ad http://aircraftdesign.nuaa.edu.cn/pd-2004 )

飞机总体设计在多年前就建立了课程网站。网站首先从教学内容、教学目标和教学特点三个方面对飞机总体设计课程作了详细的介绍。向学生们指出了课程新的教学目标:即培养团队合作精神。教学特点采用 “ 基于问题的教学 ” 方法,即以解决某飞机总体设计问题为中心,进行 “ 教 ” 与 “ 学 ” ,学生不仅仅是获取有关飞机总体设计的知识,更重要的是学会如何应用知识来解决问题。

为了配合“带着设计任务”的方法教学,网站随着课程的进行在作业习题中给出了相应的任务。并提供了所需的翼型气动特性分析与设计软件、气动布局气动特性分析与设计软件和飞机总体计算机辅助分析与设计软件。如学生有问题可通过留言板向教师提出,使网站集演示、自学、自测功能为一身,是学生课下复习、开拓眼界、扩充知识的有效途径。

另外飞机总体设计将电子教材、教学课件均发布在网站上,并随着航空航天科技的进步不断更新。这样使得网络教学对书本教材进行有利的补充,使学生始终站在时代的前沿。形成了课上、课下相结合的双渠道教学模式。

•  提供学生可以了解本课程计划、教师、作业、考试方式等课程规范资料。

•  提供飞行器总体设计的教师电子教案。

•  提供较多飞机总体设计可使用的软件及使用说明,学生可以用于进行翼型、机翼、总体布局设计和计算分析。

•  提供课外参考教材与参考资料,扩大学生知识面。

•  提供给学生进行课外实际小型无人机设计制作的参考题目。

•  介绍以往学生从事小型无人机研制的资料与录像。

•  提供国外多学科优化设计网站等国外飞机设计源网站的链接。

 

南京航空航天大学航空宇航学院 版权所有