115150 (Изготовление космического аппарата типа шатл на уроках трудового обучения)

Содержание

Введение

1 Актуальность темы «Изготовление космического летательного аппарата типа шатл»

2 Особенности методического и технологического обеспечения

3 Организация рабочего места

4 Инструменты, приспособления и инвентарь используемый для изготовления модели шатла в школьных мастерских

5 Изготовление модели космического летательного аппарата типа шатл

Заключение

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Космическое пространство (космос) — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Вопреки распространённым представлениям, космос не является абсолютно пустым пространством — в нём существует очень низкая плотность некоторых частиц (преимущественно водорода), а также электромагнитное излучение. Иногда под космосом понимают всё пространство вне Земли, включая небесные тела.

Космос всегда манил человека. Еще древние люди, глядя на великолепное звездное небо, мечтали оказаться там - во всеобъемлющей пустоте, таинственной и красивой. Однако только в 20 веке наука и технический прогресс достигли такого уровня, который позволил дать старт покорению космоса человеком.

Однако, несмотря на то, что с момента фактического начала этого пути прошло почти полвека, до сих пор не утихают споры, кто же первым оказался в космосе. Какая страна, какому из двух гигантов - СССР или США - можно присвоить звание первооткрывателя космоса, кто больше его достоин.

Целями курсовой работы являются:

1. Ознакомлением с историей покорения человеком космоса;

2. Формирование представления о создании моделей;

3. Создание модели;

1 АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ «МОДЕЛИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ТИПА ШАТАЛ»

Двадцатый век – был веком научно-технического прогресса. Человечество с тех пор во многом продвинулось, и двадцать первый век дает неограниченные возможности в космологии, компьютеризации всего мира который нас окружает. Важную роль в жизни современного человека играет осознание и представление вопроса: каким образом происходит создание и использование новых технических достижений. На сколько серьезно человеку необходимы эти достижения. Благодаря космосу, мы общаемся и смотрим телевидение. Все это возможно только при развитии науки. Моделирование космических объектов помогает человеку осознать суть современной науки, а подрастающее поколение сможет непосредственно принять участие в развитии науки.

Многоразовый транспортный космический корабль (МТКК) — пилотируемый космический корабль, конструкция которого предусматривает повторное использование всего корабля или его основных частей после возвращения из космического полёта. Иногда применяется название «Космический корабль многоразового использования».

В настоящее время только два государства обладают опытом создания и эксплуатации данного типа космических аппаратов: США и Россия. В США была построена целая серия больших космических кораблей многоразового использования «Спейс шаттл», в также проектировались меньшие X-20 Dyna Soar, NASP, VentureStar, в СССР и России — большой корабль «Буран» и проектировались меньшие «Спираль», «Заря», МАКС, «Клипер».

Космическая программа по использованию МТКК в СССР была свёрнута в связи с невозможностью дорогостоящей эксплуатации аппаратов данного типа в сложившихся экономических условиях. В США шаттлы интенсивно используются, являясь одним из основных средств доставки крупногабаритных грузов и экипажей большой численности на МКС, однако в связи с катастрофами шаттлов «Челленджер» (в 1986 году) и «Колумбия» (в 2003 году) планируется завершение эксплуатации шаттлов, которое намечено на 2010 год.

Многие технологически развитые страны, в частности страны Евросоюза (в том числе ранее Франция, ФРГ, Великобритания), Япония, Китай, Индия проводили и проводят исследования направленные на создание собственных образцов космических систем многократного применения (Гермес, Хоуп, Зенгер-2, ХОТОЛ, ASSTS, RLV и т. д.).

Начало работ по созданию шаттлов было положено 5 января 1972 года, когда президент США Ричард Никсон утвердил эту программу НАСА. Но особую поддержку программе создания МТКК оказал Рональд Рейган, так как шаттлы были ключевым звеном программы «звёздных войн» — программы гонки вооружений в космосе. По расчётам экономистов, стоимость вывода в космос одной тонны груза при использовании шаттлов должна была быть низка, за счёт многократного использования дорогостоящего оборудования, с помощью шаттлов можно возвращать спутники с орбиты, осуществлять ремонт спутников в космосе, выводить в космос ядерное оружие.

На данный момент многими считается, что корабли многоразового использования не принесли планируемой выгоды, поскольку были недооценены эксплуатационные затраты. Однако подобные аппараты не являются тупиковым путём развития космонавтики и после создания более совершенных двигателей, материалов и технологий несомненно вытеснят одноразовые или частично спасаемые системы.

Отличительной особенностью космических кораблей многоразового использования в настоящее время является то, что для их запуска используются ракеты-носители — например в Советском Союзе это была «Энергия», которая по своей сути являлась ракетой-носителем особо тяжёлого класса, её использование для запуска орбитального корабля было вызвано расположением стартовой площадки в более высоких широтах по сравнению с американской системой. В США во время запуска «Шаттла» одновременно используются два твердотопливных ускорителя (booster) и двигатели самого орбитального корабля, криогенное топливо для которых черпается из внешнего бака. После выработки ресурса происходит отделение ускорителей, которые затем приводняются, используя парашютную систему. Позднее отделяется внешний топливный бак и сгорает в плотных слоях атмосферы. Ускорители используются повторно, но имеют ограниченный ресурс. Советская ракета «Энергия» могла использоваться и для вывода на орбиту особо тяжёлых грузов (элементов космических станций, межпланетных кораблей и пр.) общим весом до 100 тонн.

Проектируются и МТКК с горизонтальным стартом, например по двухступенчатой схеме со сверхзвуковым или дозвуковым самолётом-носителем, который выводит космический аппарат на заданную точку (возможен длительный перелёт с дозаправкой в воздухе, к экваториальным областям земного шара, с более благоприятными условиями для запуска), поднимает его на определённую высоту, после чего происходит отделение МТКК и он выходит на опорную орбиту используя собственные двигатели. В частности по такой схеме создан суборбитальный космический самолёт SpaceShipOne, совершивший три успешных прыжка за 100-километровую отметку, признанную ФАИ границей космического пространства. Одноступенчатая схема запуска, при которой воздушно-космический самолёт использует для запуска только собственные двигатели, без сбрасываемых ускорителей или внешних топливных баков (англ. SSTO — Single Stage To Orbit, одноступенчатый орбитальный корабль) большинством специалистов признается неосуществимой при современном уровне развития науки и техники. Преимущества такой схемы, в основном в эксплуатации, надёжности и времени подготовки к запуску, в настоящее время не перевешивают затрат на разработку гибридных ракетных двигателей, и сверхлёгких материалов, которые необходимы для создания такого аппарата.

Существуют также проекты многоразовых аппаратов с вертикальным взлётом и вертикальной посадкой на тяге двигателей. Наиболее разработанным (и прошедшим серию испытаний) из них является созданный в США аппарат «Delta Clipper».

Вновь разрабатываемые в США («Орион») и России (ППТС с ПТКНП («Русь»)) корабли планируются частично-многоразовыми.

В течении небольшого периода времени с начала космической эры человек не только послал автоматические космические станции к другим планетам и ступил на поверхность Луны, но также произвел революцию в науке о космосе, равной которой не было за всю историю человечества. Наряду с большими техническими достижениями, вызванными развитием космонавтики, были получены новые знания о планете Земля и соседних мирах.

Одним из первых важных открытий, сделанных не традиционным визуальным, а иным методом наблюдения, было установление факта резкого увеличения с высотой, начиная с некоторой пороговой высоты, интенсивности считавшихся ранее изотропными космических лучей.

Это открытие принадлежит австрийцу В. Ф. Хессу, запустившему в 1946 г. газовый шар-зонд с аппаратурой на большие высоты.

В 1952 и 1953 гг. д-р Джеймс Ван Аллен проводил исследования низ ко энергетических космических лучей при запусках в районе северного магнитного полюса Земли небольших ракет на высоту 19-24 км и высотных шаров-баллонов. Проанализировав результаты проведенных экспериментов, Ван Аллен предложил разместить на борту первых американских искусственных спутников Земли достаточно простые по конструкции детекторы космических лучей.

С помощью спутника “Эксплорер-1” выведенного США на орбиту 31 января 1958 г. было обнаружено резкое уменьшение интенсивности космического излучения на высотах более 950 км.

В конце 1958 г. АМС “Пионер-3” преодолевшая за сутки полета расстояние свыше 100000 км, зарегистрировала с помощью имевшихся на борту датчиков второй, расположенный выше первого, радиационный пояс Земли, который также опоясывает весь земной шар.

В августе и сентябре 1958 г. на высоте более 320 км было произведено три атомных взрыва, каждый мощностью 1,5 кт. Целью испытаний с кодовым названием “Аргус” было изучение возможности пропадания радио и радиолокационной связи при таких испытаниях. Исследование Солнца - важнейшая научная задача, решению которой посвящены многие запуски первых спутников и АМС.

Американские “Пионер-4” - “Пионер-9” (1959-1968гг.) с околосолнечных орбит передавали по радио на Землю важнейшую информацию о структуре Солнца. В тоже время было запущено более двадцати спутников серии “Интеркосмос” с целью изучения Солнца и околосолнечного пространства.

Таким образом, данная тема играет важнейшую роль в развитии науки и техники. Только после четкого изучения специальной литературы, создания специальных моделей, внесения изменений. Человек сможет четко осознавать положительные аспекты современной науки.

2 ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИЧЕСКОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Большинство уроков труда и кружков моделистов посвящаются работе с бумагой и картоном. Бумага и картон сами по себе – кладовые фантазии и игры воображения. А если его соединить с ловкостью рук, то все можно оживить, дать как бы вторую жизнь.

Изготовление моделей, поделок из бумаги и картона – труд кропотливый, увлекательный и очень приятный. Изготовление моделей требует от юного моделиста ловких действий, постепенно рука приобретает уверенность, точность, а пальцы становятся гибкими, это очень важно.

Ручной труд способствует развитию сенсомоторики – согласованности в работе глаза и руки, совершенствованию координации движений, гибкости, точности в выполнении действий. Труд с бумагой и картоном оказывает большое внимание на умственное развитие учащихся, на развитие их мышления, внимания. Во время такой работы создаются условия для развития не только планирующей функции речи, но и речевой регуляции поведения.

Труд по изготовлению поделок из бумаги и картона способствует развитию личности учащихся, воспитанию их характера. Постепенно у юных моделистов формируются такие качества, как целеустремленность, настойчивость, умение доводить начатое дело до конца.

Бумага и картон – самые распространенные и доступнее в обработке материалы. В процессе работы по моделированию космического объекта типа шатл из бумаги и картона учащиеся получают представление об их производстве, видах, свойствах, об использовании в технике, о профессиях людей, связанных с изготовлением космических летательных аппаратов.

Формирование у учащихся практических умений по обработке данных материалов осуществляется в процессе изготовления моделей. При изготовлении моделей и изучении литературы по данной тематике школьники изучают четкие приемы резания бумаги ножницами, соединения деталей клеем. При моделировании шатла учащиеся расширяют знания и осваивают умений по разметке деталей из бумаги и картона сгибанием по шаблону, с Помощью измерительных инструментов, приемы резания картона ножом, различные способы оформления изделий аппликацией, окрашиванием, с использованием других видов материалов.

Бумага и картон – материалы, при работе с которыми закладываются основы графической грамотности. Учащиеся получают общее представление о техническом рисунке, эскизе, чертеже, учатся понимать простейшие чертежи (эскизы) и выполнять по ним разметку.

В основу программ по обработке бумаги и картона положена определенная последовательность практических заданий, которые включают в себя группы изделий, сходные по конструктивным особенностям и технологическим операциям.

Развитию технического мышления юных моделистов способствует включение в различные этапы создания моделей шатла. С последующим, обобщением опыта, решение задач по совершенствованию технологического процесса изготовления предложенной модели или его конструкции с последующим внесением, изменений в технологический процесс.

Данный раздел; может быть расширен по усмотрению руководителя за счет времени, отведенного на дополнительные виды работ, например на ремонт и восстановление старых моделей, работу с папье-маше и другие виды обработки бумаги и картона, доступные в школьной мастерской.

Пополнение и систематизация знаний учащихся о бумаге и картоне, их отличительных свойствах способствует специально организуемые руководителем кружка наблюдения, беседы, простейшие опыты и исследования. Подобная, пусть еще очень элементарная, исследовательская деятельность учащихся по изучению свойств обрабатываемых материалов помогает учащимся более сознательно подходить к процессу конструирования и изготовления изделий, выбор материалов для практических работ, правильному использованию этих материалов при изготовлении деталей изделий.