《无人机飞行原理》是无人机应用技术专业开设的一门专业基础课，其功能是对接该专业人才培养目标，面向无人机生产维修或无人机驾驶员等工作岗位，培养学生理论学习和实践分析能力，为后续《无人机模拟操控技术》、《无人机飞行操纵技术》、《无人机组装与调试》、《无人机飞控技术》等课程学习奠定基础的专业基础课程。如果本课程学不好的话，将会导致很多课程听不懂，学生将无法理解无人机每个零部件的用途。
1《无人机飞行原理》课程现状与存在的问题
本课程理论性强，知识点涉及机械、力学、航空等专业，重点、难点较多。课程内容公式多，很多地方难以理解，学习起来比较枯燥乏味。飞行原理课堂以讲授理论知识为主，学生不易理解，记忆不深刻。这种方式不利于激发学生探索飞行原理的兴趣，也不利于培养学生的创造性发散思维。另外，专科院校学生数学物理基础薄弱，个别学生没有学过物理，课堂接受程度参差不齐，传统原理性知识讲解一部分学生不易接受，导致学生没有太大的兴趣，更多的像是在完成上课任务，听完之后印象不深刻，课堂效果差。
大部分学校开设的飞行原理课程，都是讲无人机空气动力学知识，理论性很强。很多高校无人机飞行原理的实训内容都是以航模制作为主，取得了一系列的成绩。通过航空模型的制作和飞行活动，能使学生在亲身探索中学到飞行原理、飞机结构、操作技术等知识。同时也通过航模制作，可以跨越专业知识领域，达到多种学科相融合的目的。但是如果仅仅通过航模制作，会让整个课程变得太过于单一，不够丰富，甚至个别学生会厌倦。所以实训课程的建设应该朝着多元性方向发展，更有利于培养学生分析问题的能力。
2“空难分析法”教学的提出
为了最大限度地激发学生对飞行原理的兴趣，提高学生对本课程的重视，为了培养学生的创造性发散思维能力，为了提高学生的学习效率和对课堂所学知识的应用能力，不断促进产教融合校企“双元”育人，真正做到将理论知识和实践相结合。本课题提出了“空难分析法”教学法，进一步促进教学资源的多样化发展，该教学方法旨在补充“理论解决实际问题脱节”的不足。这在飞行原理的课程中是不少见的，也是具有创新性的。
飞行安全是无人机飞行的首要问题。空难视频对学生的震撼力强，理清空难背后事故原因能激发学生的学习动力。教学中，针对不同的知识内容安排播放不同的空难视频，学生往往会在好奇和紧张的气氛中把整个空难事故视频看完。然后通过空难事故分析，让学生了解事故原因，大部分坠机都跟飞机的质量、飞行环境、机长的操作和机务人员维修相关，通过层层分析最终还是跟飞行原理相关。事故分析完美结合理论知识点，上课过程犹如侦探破案，既加强了安全教育又掌握了相关理论知识。
3“空难分析法”教学的实践
将上课内容的情境化的思想全面融入课程。将航空空难故事原因分析和无人机飞行原理知识点相对应起来。
3.1 空难视频资源的收集，上课内容的故事化和情境化
航空领域非常重视总结失败经验教训。离奇的空难会造成巨大的损失，因此人类会花费大量精力探索失事的原因，从而避免空难的再次发生。将飞行原理知识点和航空空难故事原因相结合，这样的结合，让教学内容变的更加丰富，更加有吸引力，非常完美地将枯燥无味飞行原理知识情境化和故事化。让枯燥无味的课程变得很有意思。
3.2 课程思政育人知识点和航空空难故事原因相结合
将飞机事故进行分类，阐述飞机事故的事件链，飞行事故的偶然性与必然性。可以将飞机事故分成三大类，第一类原因是飞机的设计、制造因素。第二类原因飞行事故的环境因素。第三类原因是导致飞机事故的人为因素。
以如何避免航空空难发生为主思路，讲述仔细、认真、负责的工作态度和严谨的管理思想及规范的检查流程对航空安全的重要性。绝对不能心存侥幸，教育学生养成良好的生活习惯。通过惨痛的教训，告诫学生必须坚守严谨的工作态度，养成正确的工作习惯。绝对不能滋生麻痹思想，看成绩多，看问题少，并存在盲目乐观情绪。一定要处理好安全和生产、安全和效益的问题。安全永远是第一位的。
3.3 空难分析法和课程内容相结合
剖析空难分析具体原因并进行分类。将空难视频里的情节与课程内容结合起来。
例如因天气原因失事空难可以和大气基本知识这一章节结合，因误操作，忘记放下襟翼等操作而坠机的可以和无人机升力公式相结合。因飞机自身故障导致所有操作面失灵的可以和飞机的操纵性相结合。因飞机装货重心偏移失事的事故，可以和飞机的机动飞行和俯仰平衡知识点相结合。飞机皮托管堵塞可以和表速与真空速及伯努利方程这个知识点相结合。
图1 空难事故分析视频资源
3.4 空难分析法上课实例
1999年2月24日，中国西南航空公司一架苏制图-154M型客机，坠落在温州地区瑞安市阁巷镇农田里，事故导致飞机上61人全部遇难。
事故最后情境：飞机飞到浙江德兴市上空，这时机组察觉到飞机的升降舵有问题，推杆低头操作不顺畅。升降舵反应异常迟钝。
飞行原理角度：机长一方面让副驾驶调整前后油箱分配。另一方面命令乘务长组织乘客向前舱移动。双管齐下，把飞机的重心向前移动，从而增加低头力矩。机长刚开始的做法是完成合理的，符合飞行力学。但是接下来，飞机放下了起落架，继续下降到1200米的飞行高度。接着，又放下了襟翼，襟翼放下来之后，机翼上的升力立即提高。但是机组明显忽略了一点，对于后掠式固定翼飞机而言，机翼升力会对飞机产生一个低头力矩。这个低头力矩，是需要尾翼上的升降舵来进行配平补偿的。可是这时飞机的升降舵控制已经失效，无法进行正常配平补偿。最后，飞机俯冲到地面了。
事故原因分析：操作杆和升降舵之间连接杆上那颗自锁螺母此时已经脱落，从而导致了整个连接杆发生了松动。升降舵已经处于逐渐失去控制的状态。飞机因维修事故导致客机粉碎性解体。
课程思政悄然融入：61人因一颗螺母命丧天空，所以任何一个细节都是导致失败的关键因素。没有一个严格管理制度，安全隐患是无法消除的。飞机是一个庞大的系统，任何一个微小的零部件，都关系到整理系统的安全和稳定。
4 “软件模拟仿真”教学的提出
该教学方法旨在解决该课程理论知识枯燥的痛点。根据人才培养方案，针对每一个关键知识点，设置合理的实训方式，采用模拟仿真，将理论知识转化为直观的飞行现象，培养学生的创造性发散思维。通过引入外国软件Xplane11模拟飞行软件，其中具有一些常见机型，可以模拟飞行中的真实操作，包括飞机飞行时的各种开关、仪表盘，各种可操纵装置，如起落架，襟翼，副翼，油门，方向舵，升降舵等等。学生可以在模拟飞行中辅助理解学习，例如飞机的平衡性、稳定性、操作性等原理。
5 Xplane11专业飞行模拟软件在教学中的应用
Xplane11作为专业飞行模拟软件，深得航空爱好者的喜爱。可以在教学过程中引入Xplane11专业飞行模拟软件，并下载世界地图、飞机场和各种飞机模型，仿真效果十分逼真，如图2所示。高配置的电脑可以非常好的运Xplane11专业飞行模拟软件。每位学生也可以在自己的电脑上安装。
模拟飞行仿真可以引起同学们对飞行原理这门课的极大兴趣。仿真软件里可以清晰的展示飞机的升降舵、方向舵、副翼等等。学生可以操作飞机的起落架、油门、襟翼、副翼进行飞行。理解飞机的受力分析情况。利用这款软件可以非常真实的模拟出飞机空难的整个过程和受力失控的状态，从而将空难分析和软件仿真相结合起来。在这个模拟环境里，学生可以进行多种形态的模拟飞行，如起飞、降落、五边飞行、盘旋等等。
图2 Xplane11专业飞行模拟软件效果图
6结束语
本文创新性地提出了“空难分析法”和“软件模拟仿真法”在《无人机飞行原理》中的应用。并且阐述了这两种办法具体的实施方法和优点。在“空难分析法”中，本文还举了一个实例，具体说明了空难视频与无人机飞行原理知识点是如何结合的。在“软件模拟仿真”教学中，本文也给出了使用什么软件如何进行理实一体化教学的具体办法。总之，本文的两种教学方法充分激发学生的学习兴趣，提高了教学效果。
作者简介：虞君锚（1987—），男（汉族），浙江温州人，硕士，工程师，专任教师， 研究方向为多旋翼无人机技术。王浩（1991-），男（汉族），河南南阳人，硕士，浙江安防职业技术学院助教，主要从事无人机飞行原理的研究。
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