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小小工程师-火箭设计显身手

     2022年04月19日 09:51           打印   [字号: ]    

亲爱的同学们大家好,欢迎大家来到航天四小“名校+”科技课堂,虽然疫情原因让我们不能在校园见面,但我们停课不停学。今天让我们一起感受我国航天事业的蓬勃发展。

2022年4月16日9时56分,在太空遨游半年的神舟十三号飞船在东风着陆场平安降落,太空“出差”的3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富安全顺利出舱,重回地球的怀抱。

 

 一、航天发展史简介

我国的航天事业是如何取得今天这样辉煌的成就的呢?接下来让我们去了解我国火箭事业的发展。

通过视频我们大致了解了我国航天事业发展史。那同学们知道飞天第一人是谁呢?人类历史上第一位真正飞天实践者,中国明朝有一个官吏叫万户。他在一把座椅的背后装上了 47枚当时最大的火箭,他把自己捆绑在椅子的前面,两只手各拿一只大风筝,但是火箭发射爆炸,他献出了生命。

 

国际天文学联合会将月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名。

新中国第一个上天的人是航天英雄杨利伟,2003年10月15日,坐着由长征二号F运载火箭搭载的神舟五号飞船上天,圆了中华民族千年的飞天梦。

中国航天发展的四大里程碑

(1)第一个想到利用火箭飞天的人——明朝的万户

(2)东方红一号——中国第一颗人造卫星

1970 年中国第一颗人造卫星“东方红1号”成功升空!成为了中国航天发展史上第二个里程碑。

 

3) 载人航天

2003 年10 月15 日,中国神舟五号载人飞船升空,表明中国掌握载人航天技术,成为中国航天事业发展史上的第三个里程碑。

4)深空探测-嫦娥奔月

2007年10月24日18时05分,随着嫦娥一号成功奔月,嫦娥工程顺利完成了一期工程。此后,神舟九号与天宫一号相继发射,并成功对接。2016年9月15日22时04分09秒,天宫二号空间实验室酒泉卫星发射中心发射成功。


二、火箭的结构及发射原理

1.火箭的结构

同学们,当你们看到火箭发射的时候有没有想过火箭的结构及发射原理是什么样的吗?接下来跟随着老师的步伐一起来学习吧!

 

现代运载火箭可以分为结构系统(又称箭体结构)、动力系统 (又称推进系统)和控制系统,这三大系统称为运载火箭的主系统。

结构系统是运载火箭的基体,它用来维持火箭的外形,安装、连接火箭各系统内的所有仪器、设备,承受火箭在地面运输、发射操作和在飞行过程中箭上的各种载荷。

动力系统是产生推力,推动运载火箭飞行的装置,由燃料部分和发动机部分组成。

控制系统用来控制运载火箭沿预定轨道正常飞行。

火箭质量较大,单级火箭不可能把物体送入太空轨道,于是火箭就设计成了一级一级的。每一级都有燃料,一级烧完之后就自动脱落。然后让二级点火,这样火箭就越飞越轻,速度也越来越快。运用这种多级火箭的“接力”技术,最终可以超越第一宇宙速度,实现太空航行。

2.火箭发射的原理

 

火箭之所以能发射,是因为在火箭发动机中,燃料与氧化剂混合燃烧,向火箭的后方以极大的速度喷射出高温高压气体,产生向前的反作用力,并以此作为火箭飞行的推动力,推动火箭向前飞行。


三、火箭的动力系统

 

航天运载火箭的动力系统包括火箭发动机和推进剂输送系统两大部分。火箭的动力系统能够产生强大的推力,从而把有效载荷送入太空。火箭的发动机是运载火箭技术的核心,也是整个航天技术的核心。它的发展水平,也直接决定了一个航天大国的整体航天水平。


四、我心目中的火箭

活动1.搜索火箭模型

师:通过刚才的讲解,同学们已经了解火箭的相关知识,那么大家想不想动手制作出一款你心中的火箭模型呢?

首先,我们打开百度浏览器,在网上搜索火箭的模型图片,此时会有许许多多不同类型,不同型号的火箭出现,选择你喜欢的火箭模型,进行保存,接着我们要画出火箭的模型。

活动2:画出火箭的模型

温馨提示:

1.低段学生在纸上用铅笔和尺子画出火箭模型图。

2.中高段学生在电脑的画图软件上画出火箭的模型图。

电脑画图具体操作如下。

第一步: 


 


第三步:展示部分同学设计的火箭

低年级的同学画完火箭可以按照自己的喜好给它涂色,高年级同学可根据自己了解的火箭知识进一步细化它的结构,同学们画完后可给家人讲解自己的设计理念。

  

活动3:手工制作

下面我们来到了大家最喜欢的动手实践部分。

1-2年级:用泡泡泥做火箭模型。

3-6年级:利用家中的现有材料(塑料泡沫、硬纸板)制作出模型。


温馨提示:我们还可以使用scratch编程在电脑上设计让火箭动起来的小游戏。

大家都听明白了吗?赶紧动手制作吧!


五、交流和改进

1.同学们,相信你们一定按照老师的要求已经做好了各式各样的小火箭,一二年级的小朋友用泡泡泥捏出了五颜六色的小火箭,三至六年级同学用矿泉水瓶、各色卡纸、废旧纸盒等制作出了造型各异的火箭,老师为你们动脑思考后动手操作的成果点赞。

2.在项目化学习中,当我们设计制作好产品后,需要对他进行测试,并进行迭代优化,测试中我们发现自己制作的火箭可能只是静态模型,不能向神州十三号一样遨游天际,那么我们可以思考可否给它加上动力系统,让它实现短距离的发射飞行呢?老师这里给大家提出几个建议。我们可以在用矿泉水瓶制作的火箭上加一个自行车的气嘴连接打气筒,以空气作为动力。还可以以橡皮筋作为动力,制作发射火箭,或者其他遥控动力系统,让火箭发射。

同学们,去年我们目睹了宇航员升天的壮举,领略了太空授课的奇妙,感叹中华民族的伟大,上周六,在轨长达六个月之久的神舟十三号航天员成功着陆在东风着陆场,标志着我国的航天事业又上了新台阶,让我们乘着科技的翅膀,不断开拓创新,动脑思考,动手实践,为建设科技强国贡献自己的力量。

 

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