Расчетные программы как дидактический генератор учебной дисциплины «Основы ракетно-космической техники»


https://doi.org/10.21686/1818-4243-2018-1-48-58

Полный текст:


Аннотация

В статье предложен новый метод преподавания дисциплины «Основы ракетно-космической техники», использующий специализированные расчетные программы как дидактический инструмент для формирования учебного материала как практических занятий, так и теоретического курса. Произведен краткий обзор учебной литературы по ракетно-космической технике, изданной за последние десятилетия. Обозначены организационно-методические проблемы, связанные с преподаванием дисциплины: определение объема и содержания излагаемого учебного материала, необходимость установления межпредметных связей, поиск задач, решение которых доводится «до числа». Произведен обзор педагогических технологий, а также требований, предъявляемых к современным дидактическим инструментам. На основании этого анализа сформулированы принципы построения разрабатываемого дидактического инструмента. Используется педагогическая технология с построением учебного процесса на опережающей основе, знания представляются в свернутом виде, реализуется совмещение процедур моделирования и анализа знаний. Визуализация знаний достигается при рассмотрении числовых примеров. В качестве психолого-педагогических приемов используются индуктивный синтез и дедуктивный анализ, а также формирование проблемных ситуаций. В практической реализации дидактического инструмента использованы три специализированные расчетные программы: TERRA (автор Б.Г. Трусов) – расчета химического и фазового равновесия многокомпонентных систем; RK1, TRIJ1 (автор Н.Н. Генералов) – определения проектно-конструктивных параметров одноступенчатой управляемой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем и расчета траектории выведения полезного груза одноступенчатой управляемой баллистической ракеты. Изучение дисциплины начинается с освоения интерфейса данных программ и выполнения тестового задания. Затем на лекциях и семинарах производится развертывание знаниевого контента в семантическую сеть, компонентой связности которой являются исходные данные и результаты работы этих программ. Приводятся фрагменты такой сети. В зависимости от компоновочной схемы изделия обсуждаются возможные конструктивно-силовые схемы отсеков, характеристики используемых материалов и технологические способы изготовления. Значения летных характеристик ракеты связываются с уравнениями движения летательного аппарата, записанными относительно проектно-баллистических параметров. От рассчитанных термодинамических параметров двигательной установки можно перейти к изложению сведений по основам теории ракетных двигателей, составу и агрегатам пневмо-гидравлических систем. Подробно рассмотрен вопрос наддува топливных баков жидкостной ракеты, разработана формальная когнитивная карта предметного типа. Показаны примеры задач, сформулированные с использованием данных из программ TERRA, RK1 и TRIJ1, которые достаточно легко решаются и дают наглядные числовые результаты, не только визуализирующие, но и моделирующие знания. Представлен пример курсового домашнего задания, где решается традиционная для учебной литературы по ракетной технике задача – определение внутренних сил в корпусе ракеты. Использование результатов работы программ RK1 и TRIJ1 позволяет варьировать уровень сложности задания. Проведено сравнение предложенного нового метода преподавания дисциплины с традиционным подходом. Разработанный метод преподавания дисциплины «Основы ракетно-космической техники» внедрен в учебный процесс на факультете «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н.Э.Баумана. 


Об авторе

К. П. Баслык
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Россия

Доцент, кафедра "Космические аппараты и ракеты-носители"

Кандидат технических наук. SPIN-код 8410-8935

Тел.: 8-916-586-61-80 



Список литературы

1. Феодосьев В.И. Основы техники ракетного полета. М.: Наука, 1979. 496 с.

2. Пенцак И.Н. Теория полета и конструкция баллистических ракет. М.. Машиностроение, 1974. 344 с.

3. Паничкин Н.И., Слепушкин Ю.В., Шишкин В.П., Яцынин Н.А. Конструкция и проектирование космических летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1986. 344 с.

4. Вольский А.П. (ред.), Карин В.М., Николаев В.Н., Пригожин Н.И., Халдеев А.В., Шуйский И.А. Космодром. М.: Воениздат, 1977. 309 с.

5. Александров В.А., Владимиров В.В., Дмитриев Р.Д., Осипов С.О. (ред.) Ракеты-носители. М.: Воениздат, 1981. 315 с.

6. Бобков В.Н., Васильев В.В., Демченко Э.К., Лебедев Г.В., Овсянников В.А., Раушенбах Б.В., Сургучев О.В., Тимченко В.А., Феоктистов К.П. (ред.), Фрумкин Ю.М., Черняев Б.В. Космические аппараты. М.: Воениздат, 1983. 319 с.

7. Карраск В.К. Двигательные установки (конспект лекций). М.: МАИ, 1976. 142 с.

8. Карраск В.К. Проектирование конструкций летательных аппаратов (Выбор основных проектных решений и параметров). М.: МАИ, 1987. 84 с.

9. Карраск В.К., Шаевич С.К. Проектирование конструкции космических летательных аппаратов. М.: МАИ, 1987. 79 с.

10. Алифанов О.М., Панкратов Б.М. (ред.), Хохулин В.С. Летательные аппараты. М.: МАИ, 1986. 264 с.

11. Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. М.: БИНОМ, 2011. 407 с.

12. Буланова-Топоркова М.В., Духавнева А.В., Кукушин В.С. (ред.), Сучков Г.В. Педагогические технологии. М.: ИКЦ «МарТ», 2004. 336 с.

13. Штейнберг В.Э. Дидактическая многомерная технология + Дидактический дизайн (поисковые исследования). Уфа. Изд-во БГПУ, 2007. 136 с.

14. Добряков А.А. Психолого-педагогические основы подготовки элитных специалистов как творческих личностей (содержательные элементы субъект-объектной педагогической технологии). М.: Логос, 2001. 358 с.

15. Трусов Б.Г. Программная система TERRA для моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. Горение и плазмохимия. Материалы III Международного симпозиума. Алматы. Изд-во Казахского национального университета, 2005. С. 52–57.

16. Ковалев Б.К. Развитие ракетно-космических систем выведения. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 400 с.

17. Очков В.Ф. Живые кинематические схемы в Mathcad // Открытое образование. 2013. № 3. С. 27–33. DOI.10.21686/1818-4243-2013- 3(98)-27-33

18. Кравченко Н.С., Ревинская О.Г. Изучение распределения Максвелла с помощью компьютерной модели и в натурном эксперименте // Открытое образование. 2014. № 1. С. 12–18. DOI.10.21686/1818-4243-2014-1(102)-12-18

19. Волков Е.Б. (ред.), Филимонов А.А., Бобырев В.Н., Кобяков В.А. Межконтинентальные баллистические ракеты СССР (РФ) и США. История создания, развития и сокращения. М.: ЦИПК РВСН, 1996. 376 с.

20. Гахун Г.Г. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. М.. Машиностроение, 1989. 424 с.

21. Козлов А.А., Новиков В.Н., Соловьев Е.В. Системы питания и управления жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1988. 352 с.

22. Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. 488 с.

23. Неудахина Н.А. О возможностях практического внедрения технологии визуализации учебной информации в вузе // Известия Алтайского государственного университета. 2013. № 2-2(78). С. 35–38. DOI 10.14258/ izvasu(2013)2.2-06

24. Баслык К.П., Генералов Н.Н., Кулешов Б.Г. Способ определения временного параметра программы // Наука и образование. 2014. № 10. С. 192–208. DOI. 10.7463/1014.0728843

25. Разумеев В.Ф., Ковалев Б.К. Основы проектирования баллистических ракет на твердом топливе. М.. Машиностроение, 1976. 356 с.

26. Балабух Л.И., Колесников К.С., Зарубин В.С., Алфутов Н.А., Усюкин В.И., Чижов В.Ф. Основы строительной механики ракет. М.: Высшая школа, 1969. 496 с.


Дополнительные файлы

1. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Скачать (62KB)    
Метаданные
2. Неозаглавлен
Тема
Тип Прочее
Скачать (91KB)    
Метаданные
3. Неозаглавлен
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (79KB)    
Метаданные

Для цитирования: Баслык К.П. Расчетные программы как дидактический генератор учебной дисциплины «Основы ракетно-космической техники». Открытое образование. 2018;22(1):48-58. https://doi.org/10.21686/1818-4243-2018-1-48-58

For citation: Baslyk K.P. Calculation programs as a didactic generator of the discipline “Fundamentals of rocket and space techniques”. Open Education. 2018;22(1):48-58. (In Russ.) https://doi.org/10.21686/1818-4243-2018-1-48-58

Просмотров: 231

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1818-4243 (Print)
ISSN 2079-5939 (Online)