«АЭРОквантум. Основы моделирования и конструирования БПЛА»

Актуальность программы обусловлена тем, что в настоящее время БПЛА (беспилотные летательные аппараты) все больше набирают популярность. Изначально беспилотники или, как раньше принято было называть, дроны широко использовались для решения военных задач (проведения разведки) и службами метеопрогноза. Мониторинг ледовой обстановки, экологический мониторинг, геофизическая и другие виды разведки, картографирование, поддержка поисково-спасательных операций, охрана границ – эти задачи могут решаться беспилотными аппаратами круглосуточно практически в любых погодных условиях и без риска для жизни человека. Сегодня эти беспилотные летательные аппараты (БПЛА) могут стать прорывом в мире коммерции. На рынке труда появилась новая профессия «оператор по управлению беспилотными летательными аппаратами». Вопросы о целесообразности применения данной технологии и ее жизнеспособности уже не обсуждаются, все эксперты пытаются провести экономические прогнозы развития данной технологии. По результатам составленных прогнозов коммерческое применение беспилотников приведет к дополнительным рабочим местам. Применение беспилотных технологий поможет увеличить ВВП стран в несколько раз. В настоящее время школьные программы не предусматривают специального знакомства с данными технологиями. Данная программа дополнительного образования детей направлена на:

– создание условий для развития ребенка; 

– развитие мотивации к познанию и творчеству;

– обеспечение эмоционального благополучия ребенка; 

– приобщение детей к общечеловеческим ценностям; 

– профилактику асоциального поведения;

– создание условий для социального, культурного и профессионального самоопределения, творческой самореализации личности ребенка, се интеграции в систему мировой и отечественной культур;

– интеллектуальное и духовное развития личности ребенка;

–укрепление психического и физического здоровья;

– взаимодействие педагога дополнительного образования с семьей.

 

Отличительной особенностью данной программы от уже существующих образовательных программ является её направленность на развитие обучающихся в проектной деятельности современными методиками с помощью современных технологий и оборудования. Новизной данной образовательной программы от уже существующих в этой области заключаются в использовании широкого спектра оборудования для приобретение практических навыков работы с беспилотными летательными аппаратами. Мобильный технопарк «Кванториум» предоставляет образовательные услуги по технической направленности дополнительного образования на основе проектной деятельности, включая подготовку групп школьников в отдаленных районах Республики Бурятия , на постоянной основе занимающихся совместным решением одной задачи, к участию в конкурсах технических проектов, а также организацию и проведение мероприятий регионального, всероссийского и международного уровней.

 

Педагогическая целесообразность этой программы заключается в том, что она является целостной и непрерывной в течение всего процесса обучения и позволяет обучающемуся шаг за шагом раскрывать в себе творческие возможности и самореализовываться в современном мире. В процессе изучения, обучающиеся получат дополнительное образование в области авиастроения, информатики, математики и физики.

 

Педагоги

Чимитов Булат Владимирович, Педагог дополнительного образования

  Будаев Саян Раднаевич,      Педагог дополнительного образования

Чинавлев Максим Валерьевич , Педагог дополнительного образования

Очиров Виктор Жугдурович,Педагог дополнительного образования

Содержание программы

1.      Стартовый  уровень

 

1.1.Тема. Знакомство с Кванториумом. Техника безопасности.   Вводное занятие.

(вводная лекция о содержании курса, основы техники безопасности полётов.)

1.2.Тема История авиации и БПЛА Простейшие свободно летающие модели. Практическая работа. Разбор и изучение чертежа планера, основной принцип технологии изготовления и запуска модели планера.

1.3.Тема. Знакомство с ГИС. Типы  геоинформационных систем. QGIS, ArсGis, 2ГИС. http://maps.google.com/. Практическая работа. Достопримечательности Республики Бурятия .

1.4.Тема. Обзор БПЛА. Области применения. История создания, типы БПЛА. Практическая работа. Знакомство с DJI Mavic 2 Pro, DJI Ryze Tello TLW004

1.5.Тема. Основы навигации. GPS и GLONASS. Обзор GPS и GLONASS. Практическая работа. Поиск предметов с помощью мобильного приложения типа геокешинг.

1.6.Тема. Основы работы с картографическими системами. Практическая работа. Знакомство в игровой форме вы сможете закрепить знания о расположении стран, столицах, флагах и всемирно известным достопримечательностям через моб. Прил. Geomaster Plus

 

2.      Базовый  уровень

2.1              Тема. Аэрофотосъемка. Навыки фотографирования и видеосъемки Пилотирование БПЛА. Принципы управления мульти роторными системами. Аппаратура радиоуправления: Принцип действия. Общее устройство. Инструктаж перед первыми учебными полётами.

2.2. Тема. Конструкция БПЛА Основы моделирования и конструирования .Типы летательных аппаратов, компоновка, силовая часть. Практическая работа -развесовка моделей .

2.3. Тема. Устройство мультироторных систем. История создания. Устройство мультироторных систем. Основы конструкции мультироторных систем. Принципы управления мультироторными системами.

2.4. Тема.  Аппаратура радиоуправления. Аппаратура радиоуправления: принцип действия, общее устройство, поддержка телеметрии, частоты, режимы, поддержка внешних модулей.

 2.5. Тема. Основы управления квадрокоптером. Инструктаж перед первыми учебными полётами.  Практическая работа. Проведение учебных полётов в зале, выполнение заданий: «взлёт/посадка», «удержание на заданной высоте», «вперед-назад», «влевовправо», «точная посадка на удаленную точку», «коробочка», «челнок», «восьмерка», «змейка», «облет по кругу». Разбор аварийных ситуаций

2.6. Тема. Полеты на симуляторах. Основы автоматического управления и электроника. Практическая работа-Полеты на симуляторах.

 

3.      Продвинутый уровень

 

3.1. Тема. Винто-моторная группа.  Винты, пропеллеры, полетные контроллеры, регуляторы скорости. Материаловедение, балансировка винтов, возможности изготовления. Практическая работа- изготовление модели винта .

3.2. Тема. Силовая установка. Аккумуляторы. Двигатели летающих моделей. Аккумуляторы.  Бесколлекторные двигатели и их регуляторы хода:       устройство, принципы их функционирования, Практическая работа- пайка двигателей и регуляторов. Типы акуумуляторов. Литий полимеые аккумуляторы и их зарядные устройства: устройство, принцип действия, зарядки, разрядки, хранение, балансировки аккумуляторов, безопасная работа с оборудованием. Платы разводки питания: общее устройство, характеристики, пайка регуляторов и силовых проводов к платам разводки питания. Практическая работа- пайка разъемов.

3.3. Тема. Технологии изготовления и запуска модели планера. Сборка квадрокоптера. Практическая работа - Пайка электронных компонентов: принципы пайки, обучение пайки, пайка электронных компонентов мульти роторных систем.

3.4. Тема. Знакомство с 3д моделированием. Применение и  создание Зд моделей, описание процесса яоделирование, текстурированние, анимация, рендеринг. 

3.5. Тема. Работа в программе Fusion 360, SketchUp. Практическая работа. Создание 3 Д модели.

3.6. Тема. Заключительное занятие.  Подведение итогов работы. Практическая работа Защита проектов, публичное выступление обучающихся с демонстрацией проектной работы.

 

 

 

 

 

Цели программы

Основные цели программы
1. Привлечь подростков к проектной работе в области инженерной и изобретательской деятельности.
2. Заинтересовать обучающихся инновационностью и перспективностью беспилотных авиационных систем и содействовать им в профессиональном самоопределении.
3. Способствовать реализации возможностей и талантов обучающихся в области инженерного творчества.

Результат программы

В результате обучения у обучающихся будут сформированы понятия напряжение, сопротивление, сила тока, беспилотный летательный аппарат (БПЛА), дрон, беспилотная авиационная система (БАС), мультикоптер, квадрокоптер, гексакоптер, октокоптер, аппаратура управления, полётный контроллер, акселерометр, гироскоп, регулятор оборотов, бесколлекторный мотор, микроконтроллер.

Универсальные компетенции (Soft Skills)
• Умение слушать и задавать вопросы.
• Навык решения изобретательских задач.
• Свободное мышление.
• Навыки проектирования.
• Работа в команде.
• Мышление на несколько шагов вперёд.
• Осмысленное следование инструкциям.

• Соблюдение правил.
• Работа с взаимосвязанными параметрами.
• Преодоление страха полёта.
• Осознание своего уровня компетентности.
• Ответственность.
• Осознание своих возможностей.
• Поиск оптимального решения.
• Внимательность и аккуратность.
• Соблюдение техники безопасности.

 

Предметные компетенции (Hard Skills)
• Знание техники безопасности.
• Знания по истории, применению и устройству беспилотников.
• Знание строения БПЛА.
• Навыки пайки, электромонтажа, механической сборки.
• Знания о работе полетного контроллера.
• Умение настраивать БПЛА.
• Умение подключать и настраивать оборудование симулятора.
• Навыки пилотирования БПЛА.

 

Особые условия проведения

нет

Материально-техническая база

Стартовый уровень
 
Знакомство с Кванториумом. Техника безопасности.
 
Ноутбук RAYbook Si1507: / Intel® Core™ i5-10210U, ОЗУ 8Gb, HDD 1000GB, экран 15.6" 1920x1080, Web-Camera, WiFi, Bluetooth, картридер MMC / RS MMC/ SD / mini SD / SDHC / SDXC , 2xUSB 2.0, 1xUSB 3.1 Type A, 1xUSB 3.1 Type C, 1xVGA, 1xHDMI, 1xRJ-45, 1 комбинированный аудиопорт, 1 вход для микрофона, батарея 41WH, Предустановленная ОС MS Win 10/ ПО IT Infrastructure Manager / Россия.
12 шт
 
История авиации и БПЛА
 
Ноутбук Dell G3 15 3590 / G315-3379 /Intel® Core™ i5-9300H 2,4GHz, ОЗУ 8Gb,SSD 512GB, экран 15.6", Web-Camera,WiFi, Bluetooth, Графика: NVIDIA GeForce GTX1650 4Gb, Предустановленная ОС MS Win 10/ ПО IT Infrastructure Manager /Китай
1 шт
 
Знакомство с ГИС.

 
 
Смартфон XIAOMI Redmi Note
1 шт
 
Обзор БПЛА. Области применения.
 
Проектор ACER H6517ABD / Китай
1 шт
 
Основы навигации. GPS и GLONASS
 
Экран CACTUS Triscreen

CS-PST-124x221 16:9 на треноге / Китай
1 шт
 
Основы работы с картографическими системами.
 
Сетевой фильтр BURO, 5м / Китай
4 шт
 
Тележка для хранения ноутбуков Offisbox

на 16 ноутбуков / Тележка-сейф МТ16Н15

/ Россия
1 шт.
 
Роутер KEENETIC Ultra / Маршрутизатор

KEENETIC Ultra KN-1810 ZYXEL / Китай
1 шт
Базовый уровень
 
Аэрофотосъемка. Навыки фотографирования и видеосъемки.
 
Ноутбук Dell G3 15 3590 / G315-3379 /Intel® Core™ i5-9300H 2,4GHz, ОЗУ 8Gb,SSD 512GB, экран 15.6", Web-Camera,WiFi, Bluetooth, Графика: NVIDIA GeForce GTX1650 4Gb, Предустановленная ОС MS Win 10/ ПО IT Infrastructure Manager /Китай
12 шт.
 
Конструкция БПЛА
 
Квадрокоптер любительский DJI Mavic 2 Pro с камерой / Китай Аккумулятор для квадрокоптера Dji Mavic 2 / Китай
1 шт
 
Устройство мультироторных систем
 
Конструктор программируемого квадрокоптера "COEX Клевер 4 Code"
6 шт
 
Аппаратура радиоуправления.
 
Квадрокоптер для обучения DJI Tello с камерой, белый/ CP.PT.00000210.02(полная комплектация)/ Китай
6 шт
 
Основы управления квадрокоптером.
 
Экран CACTUS Triscreen CS-PST-124x221 16:9 на треноге / Китай
1 шт
 
Полеты на симуляторах.
 
Сетевой фильтр BURO, 5м / Китай
1 шт
 
 
 
Тележка для хранения ноутбуков Offisbox на 16 ноутбуков / Тележка-сейф МТ16Н15 / Россия
 
 
Продвинутый модуль
 
 
 
 
Винто-моторная группа.
 
Ноутбук Dell G3 15 3590 / G315-3379 /Intel® Core™ i5-9300H 2,4GHz, ОЗУ 8Gb,SSD 512GB, экран 15.6", Web-Camera,WiFi, Bluetooth, Графика: NVIDIA GeForce GTX1650 4Gb, Предустановленная ОС MS Win 10/ ПО IT Infrastructure Manager /Китай
12 шт.
 
Силовая установка. Аккумуляторы.
 
Экран CACTUS Triscreen CS-PST-124x221 16:9 на треноге / Китай
1 шт
 
Технологии изготовления и запуска модели планера.

 
 
Сетевой фильтр BURO, 5м / Китай
1 шт
 
Знакомство с 3д моделированием.

 
 
Тележка для хранения ноутбуков Offisbox на 16 ноутбуков / Тележка-сейф МТ16Н15 / Россия
 
 
Работа в программах SketchUp, RealityCapture .
 
Ноутбук RAYbook Si1507: / Intel® Core™ i5-10210U, ОЗУ 8Gb, HDD 1000GB, экран 15.6" 1920x1080, Web-Camera, WiFi, Bluetooth, картридер MMC / RS MMC/ SD / mini SD / SDHC / SDXC , 2xUSB 2.0, 1xUSB 3.1 Type A, 1xUSB 3.1 Type C, 1xVGA, 1xHDMI, 1xRJ-45, 1 комбинированный аудиопорт, 1 вход для микрофона, батарея 41WH, Предустановленная ОС MS Win 10/ ПО IT Infrastructure Manager / Россия.
12 шт
 
Заключительное занятие. Подведение итогов
 
Ноутбук Dell G3 15 3590 / G315-3379 /Intel® Core™ i5-9300H 2,4GHz, ОЗУ 8Gb,SSD 512GB, экран 15.6", Web-Camera,WiFi, Bluetooth, Графика: NVIDIA GeForce GTX1650 4Gb, Предустановленная ОС MS Win 10/ ПО IT Infrastructure Manager /Китай
1 шт