顧誠

摘 要：文章首先分析了航模和無人機(jī)的區(qū)別以及航模運(yùn)動的內(nèi)涵，研究無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的人才需求，最后結(jié)合航模運(yùn)動和無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)的聯(lián)系，分析高職院校如何利用航模運(yùn)動開展相關(guān)職業(yè)教育。

關(guān)鍵詞：航模運(yùn)動；無人機(jī)；高職教育

無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)是目前熱門專業(yè)，航模運(yùn)動則能夠促進(jìn)無人機(jī)職業(yè)教育水平的提升。高職院?？赏ㄟ^航模運(yùn)動來培養(yǎng)更多的無人機(jī)專業(yè)人才。

1 航模運(yùn)動和無人機(jī)概述

航模運(yùn)動是航空模型運(yùn)動的簡稱，運(yùn)動的內(nèi)容包括制作、放飛和操控航空模型，是一種競賽活動。由于對參與者綜合素質(zhì)有所要求，使得參與者必須要同時具備足夠的航空基礎(chǔ)理論知識和實(shí)踐動手能力。目前，航模在國際上已經(jīng)舉行了廣泛的國際賽事，成了一種廣泛開展的職業(yè)運(yùn)動，這些活動也在很多高職院校和一些本科高校中開展。無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的總稱，使用無線電進(jìn)行遙控，或者提前預(yù)設(shè)好程序，利用傳感器進(jìn)行判斷和自主飛行的飛行機(jī)器人。當(dāng)前世界上有30多個國家正在發(fā)展無人機(jī)，有著極大的市場規(guī)模。我國的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為迅速，并且也衍生出了制造、使用和維護(hù)等職業(yè)，讓高職院校無人機(jī)專業(yè)有了很大的發(fā)展機(jī)會[1]。

2 航模和無人機(jī)的區(qū)別

從直觀上而言，無人機(jī)和航模很像，都是沒有人直接操控的飛行裝置，但是二者在本質(zhì)上有很大的區(qū)別。

無人機(jī)和航模的管理方式有很大的區(qū)別，航模歸屬航空運(yùn)動中心管理，而無人機(jī)則需要接受民航局的管理。實(shí)際使用當(dāng)中，無人機(jī)有更加明確的任務(wù)，包括執(zhí)行航洋調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查等，航模則更多是在航空運(yùn)動上使用。

無人機(jī)和航模存在的區(qū)別主要來自于兩種飛行器在操控方式上的不同。由于航模的操控都是要在可視范圍內(nèi)的，使得航模只能在500 m范圍之內(nèi)飛行，飛行高度也必須要在120 m以下，如果超過了這個范圍，航模沒有自主飛行能力，失去控制之后就很難繼續(xù)飛行。相比之下，無人機(jī)則具備自主飛行能力，可以按照專門事先設(shè)定好程序和路線，在作業(yè)中就可以自主飛行。并且，目前的無人機(jī)都有大量的傳感器，包括攝像頭等，可以感知周圍的環(huán)境，給無人機(jī)的操控者足夠的態(tài)勢感知信息。無人機(jī)除了飛行平臺、操作人員，以及飛行平臺上的各種設(shè)備，地面還有控制中心，能夠?qū)ｉT控制無人機(jī)，并且分析無人機(jī)當(dāng)前的情況。

由于功能和需要的不同，無人機(jī)也比航模復(fù)雜得多，航模的構(gòu)成包括3個部分，飛行平臺、動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，而無人機(jī)除了這些系統(tǒng)外還有一些傳感器、地面站平臺等，依靠復(fù)雜而且全面的系統(tǒng)功能，保證無人機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮不同的作用[2]。

3 無人機(jī)高職教育的人才培養(yǎng)要求

3.1 無人機(jī)修理和維護(hù)的人才的培養(yǎng)

無人機(jī)由于需要執(zhí)行任務(wù)，是可以被反復(fù)使用的，在作業(yè)過程中無人機(jī)會出現(xiàn)損壞和老化，需要進(jìn)行修理和維護(hù)。目前使用在無人機(jī)制造中的航空材料有很多種，低端的無人機(jī)會使用塑料、輕木、鋁合金等，高端無人機(jī)則會利用碳纖維或者復(fù)合金屬材料。更重要的是，目前無人機(jī)由于在功能上的要求，在材料選擇和制造上的標(biāo)準(zhǔn)一般都和有人駕駛飛機(jī)的要求一致。由于這些繁多的維修內(nèi)容，以及生產(chǎn)時的高標(biāo)準(zhǔn)，就要求無人機(jī)的制造維修人才都需要具備足夠的理論水平，同時擁有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，了解不同航空材料的機(jī)械加工屬性，知曉相關(guān)的加工工藝，并且能夠掌握相關(guān)的加工設(shè)備，保證加工生產(chǎn)的效率，以及維修的準(zhǔn)確性。

3.2 無人機(jī)動力系統(tǒng)的使用和維護(hù)人才的培養(yǎng)

目前的無人機(jī)可擁有很多不同的動力系統(tǒng)，小型無人機(jī)會使用電池或者是微型活塞發(fā)動機(jī)作為主要動力，一些輕型無人機(jī)的動力是小型活塞發(fā)動機(jī)，大型無人機(jī)的動力裝置包括渦扇發(fā)動機(jī)、渦槳發(fā)動機(jī)和渦輪發(fā)動機(jī)等。近些年大量的新能源技術(shù)出現(xiàn)，使很多無人機(jī)也開始使用燃料電池和太陽能這樣的新能源技術(shù) 。為了滿足無人機(jī)發(fā)展的功能需求和順應(yīng)市場需要，高職院校需要加強(qiáng)無人機(jī)動力系統(tǒng)使用和維護(hù)人才的培養(yǎng)，尤其需要這類人才具備使用和維護(hù)不同種類無人機(jī)動力的能力，并且具有極高的適應(yīng)性。

3.3 無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)和使用人才的培養(yǎng)

無人機(jī)的系統(tǒng)設(shè)備包括飛行平臺、任務(wù)設(shè)備和地面設(shè)備等部分，由于無人機(jī)可以執(zhí)行很多不同的任務(wù)，這些設(shè)備當(dāng)中會有飛控系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)載傳感器、導(dǎo)航設(shè)備和通信設(shè)備等，地面指揮系統(tǒng)當(dāng)中包括設(shè)置在地面的各種地面衛(wèi)星通信設(shè)備、發(fā)射裝置和回收裝置。由于無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)的職業(yè)院校在無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)上的人才培養(yǎng)規(guī)模已經(jīng)難以符合無人機(jī)快速發(fā)展的需要，因此，廣泛在校內(nèi)外開展航模運(yùn)動能夠擴(kuò)大無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)的人員覆蓋面[3]。

3.4 無人機(jī)飛行操控和任務(wù)設(shè)備操控人員的培養(yǎng)

雖然目前國內(nèi)已經(jīng)形成了廣闊的無人機(jī)應(yīng)用市場，并且有很多無人機(jī)制造企業(yè)出現(xiàn)，大量的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也開始使用無人機(jī)開展。但與之相對應(yīng)的是，能飛多機(jī)型的無人機(jī)飛手十分匱乏，尚且不能夠滿足市場的需要。當(dāng)前很多職業(yè)學(xué)校都已經(jīng)開展了無人機(jī)操控的課程，具體機(jī)型以多旋翼無人機(jī)為主，但是缺少固定翼飛機(jī)的相關(guān)操控課程設(shè)置。大中型無人機(jī)一般采用固定翼的布局方式。大部分院校只培養(yǎng)多旋翼飛手，并不能有效緩解當(dāng)前無人機(jī)飛行操控及任務(wù)操控人員的培養(yǎng)。部分院校雖然有相關(guān)的課程設(shè)置，但多數(shù)學(xué)生卻依然需要在學(xué)校之外的培訓(xùn)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行任務(wù)操控的學(xué)習(xí)才能達(dá)到作業(yè)水平。比如對于小型固定翼無人機(jī)操控的飛行員，不僅要有相應(yīng)的執(zhí)照，還需要具備良好的目視操控能力；而對于輕型固定翼無人機(jī)的操控，飛手還需要能夠進(jìn)行路線規(guī)劃。

因此，市場的發(fā)展需要高職院校讓學(xué)生開展有效的無人機(jī)多機(jī)型訓(xùn)練，尤其是固定翼飛機(jī)，通過開展更加復(fù)雜的航模操縱練習(xí)，使他們能夠獲得更多的實(shí)飛經(jīng)驗(yàn)，形成扎實(shí)的基本功，對不同動力、不同類型、不同尺寸的固定翼飛行器都有良好的操控能力，有效彌補(bǔ)當(dāng)前飛手人才不足和能力不足的空缺[4]。

4 開展航模運(yùn)動對于無人機(jī)高職教育的促進(jìn)作用

要擴(kuò)大無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)在學(xué)生中的普及面，需要大力推廣航模運(yùn)動，但是從目前無人機(jī)應(yīng)用市場對人才的需求來看，人才市場的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人才培養(yǎng)量。

4.1 通過航模運(yùn)動讓高職學(xué)生獲得更多的航空知識

我國在基礎(chǔ)教育上對航空知識的普及有很大不足，使得學(xué)生在進(jìn)入航空職業(yè)技術(shù)學(xué)?；蛘呦嚓P(guān)專業(yè)之前對航空知識的了解很少。航模運(yùn)動的開展以及學(xué)生的廣泛參加，可以讓學(xué)生能夠自主地學(xué)習(xí)和尋找航空方面的知識，對航模能夠形成一個更加全面而且立體的認(rèn)識。尤其是目前，很多學(xué)校投太過注重理論教學(xué)，但是對實(shí)踐卻缺少足夠的投入，導(dǎo)致學(xué)生并沒有形成足夠的動手能力。學(xué)生在參加航模運(yùn)動之后，可以更加透徹地了解到航模的一些主要技術(shù)原理，而且能夠?qū)鈩拥确矫娴闹R結(jié)合到實(shí)踐上。

4.2 建立對無人機(jī)的認(rèn)識和操控能力

雖然無人機(jī)和航模的區(qū)別很大，但由于二者都是無人駕駛的飛行器，所以兩者之間依然有很大的相似度。學(xué)生在參加航模運(yùn)動的同時，也能夠利用航模有對無人機(jī)有更加透徹的了解。比如學(xué)生經(jīng)過航模的組裝和調(diào)試，了解航模的空氣動力學(xué)特性，動手操作能夠讓學(xué)生增強(qiáng)工程制圖的應(yīng)用能力，并且靈活地掌握航電知識，對未來無人機(jī)的使用幫助極大。并且航模的操控都是立足于目視操控的，對于操控?zé)o人機(jī)而言，目視操控也是一個重要的基本功。很多無人機(jī)的起降過程都是通過目視操控來完成的，一些比較高端的無人機(jī)也依然有目視操控模式。學(xué)校在開展教學(xué)的過程中，可以先利用微型的固定翼無人機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練，然后進(jìn)行高速航模進(jìn)階訓(xùn)練，給學(xué)生未來目視操控?zé)o人機(jī)打下更好的基礎(chǔ)。

4.3 讓學(xué)生能夠具備更強(qiáng)的無人機(jī)維護(hù)和制造的能力

在不斷對航模進(jìn)行操控和使用的過程中，學(xué)生將進(jìn)行大量的航模維修保養(yǎng)實(shí)訓(xùn)，這對提升學(xué)生航模的維護(hù)保養(yǎng)能力的同時，也能夠?yàn)槿蘸鬅o人機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)打下基礎(chǔ)。比如機(jī)體材料方面，航模也會使用金屬、塑料、輕質(zhì)木，一些先進(jìn)的航模也會使用到碳纖維等，學(xué)生對于航空材料的認(rèn)識能夠更為全面，所以在日后的航空材料加工和機(jī)務(wù)維護(hù)上，也會形成扎實(shí)的認(rèn)識。另一方面，由于起飛重量比較相近，而且設(shè)計的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也類似，這使得航材加工上也會具有一定的相似性，由此學(xué)生在動手實(shí)踐之后，其實(shí)也是在提高自身對無人機(jī)生產(chǎn)流程的認(rèn)識。

多數(shù)航模和小型無人機(jī)所使用電池和無刷電機(jī)作為動力來源、大型航模和中小型低速都無人機(jī)使用了活塞發(fā)動機(jī)+螺旋槳作為動力、在一些高端航模中，也使用了渦輪發(fā)動機(jī)，高端無人機(jī)當(dāng)中也應(yīng)用了類似的動力系統(tǒng)。所以二者在動力來源上有很大的相似之處，飛行動力系統(tǒng)都是觸類旁通的，而學(xué)生通過了解不同類型的動力系統(tǒng)，進(jìn)一步地了解無人機(jī)的構(gòu)造和功能。

目前航模運(yùn)動正在快速發(fā)展期，各種不同動力類型的航模也大量出現(xiàn)，為了能夠讓學(xué)生對無人機(jī)動力的維護(hù)和使用有更加深刻的掌握，學(xué)校需要在課程的設(shè)置上朝電動和活塞動力上有更多的傾斜，使學(xué)生所掌握的知識更能適合市場的需求[5]。

5 結(jié)語

在高校開展航模運(yùn)動對無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)有著很大的幫助，為了能夠培養(yǎng)更多的相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才，高職院校需要大力在校內(nèi)外開展航模運(yùn)動，提高學(xué)生和社會青年的基礎(chǔ)航空理論水平和實(shí)踐掌握。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]張成，汪東.航模運(yùn)動與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)探討[J].中國校外教育，2018（9）：88.

[4]林薛迪.淺談學(xué)校發(fā)展航模運(yùn)動[J].學(xué)周刊，2015（13）：198.

[5]劉剛.高職學(xué)生無人機(jī)操控手培養(yǎng)的探索與研究[J].黑龍江科技信息，2015（36）：96.