Беспилотные воздушные суда. История развития беспилотного авиастроения

Конспект урока по технологии (труд) 8 класс по ФГОС

Учитель технологии: Халилов Рефат Селварович

31.01.2025

№ 19 Тема урока: Беспилотные воздушные суда. История развития беспилотного авиастроения

Цели урока:

1. Ознакомить учащихся с историей разработки и использования беспилотных воздушных судов (БВС).

2. Рассмотреть основные типы беспилотных летательных аппаратов и их применение.

3. Развивать интерес учащихся к области авиастроения и современным технологиям.

Планируемые результаты:

Личностные результаты:

1. Формирование и развитие критического мышления: учащиеся развивают способность анализировать и оценивать информацию о беспилотных воздушных судах, а также их влияние на общество и технологии.

2. Формирование и развитие заинтересованности в науке и технологиях: учащиеся формируют интерес к современным технологиям, особенно в области авиации и робототехники.

3. Формирование и развитие ответственности: осознание важности этического подхода к использованию беспилотных технологий, особенно в отношении безопасности и конфиденциальности.

Метапредметные результаты:

1. Развитие навыков работы с информацией: Учащиеся учатся находить, анализировать и обрабатывать информацию из различных источников о БВС (книги, статьи, видео).

2. Развитие коммуникативных навыков: Учащиеся развивают умение обсуждать и аргументировать свои взгляды по теме урока в группе и перед классом.

3. Развитие коллективизма: Учащиеся работают в группах для выполнения практического задания, что развивает навыки сотрудничества и совместного решения задач.

Предметные результаты:

1. Использование основных понятий и определений, связанных с беспилотными воздушными судами, их историей и развитием.

2. Использование технической документации: учатся анализировать спецификации и характеристики различных моделей БВС, ознакомившись с их применением.

3. Формирование знаний о ключевых моментах истории развития беспилотной авиации, включая основные этапы и значимые достижения.

Оборудование:

• Презентация по теме урока (слайды).

• Видеоматериалы о беспилотниках. https://www.youtube.com/watch?v=LD7muDg0wLg

• Модели беспилотных воздушных судов (фото)

• Раздаточный материал (таблицы, схемы, исторические факты).

Ход урока

1. Организационный момент (5 мин):

• Приветствие учащихся.

• Проверка присутствия.

• Объявление темы и целей урока. Посмотрите на эти фото. Что на них изображено? Какая тема нашего урока? О чем мы будем говорить? Что изучать? Слайд 1

2. Актуализация знаний (10 мин):

Вопросы к классу:

• Что такое беспилотные воздушные суда? Беспилотное воздушное судно (БВС) - воздушное судно, управляемое, контролируемое в полете пилотом, находящимся вне борта такого воздушного судна (внешний пилот). Квадрокоптер - летательный аппарат, построенный по вертолетной схеме, как правило, с четырьмя несущими винтами, является разновидностью БВС. Слайд 2

• Какие задачи могут выполнять беспилотники? Слайд 2

Беспилотные летательные аппараты могут применяться в таких областях, как:

• аэрофотосъемка площадных и линейных объектов;

• мониторинг лесных пожаров;

• мониторинг состояния гидроэлектростанций;

• контроль состояния газо- и нефтепроводов;

• контроль этапов строительства различных объектов;

• обеспечение охраны и безопасности территории;

• контроль сельскохозяйственных процессов;

• выполнение военных задач (разведка, поражение целей противника);

• доставка грузов в труднодоступные районы;

• выполнение спасательных операций и многое другое.

Для выполнения вышеперечисленных задач, в большинстве случаев, требуется высокоточное определение координат БПЛА, а также траектории его полета. Высокоточное позиционирование беспилотных летательных аппаратов осуществляется посредством Глобальных Навигационных Спутниковых Систем (ГНСС). Для приема сигналов со спутников на борту беспилотника устанавливаются ГНСС антенны и OEM-платы (ГНСС приемники).

• Краткое обсуждение.

3. Основная часть (25 мин): Слайд 3

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БВС (10 мин):

Лекция учителя: Идеи создания БПЛА вынашивали еще в далеком 1910 году. Тогда военный инженер Чарльз Кеттеринг выступил с идеей сконструировать аппарат, который отсоединял бы свои крылья и падал прямиком на врага. Разумеется этот летательный аппарат-камикадзе предполагал наличие какой-нибудь взрывчатки на борту, и отсутствие пилота. Первый беспилотник, который можно было использовать несколько раз, был создан в 1933 году в Великобритании. Такой самолет был использован в качестве мишени для летчиков и зенитных орудий, и представлял из себя биплан Fairy Queen, дистанционно принимавший сигналы по радио.

В 1980-1990 годах была усовершенствована система GPS, что позволило беспилотникам выйти на новый уровень, и активно использоваться в военных целях для разведки и наблюдения.

И уже в 2000 году появились первые гражданские беспилотники, которые уже стали повседневностью. Их применяют для осуществления аэросъемки, и в настоящее время активно внедряют в процесс мониторинга промышленных объектов, железной дороги

ИНТЕРЕСНОЕ О СОВРЕМЕННОМ МИРЕ ГРАЖДАНСКИХ БЕСПИЛОТНИКОВ

Хотя изначально беспилотники были созданы исключительно для военных целей, их использование в гражданской сфере открывает массу новых возможностей.

Компания Secom из Японии создала дрон, который летает со скоростью до 10 км/ч и фотографирует нарушителей и номера машин на стоянке, тем самым заменяя собой десятки камер.

DHL провела испытания своего первого беспилотника еще в 2013 году. Уже в 2014 дроны уже могли перевозить посылки. Такими разработками в том числе заинтересовались компании Google и Amazon.

В США и Японии беспилотные летательные аппараты распыляют удобрения на фермерских полях. Гораздо эффективнее и дешевле чем ручной труд. Скоро такие аппараты должны стать незаменимыми помощникам и на наших полях.

В Сыктывкаре прошли испытания дрона для доставки пиццы. Компания «Dodo Pizza» решила таким образом провести маркетинговый ход и привлечь клиентов. И хотя до массовой доставки беспилотниками еще далеко, в рекламных целях их вполне можно применять для создания «ВАУ-эффекта».

Студент Делфтского университета создал дрон весом всего в 4 килограмма, который способен развивать скорость до 100 км/ч. Его главная задача — скорая помощь в крупных городах, где из-за пробок на дорогах машины не успевают вовремя доехать до места назначения. Чем больше пробок — тем больше смертность. Такой дрон-дефибриллятор способен спасти жизнь, оперативно доставив устройство, к которому будет прилагаться инструкция по применению.

Для борьбы с «плохими» дронами используются не только дроны-перехватчики. Так голландские полицейские дрессируют орлов, которые способны быстро обезвредить летающего нарушителя.

Близок день, когда беспилотники смогут возить людей. Так китайский производитель дронов Ehang Inc создал первый в мире БПЛА для перевозки одного пассажира. Как сообщают разработчики, в воздухе он может находится несколько часов.

Беспилотники используют для отправки лекарств в отдаленные африканские деревни.

В ноябре 2001 года в Афганистане было совершено первое известное убийство с помощью дрона. Был ликвидирован главнокомандующий Аль-Каиды Мохаммед Атефа.

Facebook планирует раздать интернет по всему миру в труднодоступных районах. Для этих целей будут использованы БПЛА. 28 июня 2016 года были проведены успешные испытания беспилотного аппарата Aquila. Беспилотник в течении 96 минут летал на высоте 655 метров.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНИКОВ В РАЗЛИЧНЫХ ВОЙНАХ Слайд 4

Коммерческие БПЛА могут быть оснащены таким оружием, как управляемые бомбы, кассетные бомбы, зажигательные устройства, ракеты класса «воздух-поверхность», ракеты класса «воздух-воздух», противотанковые управляемые ракеты или другие типы высокоточных боеприпасов, автоматические пушки и пулеметы. Атаки дронов могут проводиться коммерческими БПЛА, сбрасывающими бомбы, запускающими ракеты или врезающимися в цель. Коммерческие беспилотные летательные аппараты (БПЛА) могут быть вооружены путем загрузки опасных взрывчатых веществ, а затем врезания в уязвимые цели или взрывания над ними. Они могут проводить воздушную бомбардировку, сбрасывая ручные гранаты, минометные снаряды или другие импровизированные взрывчатые боеприпасы непосредственно над целями. Полезная нагрузка может включать взрывчатые вещества, шрапнель, химические, радиологические или биологические опасности.

СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ БВС. Слайд 5

1. Технологическое развитие

Искусственный интеллект (ИИ): Современные БВС оснащены системами ИИ, которые позволяют им автоматически обрабатывать информацию, распознавать объекты и принимать решения в реальном времени.

Автономность: Многие беспилотники могут работать в полностью автономном режиме, самостоятельно определять маршруты, избегать препятствий и возвращаться на базу.

2. Применение в различных сферах

Военное использование: Беспилотники, такие как MQ-9 Reaper, используются для разведки, наблюдения и даже атаки на цели. Они обеспечивают высокую эффективность при минимальных рисках для пилотов.

Сельское хозяйство: Дроны применяются для мониторинга полей, оценки состояния растений, распределения удобрений и пестицидов, а также анализа урожайности.

Логистика и доставка: Компании, такие как Amazon и Google, активно разрабатывают системы для доставки товаров с помощью дронов, что может значительно сократить время доставки.

Чрезвычайные ситуации: БВС используются для мониторинга и оценки последствий стихийных бедствий (пожары, наводнения), помогающих в координации спасательных операций.

3. Научные исследования и экология

Мониторинг экосистем: Дроны помогают в изучении и мониторинге экосистем, используются для подсчёта популяций животных, наблюдений за миграцией видов и оценки состояния лесов.

Климатические исследования: Беспилотные воздушные суда помогают в сборе данных о климате, атмосферных условиях и загрязнении воздуха.

4. Инновационные технологии

Электрические дроны: Разработка электрических и гибридных дронов с улучшенной энергоэффективностью способствует сокращению выбросов CO2.

Цветная и тепловая съемка: Оборудование БВС различными сенсорами, включая тепловизоры и камеры высокой четкости, позволяет получать оценки различных объектов и явлений.

5. Законодательство и безопасность

Регулирование: С появлением беспилотников появляются и новые законы. Государства разрабатывают регуляции, которые определяют, как и где могут использоваться дроны, чтобы обеспечить безопасность воздушного пространства.

6. Собственные разработки

Стартапы: Множество стартапов занимается разработкой дронов с уникальными функциями — от дронов для фотовидеосъемки до таких, которые могут работать в сложных погодных условиях.

Современные достижения в области беспилотных воздушных судов открывают новые возможности для различных отраслей и способствуют улучшению качества жизни. Эти технологии будут продолжать развиваться, обеспечивая новые функции и улучшая существующие.

ТИПЫ БЕСПИЛОТНЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ (10 мин):

Классификация БВС: малые, средние и большие беспилотники. 1. Таблица: Классификация беспилотных воздушных судов (БВС) Слайд 6

Примеры применения: военные, гражданские, научные, коммерческие.

Таблица 2: Примеры популярных беспилотных воздушных судов

Таблица 3: Особенности использования БВС Слайд 7, 8

Видеоматериал (5 мин): Просмотр видеоролика о современных беспилотниках и их применении. https://www.youtube.com/watch?v=LD7muDg0wLg

4. Практическое задание (15 мин):

• Ученикам предлагается создать краткий проект на тему "Применение беспилотников в различных сферах".

• Работа в группах: каждая группа выбирает одну сферу (например, сельское хозяйство, спасательные операции, доставка товаров) и описывает, как используются беспилотники в этой области.

• Презентация результатов групповой работы (по 2-3 минуты).

5. Рефлексия (5 мин):

• Обсуждение с классом:

• Что нового узнали на уроке?

• Насколько важны беспилотные воздушные суда для современного мира?

• Подведение итогов. Слайд 9, 10

6. Домашнее задание (5 мин):

• Подготовить краткий отчет о каком-либо конкретном беспилотном летательном аппарате.

• Исследовать его функции, применение и влияние на различные сферы.

Заключение:

Урок направлен на формирование у учащихся представления о беспилотных воздушных судах, их истории и современном применении. Учащиеся развивают навыки работы в группах, критического мышления и презентации своих идей.