資源簡介

普 通 高 中 教 科 書
《通用技術(shù)》選擇性必修10：科技人文融合創(chuàng)新專題
第二章 科技人文融合創(chuàng)新專題實踐
第三節(jié) 航空器
教學(xué)設(shè)計
教學(xué)背景
習(xí)近平總書記在全國教育大會上強(qiáng)調(diào)，要在黨的堅強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，全面貫徹黨的教育方針，堅持馬克思主義指導(dǎo)地位，堅持中國特色社會主義教育發(fā)展道路，堅持社會主義辦學(xué)方向，立足基本國情，遵循教育規(guī)律，堅持改革創(chuàng)新，以凝聚人心、完善人格、開發(fā)人力、培育人才、造福人民為工作目標(biāo)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國、辦好人民滿意的教育。
教學(xué)目標(biāo)：
知識與技能目標(biāo):
1.了解常見航空器的種類及發(fā)展歷程，理解航空器中包含的科技人文融合創(chuàng)新要素。
2.理解空氣動力學(xué)原理。
3.了解無人機(jī)的工作原理及制作要求。
4.設(shè)計并制作一個航空模型。了解航空飛行器的原理，及其蘊含的科技人文融合創(chuàng)新的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等要素。
教學(xué)內(nèi)容分析:
以《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）為依據(jù)，以全面貫徹落實《標(biāo)準(zhǔn)》所倡導(dǎo)的以提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)。本模塊的核心價值在于多學(xué)科知識的綜合運用，科技人文融合創(chuàng)新項目的實施以興趣、問題、活動等為中心，充分結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)、社會等學(xué)科知識，適當(dāng)利用信息技術(shù)，注意在教學(xué)中融入愛國主義教育和革命傳統(tǒng)教育，注意與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化相結(jié)合。
學(xué)情分析:
學(xué)生對通用技術(shù)的了解認(rèn)識有限，面對未來，他們需要學(xué)習(xí)有關(guān)通用技術(shù)的知識。
通過本模塊的學(xué)習(xí)，同學(xué)們能理解科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)、社會等各學(xué)科之間的緊密聯(lián)系和科技人文融合創(chuàng)新的重要性；初步掌握相關(guān)科學(xué)原理及其應(yīng)用、數(shù)學(xué)知識及其應(yīng)用、材料及其加工、模型制作及其工藝等基本知識與基本技能，初步形成在具體領(lǐng)域中運用結(jié)構(gòu)與功能、權(quán)衡與優(yōu)化、設(shè)計與創(chuàng)新等技術(shù)思想與方法的能力，提高設(shè)計創(chuàng)新能力；弘揚勞動精神和創(chuàng)新精神；形成系統(tǒng)思維與工程思維，培養(yǎng)團(tuán)隊意識和合作能力，樹立投身我國科技創(chuàng)新以及中華民族偉大復(fù)興事業(yè)的人生理想。
教學(xué)重難點:
了解常見航空器的種類及發(fā)展歷程，理解航空器中包含的科技人文融合創(chuàng)新要素。
理解空氣動力學(xué)原理。
了解無人機(jī)的工作原理及制作要求。
設(shè)計并制作一個航空模型。了解航空飛行器的原理，及其蘊含的科技人文融合創(chuàng)新的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等要素。
教學(xué)策略:
以案例或項目引入，介紹從事科技人文融合創(chuàng)新項目活動的基礎(chǔ)條件，工具、材料、圖樣、工藝、技術(shù)參數(shù)等技術(shù)要素，以及性能需求、生命周期、標(biāo)桿分析和反求工程等的分析方法在科技人文融合創(chuàng)新項目活動中的獨特作用。以技術(shù)與工程問題為牽引，以項目實踐為指引，通過設(shè)計多種專題實踐項目，讓同學(xué)們經(jīng)歷科技人文融合創(chuàng)新項目活動的全過程。通過這些實踐活動，同學(xué)們可了解技術(shù)與工程項目所蘊含的科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)、社會等因素，并能通過比較、權(quán)衡等方法剖析這些因素間的制約關(guān)系和通約特性。
教學(xué)準(zhǔn)備:
展示用的圖片、其他技術(shù)產(chǎn)品、多媒體課件。
教學(xué)過程:
情景導(dǎo)入:
老師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)《通用技術(shù)》選擇性必修10：科技人文融合創(chuàng)新專題　第二章 科技人文融合創(chuàng)新專題實踐　第三節(jié) 航空器。
科技人文融合創(chuàng)新項目以活動為牽引，提出并明確需解決的技術(shù)與工程問題，提取和分析其中蘊含的科學(xué)與數(shù)學(xué)原理；設(shè)計和選用適當(dāng)工具來收集、記錄、分析信息與數(shù)據(jù)；應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識與方法，系統(tǒng)考慮藝術(shù)、社會因素，提出解決問題的綜合方案；制作并使用工程模型進(jìn)行測試、生成數(shù)據(jù)，解釋和預(yù)測現(xiàn)象；依據(jù)科學(xué)證據(jù)、技術(shù)試驗結(jié)論，完善解決方案；以科學(xué)觀點、經(jīng)驗證據(jù)、邏輯論證的相關(guān)因素，比較和評估同一問題的不同技術(shù)解決方案。
橋梁、交通工具、航空器、醫(yī)療器械、礦山工程是當(dāng)今社會生活的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域里的技術(shù)與工程活動，需要跨學(xué)科的視野，需要系統(tǒng)的方法論和工程思維，需要綜合運用科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)和社會等學(xué)科的知識、方法和基本技能。通過典型科技人文融合創(chuàng)新項目的案例分析和團(tuán)隊合作實踐，促進(jìn)團(tuán)隊成員對結(jié)構(gòu)設(shè)計、電子控制、編程等技術(shù)的掌握及工程實施能力的提高，提升參與社會創(chuàng)新活動的能力。
一、飛行器的發(fā)展史
1．認(rèn)識飛行器
飛行器（flight vehicle）是由人類制造、能飛離地面、在空間飛行并由人來控制的在大氣層內(nèi)或大氣層外空間（太空）飛行的器械飛行物。在大氣層內(nèi)飛行的稱為航空器，在太空飛行的稱為航天器。
飛行器分為五類：航空器、航天器、火箭、導(dǎo)彈和制導(dǎo)武器。
其中航空器包括氣球、滑翔機(jī)、飛艇、飛機(jī)（圖2-32）（參見教材P52）、直升機(jī)等。
它們靠空氣的靜浮力或空氣相對運動產(chǎn)生的空氣動力升空飛行。航空器的分類見圖2-33（參見教材P52）。
航天器（圖2-34）（參見教材P53）包括人造地球衛(wèi)星、載人飛船、空間探測器、航天飛機(jī)等。它們在運載火箭的推動下獲得必要的速度進(jìn)入太空，然后在引力作用下完成軌道運動。
如今，我國的神舟飛船，載人航天事業(yè)成果輝煌——我國是世界上第三個把航天員送入太空的國家，天舟貨運飛船為太空站順利完成任務(wù)提供補(bǔ)給，天宮二號空間實驗室完成了太空試驗，嫦娥工程把飛船發(fā)射到月球，等等。
2. 人類飛天夢
人類很早就有像鳥類一樣在空中飛行的夢想。在古代，人們就發(fā)明了很多飛行器（圖2-35）（參見教材P53），如中國自古有孔明燈和風(fēng)箏傳承至今，古希臘有阿爾希塔斯所制造的機(jī)械鴿。明朝的萬戶飛行器也是值得稱贊的，它的設(shè)計是將幾十支火藥火箭綁在椅子上，手拿風(fēng)箏進(jìn)行飛行的飛行器。世界上最早的飛行器是我國發(fā)明的風(fēng)箏。15世紀(jì)，意大利的達(dá)·芬奇也曾在草圖上設(shè)計過飛行器。
1903年12月17日，美國萊特兄弟利用自行設(shè)計制作的飛機(jī)（圖2-36）（參見教材P54），實現(xiàn)人類第一次持續(xù)性的、有動力、可操控的飛行，誕生了現(xiàn)代航空器。
3. 航空器的發(fā)展
航空器的應(yīng)用非常廣泛，可用于客運、貨運、軍事，以及農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)、氣象、探礦、空中測量和空中攝影等方面。
◆固定翼飛機(jī)的發(fā)展
20世紀(jì)以前，氣球飛行成功，飛艇的興盛與衰退，飛機(jī)處于探索時期。
20世紀(jì)40年代前，飛機(jī)首次試飛成功，第一次世界大戰(zhàn)及第二次世界大戰(zhàn)軍用飛機(jī)大量使用，建立民用航空，處于活塞發(fā)動機(jī)飛機(jī)時代。
20世紀(jì)40年代至今，首架噴氣式飛機(jī)誕生，噴氣式飛機(jī)普遍用于軍事、民用，處于噴氣式飛機(jī)時代。
我國C919大型噴氣式客機(jī)（圖2-37）（參見教材P54），是中國首款按照國際適航標(biāo)準(zhǔn)研制的大型客機(jī)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，目前已經(jīng)取得型號合格證和適航證，開設(shè)參與世界民航市場的競爭。國產(chǎn)大飛機(jī)C919是從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的代表性成果，也是新時代十年我國取得的偉大成就，對增強(qiáng)我國經(jīng)濟(jì)實力、科技實力、民族凝聚力、國際影響力具有十分重要的意義。
◆直升機(jī)的發(fā)展
人類夢想的飛行方式是原地騰空而起，既能自由飛翔又能懸停于空中，并且隨意實現(xiàn)定點著陸。但由于直升機(jī)技術(shù)的復(fù)雜性和發(fā)動機(jī)性能不佳，它的成功飛行比飛機(jī)遲了30多年。
20世紀(jì)初為直升機(jī)發(fā)展的探索期，多種試驗性機(jī)型相繼問世。20世紀(jì)30年代末，第二次世界大戰(zhàn)促使直升機(jī)發(fā)展，由探索期進(jìn)入實用期，直升機(jī)開始投入生產(chǎn)。20世紀(jì)的后半期，直升機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，生產(chǎn)數(shù)量迅速增加。
◆滑翔機(jī)的發(fā)展
滑翔機(jī)的出現(xiàn)要早于飛機(jī)，為飛機(jī)的成功研制提供了必要的技術(shù)儲備。
◆四軸飛行器的發(fā)展
四軸飛行器是微型飛行器的一種，也稱無人機(jī)。最初是由航空模型愛好者自發(fā)制作，香港科技大學(xué)的汪滔自主研發(fā)了飛行控制器后，使得無人機(jī)實現(xiàn)了智能化和便利操控，成為向大眾普及的技術(shù)及娛樂產(chǎn)品；汪滔的無人機(jī)走向了世界，成為全球暢銷的中國技術(shù)產(chǎn)品。無人機(jī)現(xiàn)正廣泛應(yīng)用于航拍、監(jiān)控、救援、植物保護(hù)，也用于娛樂、快遞等行業(yè)。
思考
（1）你認(rèn)為無人機(jī)在軍事和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有哪些用途？
（2）從對社會產(chǎn)生更大價值方面考慮，無人機(jī)還可進(jìn)行哪些功能改進(jìn)？
二、航空器的飛行原理
案例
設(shè)計并制作竹蜻蜓。分別制作兩個不同翼型曲面的竹蜻蜓（即兩個不同的翼型彎曲度或彎曲弧面；也可以一個是平面翼型，一個是彎曲弧面翼型）（圖2-38）（參見教材P55）。然后，用同樣的力旋轉(zhuǎn)竹蜻蜓，觀察兩個不同翼型的竹蜻蜓的飛行情況、升力大小。
思考
（1）為什么兩個不同翼型曲面的竹蜻蜓升力會不一樣？
（2）竹蜻蜓的升力大小與什么有關(guān)？
（一）伯努利原理
流速越快，流體產(chǎn)生的壓強(qiáng)就越?。▓D2-39）（參見教材P56）。
（二）航空器升空原理
1. 固定翼飛行原理
在飛機(jī)的機(jī)翼上方空氣流速較快，空氣對飛機(jī)向下的壓強(qiáng)P2 較小，壓力也較??；在飛機(jī)的機(jī)翼下方空氣流速較慢，空氣對飛機(jī)向上的壓強(qiáng)P1 較大，壓力也較大。
飛機(jī)就是靠空氣對飛機(jī)機(jī)翼向上和向下的壓力差升空的（圖2-40）（參見教材P56）。
飛機(jī)的機(jī)翼通過前端上表面凸起和后端的縮窄來分流空氣，使機(jī)翼上表面空氣流速高于機(jī)翼下表面空氣流速而產(chǎn)生壓強(qiáng)差（圖2-41）（參見教材P56）。
2. 航空器飛行原理
◆空氣中運動的物體
當(dāng)空氣和物體迎面相對時，該物體四周的氣流形態(tài)取決于物體本身的形態(tài)和流動速度，一道穩(wěn)定的氣流可匯成一組連續(xù)、流暢、幾乎平行的線條，這種線條稱為流線。因此，人們稱某些物體呈現(xiàn)流線型即表明它的形狀可以使周圍的空氣很平滑地流過（圖2-42）（參見教材P57）。
◆空氣動力學(xué)的應(yīng)用
空氣動力學(xué)在飛行器設(shè)計上的實際應(yīng)用（圖2-43）（參見教材P57），其主要研究空氣動力的兩個分力（升力和阻力）及其受到的影響。
物體在空氣中運動的線路稱作相對風(fēng)。氣體動力在相對風(fēng)的方向垂直產(chǎn)生的分力就是升力，而與相對風(fēng)平行但反方向運動的分力就是阻力，即試圖將物體向后拉，阻礙其前進(jìn)的力。阻力部分來自升力，部分源于物體形狀和表面摩擦力。
形狀對稱的物體如按照對稱軸對準(zhǔn)相對風(fēng)而水平運動時，就不會有升力，僅有部分阻力。如對稱軸與相對風(fēng)呈現(xiàn)一定的角度，就會同時產(chǎn)生升力和阻力，共同構(gòu)成合力（圖2-44）（參見教材P57）。
一個飛行器按照三根軸可以有三種自由運動——側(cè)向、縱向及垂直（圖2-45）（參見教材P57），而運動也分為移動和轉(zhuǎn)動，所以飛行器運動會有6個自由度。
飛行器在側(cè)向軸上轉(zhuǎn)動就稱為俯仰；飛行器沿著垂直軸的轉(zhuǎn)動稱作偏航，右轉(zhuǎn)偏航就是正向偏航；飛行器于縱向軸的轉(zhuǎn)動即為側(cè)滾。
3. 無人機(jī)的飛行原理
旋翼無人機(jī)之所以能飛，是因為旋翼旋轉(zhuǎn)后會產(chǎn)生升力，如竹蜻蜓。
當(dāng)四旋翼無人機(jī)的4個螺旋槳的升力之和等于飛機(jī)總重量時，飛機(jī)的升力與重力相平衡，飛機(jī)就可以懸停在空中了。
根據(jù)牛頓第三定律，旋翼在旋轉(zhuǎn)的同時，也會向電機(jī)施加一個反作用力（反扭矩），促使電機(jī)向反方向旋轉(zhuǎn)，這也是現(xiàn)在的直升機(jī)都會帶一個“小尾巴”的原因，即在水平方向上施加一個力，去抵消這種反作用力，才能保持直升機(jī)機(jī)身的穩(wěn)定。
而四旋翼飛行器上，它的螺旋槳也會產(chǎn)生這樣的力，所以為了避免旋翼機(jī)自旋，四旋翼飛機(jī)的4個螺旋槳中，相鄰的兩個螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向是相反的。
如圖2-46（參見教材P58）所示，三角形紅箭頭表示飛機(jī)的機(jī)頭朝向，螺旋槳M 1 、M 3 為逆時針旋轉(zhuǎn)，螺旋槳M 2 、M 4為順時針旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)四旋翼飛機(jī)飛行時，M 2 、M 4 產(chǎn)生的逆時針反作用力（反扭矩）和M 1 、M 3 產(chǎn)生的順時針反作用力（反扭矩）相抵消，飛機(jī)機(jī)身就可以保持穩(wěn)定，不會自轉(zhuǎn)了。
多軸飛機(jī)的前后左右飛行或是旋轉(zhuǎn)飛行，也都是靠多個螺旋槳的轉(zhuǎn)速控制來實現(xiàn)的。
◆垂直升降
4個螺旋槳同時加速旋轉(zhuǎn)，升力加大，飛機(jī)就會上升；4個螺旋槳同時降低轉(zhuǎn)速，飛機(jī)也就下降了。
◆原地旋轉(zhuǎn)（表2-3，圖2-47）（參見教材P58）
M1、M3兩個電機(jī)均逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速降低；M2 、M4 兩個電機(jī)均順時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速增加。由于反扭矩影響，飛機(jī)就會產(chǎn)生逆時針方向的旋轉(zhuǎn)。
◆水平移動
◇前進(jìn)（圖2-48）（參見教材P59）與后退（表2-4）
表2-4 前進(jìn)與后退時螺旋槳轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速的情況
當(dāng)四旋翼飛行器需要按照三角箭頭方向前進(jìn)時，M 3 、M 4 電機(jī)螺旋槳會提高轉(zhuǎn)速，同時M 1 、M 2 電機(jī)螺旋槳降低轉(zhuǎn)速，由于飛機(jī)后部的升力大于飛機(jī)前部，飛機(jī)的姿態(tài)會向前傾斜。
傾斜時的側(cè)面平視如圖2-49（參見教材P59）所示，這時螺旋槳產(chǎn)生的升力除了在豎直方向上抵消飛行器重力外，還在水平方向上有一個分力，這個分力就讓飛行器有了水
平方向上的加速度，飛行器也因此能向前飛行。
相反，當(dāng)M 1 、M 2 電機(jī)加速，M 3 、M 4 電機(jī)減速時，飛行器就會向后傾斜，從而向后飛行。
◇向右飛行與向左飛行（表2-5）
當(dāng)M 1 、M 4 電機(jī)加速，M 2 、M 3 電機(jī)減速時，飛機(jī)向左傾斜，從而向左飛行；當(dāng)M 2 、M 3電機(jī)加速，M 1 、M 4 電機(jī)減速時，飛機(jī)向右傾斜，從而向右飛行。
思考
如果要四旋翼飛行器做原地翻滾一周，如何控制4個電機(jī)的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)呢？
三、航空器的設(shè)計與制作
1. 制作泡沫模型飛機(jī)
設(shè)計制作泡沫模型飛機(jī)（圖2-50）（參見教材P60），分別調(diào)試飛機(jī)機(jī)翼上的副翼及水平尾翼、垂直尾翼的不同角度，以觀察、體驗飛機(jī)的飛行姿態(tài)。
認(rèn)識模型飛機(jī)的部件（圖2-51）（參見教材P60），按照要求制作模型飛機(jī)。
（1）制作步驟：機(jī)身—主翼臺—尾翼臺—尾鉤—主機(jī)翼—水平尾翼—垂直尾翼—螺旋槳—美化貼紙—動力橡筋。
（2）檢查調(diào)試。
（3）試飛復(fù)調(diào)。
（4）飛行觀察并體驗。
思考
小顏和同學(xué)們一起動手成功地制作了模型飛機(jī)，從中他不僅學(xué)會了制作飛行器，也掌握了控制飛行器飛行的技巧。于是，小顏向大家提問：
（1）飛機(jī)的上升和下降與飛機(jī)的哪部分有關(guān)？
（2）飛機(jī)的左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎又與飛機(jī)的哪部分有關(guān)？
（3）機(jī)翼的作用是什么？副翼又起什么作用？
2. 設(shè)計制作無人機(jī)
小顏學(xué)會了制作固定翼模型飛機(jī)，當(dāng)他看到更具現(xiàn)代科技感的無人機(jī)后，很想嘗試制作一架無人機(jī)。學(xué)校內(nèi)建有小花園，花園的魚池中養(yǎng)了許多魚，若能設(shè)計一架能定時向魚池投放魚食的無人機(jī)，不就可以免去人工每天喂魚的麻煩了嗎？于是，小顏和同學(xué)們開始了研究，他們找來相關(guān)材料，準(zhǔn)備動手設(shè)計與制作無人機(jī)。
（1）設(shè)計制作吊艙。按圖2-52（參見教材P61）所示圖紙設(shè)計好吊艙，并把吊艙裝到無人機(jī)上（圖2-53）（參見教材P61）
（2）遙控舵機(jī)控制吊艙開關(guān)安裝（圖2-54）（參見教材P61）。
（3）無人機(jī)在飛行中打開吊艙試驗（圖2-55）（參見教材P62）。
思考
（1）小顏和同學(xué)們的創(chuàng)新設(shè)計，實現(xiàn)了無人機(jī)在飛行中控制吊艙的打開，完成投放魚餌的任務(wù)，這對你有什么啟發(fā)？
（2）你能否也設(shè)計一個與無人機(jī)相關(guān)的創(chuàng)新項目？
四、創(chuàng)新設(shè)計與拓展實踐
在了解無人機(jī)的飛行原理，學(xué)會使用無人機(jī)的基礎(chǔ)上，利用無人機(jī)的特點進(jìn)行創(chuàng)新實踐活動。如何開發(fā)無人機(jī)執(zhí)行專項任務(wù)，以替代人們的出行監(jiān)控、高空作業(yè)、宣傳等？例如，利用無人機(jī)的開發(fā)模塊功能，編程控制，使無人機(jī)進(jìn)行自動定點任務(wù)作業(yè)；利用無人機(jī)的懸停功能，設(shè)計實現(xiàn)懸掛宣傳條幅，釋放救援裝置、器材等。
1. 單機(jī)飛行控制設(shè)計
讓無人機(jī)自動在空中畫一個正方形，然后降落。在計算機(jī)上編寫程序，設(shè)計自動飛行路線及完成任務(wù)（圖2-56）（參見教材P63）。
無人機(jī)在空中先鳴叫提示后，開始畫一個正方形，完成后，關(guān)閉聲音，然后降落
2. 多機(jī)編隊的基本方法
（1）試驗器件：計算機(jī)1臺，性能優(yōu)良的無人機(jī)若干架，路由器1個，Marker（標(biāo)識卡）若干個。
（2）實驗步驟。
● Wi-Fi連接
將計算機(jī)、路由器和無人機(jī)之間相互連接；計算機(jī)需要安裝跟Python相關(guān)的計算機(jī)環(huán)境。
設(shè)置路由器的Wi-Fi賬號和密碼。
且每一架無人機(jī)都“記住”它要連接的路由器的賬號和密碼，對無人機(jī)進(jìn)行一定的配置。
● 擺放小marker
在本次編隊任務(wù)中，是使用jump指令來控制無人機(jī)的運動。
例如：jump 50 40 30 60 0 m1 m2
指令的解釋：現(xiàn)在地面上有兩個marker，一個是marker m1，另一個是marker m2，現(xiàn)在初始的條件是無人機(jī)在視野內(nèi)能看到marker m1的情況下飛行。當(dāng)指令開始執(zhí)行時，無人機(jī)首先會飛到marker m1的正上方，接著，無人機(jī)會以60 cm/s的速度飛往marker m1坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點（50，40，30），當(dāng)無人機(jī)飛往（50，40，30）這個坐標(biāo)后，會用攝像頭去找marker2，找到marker 2之后，它會移動到m2的正上方，并與marker m2的“火箭頭”呈0度的夾角。
綜上，在本次編隊任務(wù)中，如果決定使用4個marker和4架無人機(jī)進(jìn)行編隊，則挑選4個marker的ID分別為1、2、3、4，并讓這4個marker排列成一個矩形，方向呈順時針方向，如圖2-57（參見教材P64）所示。
● 擺放無人機(jī)
將4架無人機(jī)通過程序進(jìn)行編號，分別為1、2、3、4。然后就可以將無人機(jī)按照編號分別放在marker m1、marker m2、markerm3和marker m4上，飛機(jī)的正前方與marker的火箭頭的方向要一致。
● 運行程序
通過Python可以在計算機(jī)運行多機(jī)編隊的程序，4架無人機(jī)完成一次簡單的多機(jī)編隊任務(wù)如圖2-58（參見教材P65）所示。
當(dāng)程序運行時，計算機(jī)首先會通過路由器尋找無人機(jī)，實際上只要無人機(jī)一連上路由器，計算機(jī)就可以立刻找到這架無人機(jī)，所以計算機(jī)實際上是在等待4架無人機(jī)都連上路由器。
當(dāng)找到4架無人機(jī)的時候，每一架無人機(jī)都會向計算機(jī)發(fā)送反饋信號。計算機(jī)會收集并記錄收到反饋信號的數(shù)量，一旦滿足數(shù)量要求，計算機(jī)就會啟動正式的編隊指令了。
無人機(jī)首先會進(jìn)行所有無人機(jī)電量的檢測，如果其中一架無人機(jī)的電量不滿足要求，程序就會自動退出。
探究實踐
在手機(jī)APP上完成編寫程序（圖2-59）（參見教材P65），設(shè)計無人機(jī)自動飛行路線及任務(wù)。
在手機(jī)APP上編程，讓無人機(jī)在空中做一次水平的正方形飛行，然后降落。
思考
利用編程實現(xiàn)自動控制無人機(jī)，可以完成什么任務(wù)？還可以如何創(chuàng)新設(shè)計？
課后作業(yè)
習(xí) 題
小顏和同學(xué)們接到學(xué)校的任務(wù)，學(xué)校要舉行運動會，要求配合運動會入場式，在運動場上用無人機(jī)懸掛宣傳條幅，并沿操場水平飛行一圈，再沿運動場的對角交叉飛行1次。
然后，無人機(jī)飛至主席臺前，鳴笛并釋放彩紙。請你幫助小顏和同學(xué)們完成任務(wù)，設(shè)計控制無人機(jī)的程序及機(jī)電裝置。
①起飛指令 ②運動控制指令第1步（1號無人機(jī)從marker m1的正方“跳”到marker m2的正上方，依次執(zhí)行）
③運動控制指令第2步（對程序中marker的ID進(jìn)行調(diào)整）
④運動控制指令第3步和第4步（每一次對所有無人機(jī)進(jìn)行控制之后所需完成的一個同步命令）
⑤降落指令（對無人機(jī)發(fā)送land指令，就可以讓無人機(jī)全部降落）
板書設(shè)計
第二章 科技人文融合創(chuàng)新專題實踐
第三節(jié) 航空器
一、飛行器的發(fā)展史
二、航空器的飛行原理
三、航空器的設(shè)計與制作
四、創(chuàng)新設(shè)計與拓展實踐
通用技術(shù)
選擇性必修10：科技人文融合創(chuàng)新專題
普 通 高 中 教 科 書
主 編 劉瓊發(fā)
副 主 編：李 榕 周衛(wèi)星 朱美健 席春玲
本 冊 主 編：徐 明
本冊副主編：李鮒瑞 劉海峰
廣東教育出版社
廣東科技出版社

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