Droonilaevade tootmine ja kasutamine

Ehitus ja mootorid

Tunnikava #4-5

TUNNIST

Teema

Paadi testimine erinevates veetingimustes

Kestus

90 min

Tunni eesmärk

Õpilased testivad oma paatide prototüüpe reaalsetes veetingimustes, analüüsivad jõudlust ja pakuvad testitulemuste põhjal parandusi.

Laiem eesmärk

Paadid peavad töötama erinevates tingimustes – liikumatu vs voolav vesi, lained, takistused ja suunamuutused. Reaalsed testimised annavad tagasisidet mootori tugevuse, stabiilsuse, manööverdusvõime ja juhitavuse kohta. Need tunnid simuleerivad tõelisi navigeerimisväljakutseid ja aitavad õpilastel mõelda nagu insenerid.

Eesmärk on saada aimu, kuidas ehitatud prototüüp vees käitub, millised on selle omadused, kui hästi saab juhtimisega hakkama jne.

Tunni tulemus

• Mõista, kuidas keskkonnatingimused mõjutavad paadi liikumist
• Testida paadi võimalusi mitmes stsenaariumis (järv, jõgi, meri, purskkaev jne.)
• Teha kindlaks tehnilised piirangud (nt võimsus, mootori juhtimine, stabiilsus)
• Soovitada disaini või komponentide täiustamist

Pädevused

Töömeetodid, testimine

Meetodid

Ajurünnak, arutelu, praktilised katsed

Seos teiste moodulitega

Testimist saab teha pärast elektroonika lisamist prototüübile.

Autonoomse paadi projekti praeguses etapis on ülioluline, et kõigil paadis kasutatavatel seadmetel ja komponentidel oleks vähemalt esialgsed versioonid. Ainult siis, kui need elemendid on paigas, saab paati vee peal tõhusalt testida. Seda seetõttu, et paadi omadused, nagu stabiilsus, manööverdusvõime ja üldine käitumine vee peal, võivad sõltuvalt paigaldatud varustusest oluliselt muutuda.

Iga komponent, olgu selleks siis juhtimissüsteem, andurid, andmekogumismehhanismid või lisamoodulid, aitab kaasa paadi üldisele kaalule, tasakaalule ja dünaamikale. Nende tegurite tähelepanuta jätmine võib viia ebatäpsete testitulemusteni ja sellest tulenevalt valede järeldusteni paadi funktsionaalsuse ja tõhususe kohta.

Seetõttu on kõigi pakutud komponentide integreerimine ja testimine reaalsetes tingimustes arendusprotsessi võtmeaspekt. See mitte ainult ei määra täpselt, kuidas iga element mõjutab paadi käitumist, vaid tuvastab ka võimalikud probleemid ja puudused, mida saab lahendada enne paadi lõplikku kokkupanekut ja vettelaskmist.

Seos õppekavaga

Tehnoloogia, inseneriteadus, füüsika

Sidusrühmade kaasamine

Bassein, välirajatised, mereäär, järv, jõgi jne

VAJALIKUD SEADMED JA MATERJALID
1 5-liikmelisele grupile

SAMM-SAMMULT TEGEVUSED

Sissejuhatus
(5 min)

Ülevaade ülesandest. Selgitage, et erinevad veetingimused nõuavad erinevaid strateegiaid (nt jõgi vs. järv). Miks me testime?

Ajurünnak
(10 min)

Rühmades loetlevad õpilased veekogude tüübid ja arutavad eeldatavaid väljakutseid (lained, hoovused, takistused). Töölehe "Veekeskkondade võrdlemine" kasutamine.

Katsed
(60 min)

Arutelu teoreetiliste teadmiste rakendamise tähtsuse üle praktilistes olukordades, eriti inseneri- ja projekteerimisvaldkonnas. Siin on näide esitusloendist Physics of docking. Õpilastega vaadake mõnda osa sellest.

Prototüübi osade pikkust ja kuju puudutavate teooriate tegelik testimine, praeguste ja konstruktsiooniliste probleemide tuvastamine ning lahenduste otsimine, võimaluse korral kohapeal lahendamine, muul juhul aruande salvestamine hilisemaks remondiks.

Praktilised ülesanded rühmades:

• Katsetage sirget liikumist rahulikus ja voolavas vees
• Katse pöörlemine paigal (kitsas ruum)
• Katse voos ülesvoolu liikuda
• Kohtumine takistustega: köied, kivid
• Analüüsige paadi stabiilsust laine- või turbulentsetes piirkondades

Tulemuste dokumenteerimine ja märkmete tegemine

Arutelud ja kokkuvõte
(15 min)

Grupi arutelu:

• Mis töötas ja mis ebaõnnestus?
• Mis parandaks kontrolli?
• Kas aku/mootori võimsus oli oluline?
• Märkige probleemid veaaruandesse hilisemaks parandamiseks

Hindamine

• Osalemine ja koostöö
• Testitulemuste täpne registreerimine
• Konstruktiivne tagasiside ja probleemide lahendamine

Lisad

Sailtunities_Lesson 4-5_Presentation_EN

Lisa 1. Tööleht paadi testimiseks (vt allpool)

Lisa 2. Võrrelge veekeskkondi

Lisa 1. Tööleht paadi testimiseks

Lisa 2. Võrrelge veekeskkondi

Ülesanne: Võrrelge oma meeskonnaga, kuidas erinevad veekeskkonnad võivad mõjutada paadi liikumist, juhtimist ja stabiilsust. Täitke tabel ja vastake allolevatele küsimustele.

1. OSA: Veekeskkonna võrdlustabel

Kontrollige raskusastet, loetlege väljakutsed ja tehke ajurünnak, kuidas neist üle saada.

2. OSA: Aruteluküsimused

1. Millises keskkonnas eeldate, et teie paat toimib kõige paremini? Miks?
2. Milline keskkond on teie arvates kõige raskem? Millised riskid kaasnevad?
3. Mida saaksite oma paadile lisada või muuta, et see vees paremini toimiks?