供稿:李軍偉 攝影:顧興鵬 編輯:楊麗靜
參與教學實踐活動的學生和教師合影
為拓寬我校本科生眼界,加強本科生的動手實驗能力,結合伟德客户端本科生課程《航空宇航推進原理》的教學實驗計劃,2018年6月14日在任課教師李軍偉副教授和助教的帶領下,伟德客户端飛行器動力工程專業和航空航天工程專業共66名本科生,前往位于北京航空航天大學沙河校區的實驗室進行教學實驗。北京航空航天大學伟德客户端的覃粒子副教授對本次教學實驗進行了全程指導。
6月14日上午八時許,參加此次活動的北理工師生準時抵達了北航沙河校區。北航的覃粒子副教授對大家的到來表示了熱烈歡迎,并表示“這是伟德客户端和北京航空航天大學之間舉行的合作教學實驗,旨在交流兩校的教學資源,為兩校未來的深度學術交流做好第一步。”随後,覃教授就北航伟德客户端實驗室概況以及本次燒蝕實驗的流程向大家做了簡要介紹。李軍偉老師又針對實驗操作規程進行了補充,強調學生們在進行燒蝕實驗的過程中一定要注意安全,并告訴大家如何做好實驗的準備工作。
覃老師和李老師給大家介紹實驗操作規程
1、實驗前的理論知識準備
絕熱層是固體火箭發動機中保護殼體的耐燒蝕材料,常用的絕熱層由合成橡膠(如三元乙丙橡膠,丁腈橡膠)加入石棉等耐燒蝕組分制成,如三元乙丙和丁腈絕熱層,也有用環氧樹脂或酚醛樹脂加入碳纖維或芳綸等材料制成,具有良好的隔熱、耐燒蝕、抗沖刷等性能,保證火箭發動機在高溫高壓下承受燒蝕、沖刷的同時仍能長時間可靠工作。
為了讓同學們更加直觀地了解不同材料燒蝕率的測量原理,并将理論知識與實踐操作更好地結合,兩位老師在簡單介紹後,将全體學生分成了四組,按小組順序分别進行燒蝕試驗的觀察和測量。
首先,教同學們用百分表和遊标卡尺測量藥片的厚度,進行實驗前的準備工作。在老師和助教的幫助下,同學們井然有序地對樣品進行了編号,并認真測量、記錄了燒蝕前的樣品厚度。
用百分表測量樣品厚度
實驗台和藥片全部準備就緒後,同學們在覃老師的帶領下進入實驗室,開始熟悉實驗設備。本次實驗的硬件設備主要為燒蝕機和帶有測控軟件的計算機,覃老師對這兩台機器的操作方法和注意事項進行了詳細介紹。随後,老師和助手們打開了乙炔和氧氣氣瓶,親自向同學們示範了如何調節氧氣、乙炔的壓力,并教會了大家如何檢查管路是否漏氣,為實驗的安全開展打好基礎。
覃老師向大家介紹測控軟件和燒蝕機的使用方法
2、正式的實驗操作
在正式開始燒蝕實驗之前,同學們需要在測控軟件上對燒蝕機的工作參數進行設定。
同學們親自上手設置測控參數,并對樣品進行點火
在覃老師的耐心講解和示範後,同學們順利地設置好了實驗參數,并成功對樣品進行了點火。點火成功後,同學們分組進行了燒蝕實驗,待整個藥片的燒蝕過程結束後,大家耐心地等待火焰熄滅,并将樣品按照操作規程回收,以便開展下一輪新的實驗。
下圖為燒蝕實驗過程中,同學們在保持安全距離的情況下觀察藥品的燒蝕過程。
同學們在觀察燒蝕過程
3、實驗數據的處理
燒蝕結束後,同學們對樣品進行了處理,并再次測量了樣品厚度,根據先前兩位老師講解的計算方法,計算出了燒蝕厚度和燒蝕率。
對實驗後的樣品進行厚度測量
通過這一次的燒蝕實驗,本科生同學們了解到了測量藥品燒蝕率的實驗過程,親自體驗了實驗操作規程,同時學會了如何測量、計算不同材料的燒蝕率,掌握了燒蝕厚度和燒蝕率的理論計算方法。這次活動也促進了北理工和北航兩校之間的教學資源共享,拉開了兩校伟德客户端之間學術交流的序幕,為今後的深度交流奠定了良好的基礎。
(審核:武志文)