试论网络和航宇科普中心在提高民众航空知识中的作用

文/虞小红

进入网络时代后，如何提高民众的航空知识，关系到国家的航空业发展速度。尤其是人们越来越认识到航空工业作为现代科技的皇冠，不仅关系到国家实力，而且关系到国家的安全。

然而长期来，上海普及航空知识，主要是航宇科普中心。但是由于以往主要是些模型和图片，缺乏形象生动的传播手段，所以来参观的民众，尤其是中小学生走马观花，注意力分散。这样，展馆中大部分展出的展品未达到航空科普教育宣传的预期目的，如对各种飞机的构造、性能和用途等知识点都了解不够，多数学生看展品表面的多，深究的少。其次，对有些航空知识概念还比较模糊，如航空和航天概念混淆，把航空说成是航天；直升机和飞机的概念模糊，直升机叫做直升飞机等等。对一些摆放的展品，更是往往被学生忽略掉。

近年来，我们努力运用网络和多媒体的作用，发挥网络形象化、易调动人们思维和传播迅捷的特点，尝试使用3 D技术制作光电结合的模型和图片，利用人工智能手段制作机器人，利用互联网进行资源共享。以及将航展与航宇知识普及相结合，使得网络技术在普及航空知识等方面相结合，同时还通过我国制作大飞机的艰巨历程介绍增强民族自豪感。经过这些努力，航宇科普中心不仅是参观的场所，而且成为真正普及科学知识的场所和增强爱国主义信念的基地。在此基础上，我们强调将航宇科普中心由静态展示，变成动态演示；让参观者有被动听讲，变成亲身体验。

增设“体验直升机飞行”活动项目，让学生在实物展示和虚拟演示中了解、掌握直升机主要特性和用途。

——以直-5直升机为例。直-5直升机，是由哈尔滨飞机工业公司1958年2月研制生产，是中国制造的第一种多用途直升机，也是新中国直升机科研应用的开端。研制初期代号“旋风25”，原型为苏联米-4直升机。直-5采用1台活塞-7气冷星形14缸发动机，功率1770马力(1250千瓦)。主螺旋桨直径21米，长为16.8米，高为4.4米。起落架为固定四点式，单旋翼带尾浆式布局。可垂直起降，空中悬停，前飞、后飞、侧飞。

直升机的主要升力原理：发动机驱动旋翼提供升力，把直升机举托在空中，单旋翼直升机的主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨，通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。

用途：一次可运载11名全副武装的士兵，或8个伤员担架和1名医务人员。可装载1.2吨货物，吊运时可运载1.35吨。直-5的机舱内可装卸北京212A吉普，该吉普常用于作为78式82毫米无座力炮的载车，为空降兵提供火力支援。还有森林灭火，水中救人，广泛地应用于军用价值和民间运用价值。1966年周恩来总理访问邢台地震灾区乘坐的就是直-5直升机。

过去这些知识都是靠讲解员讲解，可是由于图片陈旧，实物展示看不清内部，学生听了枯燥乏味如今采取充分利用其固有的特性，设计一款体验直升机飞行娱乐活动项目。其设计根据升降机的原理模仿直升机升力，外形做成直-5直升机的1：1模型，机舱内设有一个4D屏幕，每个座位的前方都标有显示数据的仪表，显示直升机的高度和时速，并同步配有语音介绍。首先让学生坐上去，感觉就象乘上了直升机，从中体会出直升机垂直起降，空中悬停，前飞、后飞、侧飞等一些特性，同时关注仪表上数据显示的高度和时速的变化，(直升机的最大时速可达300公里/小时以上，俯冲极限速度近400公里/小时,实用升限可达6千米（世界纪录为12.45千米），一般航程可达600～800公里左右。如携带机内、外副油箱转场航程可达2000公里以上。)

接下来观看森林灭火、水中救人、地震救灾、空降伞兵、航空运动等4D动感场景，可以编为故事情节，使展品的知识性与娱乐性融为一体。通过体验，从而达到了双向的作用，不仅实现了展品设计的科普预期目的，也满足了学生探索科学的乐趣，比讲解更为生动形象，更受广大航空爱好者和青少年的欢迎。对普及直升机知识起到了推动的作用，对直升机升力原理与飞机的不同有了感性认识，理解了“直升机”为什么不能称为是“直升飞机”的原因所在了。

采用VR虚拟现实技术，怎样运用航空个人救生装备，体验空中危难状态实施逃脱过程

航空馆三楼设有“航空个人救生装备”展示区，其中陈列的主要包括供氧和空调系统、抗过载和防寒飞行服系列、通讯和保护头盔、弹射椅、降落伞、水上和地面生存求救设备等。它不但可挽救飞行员生命，同时还可鼓舞战志，增强飞行信心。

当飞机遇到危险时，弹射座椅是应急离机装置，由火箭推进，受程控系统感受高度、速度、运动加速度等参数，飞行员按下弹射座椅的按钮，在一秒中飞离机舱，因为人椅连着，首先打开小的引导伞平衡坐姿，然后人与座椅分离，打开大的主降伞，，平均以每秒6米的速度往下降，可保证飞行员应急离机返回地面。这时抗荷裤，代偿服，保护头盔，供氧面罩，防核防生化套服等，可为飞行员在各种不利环境下提供生理保护，以利飞行员在高空、高速、大机动过载时，克服因血液分布改变和内脏位移,导致丧失意识等危害。其中的高空代偿服是在万米以上高空中给飞行员身体表面施压，以免高空缺氧造成伤害的防护装备，可防止体内外压差过大形成呼吸困难和血液汽化、引起昏厥等现象。若与密闭头盔、代偿手套鞋袜配套，则飞行高度可达12-50千米。如不剩掉落海里，身上有救生背心，待充气后，能让人直立在水中，头露在水面上，然后打开救生筏，坐在筏中就更安全了。身边还带有海上、沙漠、丛林、寒区等条件下保障生存的救生物品，如食物药品、防寒睡袋、引火物、电台、信号枪、海水染色剂等。橘色的救生设备还可防鲨。

这些救生装备如果只是仅让参观者通过观看，是不会真正了解其用途的，只知其一，不知其二，更不会明白是如何用救生装备逃脱空中危难的，靠讲解员的详细介绍才能了解。

这些详细介绍如果换一种形式，也就是笔者提出的用VR虚拟现实技术，也是当今世界前沿科学之一。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。

让学生在特定的环境下，戴上VR眼镜，自己成为主角，用感知觉亲身体验当飞机遇到危险时，整个逃脱的过程。通过自己操作（可以有语音提示），体验迅速升空、下降，何时打开降落伞，感受气流及飞行服对身体略有挤压的感觉。落在水中怎么处理，怎样吹气，怎样打开救生筏，遇到鲨应该怎样应付，等等惊心动魄的过程。对学生来说通过这次“亲身经历”，不仅获得了航空救生装备的科普知识，还可以堪称是一个令人难忘的航空历险记。

设计难易不同，并带有趣味可操纵性的活动实验装置，适合、满足不同年龄层次的参观者需求

现在展厅中的实验装置存在着一些问题，如真空铃、空气导电、流体速压演示器、升力仪装置等，都是以观察现象为主而操纵性较少。它们的知识性也只适合中、小学生，对众多的中青年和航空、航天爱好者想要更进一步探索的装置却没有，比较遗憾。如只能观察现象，而无从下手，没有探究的过程，参观者的兴趣就会减半。要么不理解其道理，要么就觉得简单、枯燥。

装置就是让参观者自己动手操作，并在操作过程中探索发现新问题。曾经有一位大学教师给我们提出了很好的建议，“你们的升力仪装置如果有电脑控制就好了，如产生多少升力，可以通过演示机翼的翻转，就会显示相应的数据，同时能观察升力多少、重力多少、阻力多少，这样大学生也会感兴趣的。”

笔者还认为战机的超音速、亚音速，以及客机和战机的航速演示也可以设计一个实验区域，让参观者通过实验比较有感性认识，通过感官，知道超音速和亚音速的速度之比。动态的演示比模型摆放要有意义的多，而且复杂的问题简单化了，可以让更多的青少年通过活动，掌握航空知识。所以，装置不仅要考虑到难易之分，同时还要考虑到可操纵性、可参与性，只有这样才会吸引更多的不同年龄层次的参观者，使他们在各自主动探索、探究的活动过程中，提高对汲取科学知识的乐趣。实验装置也达到了预期的科普教育效果。

展品活起来了，学生探索科学的兴趣也高涨了，通过各种体验，使学生获得了航空知识，同时也激发了学生热爱航空的热情。认识到虽然探索科学的征途还很长，科普工作任重而道远，但是只要有信心，一代代传递下去，我国的航空事业会越来越好。

通过不断创新，我们也充分认识到现代科技是航宇科普中心生存发展的支柱，只有不断学习运用新科学技术才能使航宇科普中心具有生命力；其二，要通过各种易被民众喜欢接受的科技活动，使民众从被动参观转为主动参与，这样即使展示馆提高了活动层次，也丰富了活动内容；三是主动结合国内外航空业发展，以及与相关航展等活动结合，不断更新展馆的内容，使得新科技只是为我所用；四是要将航宇科普中心作为既是传播科学知识场所，又是娱乐中心，寓教于乐，让更多中小学生成为我国航空事业的接班人。