試論網絡和航宇科普中心在提高民眾航空知識中的作用

文/虞小紅

進入網絡時代后，如何提高民眾的航空知識，關系到國家的航空業發展速度。尤其是人們越來越認識到航空工業作為現代科技的皇冠，不僅關系到國家實力，而且關系到國家的安全。

然而長期來，上海普及航空知識，主要是航宇科普中心。但是由于以往主要是些模型和圖片，缺乏形象生動的傳播手段，所以來參觀的民眾，尤其是中小學生走馬觀花，注意力分散。這樣，展館中大部分展出的展品未達到航空科普教育宣傳的預期目的，如對各種飛機的構造、性能和用途等知識點都了解不夠，多數學生看展品表面的多，深究的少。其次，對有些航空知識概念還比較模糊，如航空和航天概念混淆，把航空說成是航天；直升機和飛機的概念模糊，直升機叫做直升飛機等等。對一些擺放的展品，更是往往被學生忽略掉。

近年來，我們努力運用網絡和多媒體的作用，發揮網絡形象化、易調動人們思維和傳播迅捷的特點，嘗試使用3 D技術制作光電結合的模型和圖片，利用人工智能手段制作機器人，利用互聯網進行資源共享。以及將航展與航宇知識普及相結合，使得網絡技術在普及航空知識等方面相結合，同時還通過我國制作大飛機的艱巨歷程介紹增強民族自豪感。經過這些努力，航宇科普中心不僅是參觀的場所，而且成為真正普及科學知識的場所和增強愛國主義信念的基地。在此基礎上，我們強調將航宇科普中心由靜態展示，變成動態演示；讓參觀者有被動聽講，變成親身體驗。

增設“體驗直升機飛行”活動項目，讓學生在實物展示和虛擬演示中了解、掌握直升機主要特性和用途。

——以直-5直升機為例。直-5直升機，是由哈爾濱飛機工業公司1958年2月研制生產，是中國制造的第一種多用途直升機，也是新中國直升機科研應用的開端。研制初期代號“旋風25”，原型為蘇聯米-4直升機。直-5采用1臺活塞-7氣冷星形14缸發動機，功率1770馬力(1250千瓦)。主螺旋槳直徑21米，長為16.8米，高為4.4米。起落架為固定四點式，單旋翼帶尾漿式布局。可垂直起降，空中懸停，前飛、后飛、側飛。

直升機的主要升力原理：發動機驅動旋翼提供升力，把直升機舉托在空中，單旋翼直升機的主發動機同時也輸出動力至尾部的小螺旋槳，通過調整小螺旋槳的螺距可以抵消大螺旋槳產生的不同轉速下的反作用力。

用途：一次可運載11名全副武裝的士兵，或8個傷員擔架和1名醫務人員。可裝載1.2噸貨物，吊運時可運載1.35噸。直-5的機艙內可裝卸北京212A吉普，該吉普常用于作為78式82毫米無座力炮的載車，為空降兵提供火力支援。還有森林滅火，水中救人，廣泛地應用于軍用價值和民間運用價值。1966年周恩來總理訪問邢臺地震災區乘坐的就是直-5直升機。

過去這些知識都是靠講解員講解，可是由于圖片陳舊，實物展示看不清內部，學生聽了枯燥乏味如今采取充分利用其固有的特性，設計一款體驗直升機飛行娛樂活動項目。其設計根據升降機的原理模仿直升機升力，外形做成直-5直升機的1：1模型，機艙內設有一個4D屏幕，每個座位的前方都標有顯示數據的儀表，顯示直升機的高度和時速，并同步配有語音介紹。首先讓學生坐上去，感覺就象乘上了直升機，從中體會出直升機垂直起降，空中懸停，前飛、后飛、側飛等一些特性，同時關注儀表上數據顯示的高度和時速的變化，(直升機的最大時速可達300公里/小時以上，俯沖極限速度近400公里/小時,實用升限可達6千米（世界紀錄為12.45千米），一般航程可達600～800公里左右。如攜帶機內、外副油箱轉場航程可達2000公里以上。)

接下來觀看森林滅火、水中救人、地震救災、空降傘兵、航空運動等4D動感場景，可以編為故事情節，使展品的知識性與娛樂性融為一體。通過體驗，從而達到了雙向的作用，不僅實現了展品設計的科普預期目的，也滿足了學生探索科學的樂趣，比講解更為生動形象，更受廣大航空愛好者和青少年的歡迎。對普及直升機知識起到了推動的作用，對直升機升力原理與飛機的不同有了感性認識，理解了“直升機”為什么不能稱為是“直升飛機”的原因所在了。

采用VR虛擬現實技術，怎樣運用航空個人救生裝備，體驗空中危難狀態實施逃脫過程

航空館三樓設有“航空個人救生裝備”展示區，其中陳列的主要包括供氧和空調系統、抗過載和防寒飛行服系列、通訊和保護頭盔、彈射椅、降落傘、水上和地面生存求救設備等。它不但可挽救飛行員生命，同時還可鼓舞戰志，增強飛行信心。

當飛機遇到危險時，彈射座椅是應急離機裝置，由火箭推進，受程控系統感受高度、速度、運動加速度等參數，飛行員按下彈射座椅的按鈕，在一秒中飛離機艙，因為人椅連著，首先打開小的引導傘平衡坐姿，然后人與座椅分離，打開大的主降傘，，平均以每秒6米的速度往下降，可保證飛行員應急離機返回地面。這時抗荷褲，代償服，保護頭盔，供氧面罩，防核防生化套服等，可為飛行員在各種不利環境下提供生理保護，以利飛行員在高空、高速、大機動過載時，克服因血液分布改變和內臟位移,導致喪失意識等危害。其中的高空代償服是在萬米以上高空中給飛行員身體表面施壓，以免高空缺氧造成傷害的防護裝備，可防止體內外壓差過大形成呼吸困難和血液汽化、引起昏厥等現象。若與密閉頭盔、代償手套鞋襪配套，則飛行高度可達12-50千米。如不剩掉落海里，身上有救生背心，待充氣后，能讓人直立在水中，頭露在水面上，然后打開救生筏，坐在筏中就更安全了。身邊還帶有海上、沙漠、叢林、寒區等條件下保障生存的救生物品，如食物藥品、防寒睡袋、引火物、電臺、信號槍、海水染色劑等。橘色的救生設備還可防鯊。

這些救生裝備如果只是僅讓參觀者通過觀看，是不會真正了解其用途的，只知其一，不知其二，更不會明白是如何用救生裝備逃脫空中危難的，靠講解員的詳細介紹才能了解。

這些詳細介紹如果換一種形式，也就是筆者提出的用VR虛擬現實技術，也是當今世界前沿科學之一。

虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，使用戶沉浸到該環境中。包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。

讓學生在特定的環境下，戴上VR眼鏡，自己成為主角，用感知覺親身體驗當飛機遇到危險時，整個逃脫的過程。通過自己操作（可以有語音提示），體驗迅速升空、下降，何時打開降落傘，感受氣流及飛行服對身體略有擠壓的感覺。落在水中怎么處理，怎樣吹氣，怎樣打開救生筏，遇到鯊應該怎樣應付，等等驚心動魄的過程。對學生來說通過這次“親身經歷”，不僅獲得了航空救生裝備的科普知識，還可以堪稱是一個令人難忘的航空歷險記。

設計難易不同，并帶有趣味可操縱性的活動實驗裝置，適合、滿足不同年齡層次的參觀者需求

現在展廳中的實驗裝置存在著一些問題，如真空鈴、空氣導電、流體速壓演示器、升力儀裝置等，都是以觀察現象為主而操縱性較少。它們的知識性也只適合中、小學生，對眾多的中青年和航空、航天愛好者想要更進一步探索的裝置卻沒有，比較遺憾。如只能觀察現象，而無從下手，沒有探究的過程，參觀者的興趣就會減半。要么不理解其道理，要么就覺得簡單、枯燥。

裝置就是讓參觀者自己動手操作，并在操作過程中探索發現新問題。曾經有一位大學教師給我們提出了很好的建議，“你們的升力儀裝置如果有電腦控制就好了，如產生多少升力，可以通過演示機翼的翻轉，就會顯示相應的數據，同時能觀察升力多少、重力多少、阻力多少，這樣大學生也會感興趣的。”

筆者還認為戰機的超音速、亞音速，以及客機和戰機的航速演示也可以設計一個實驗區域，讓參觀者通過實驗比較有感性認識，通過感官，知道超音速和亞音速的速度之比。動態的演示比模型擺放要有意義的多，而且復雜的問題簡單化了，可以讓更多的青少年通過活動，掌握航空知識。所以，裝置不僅要考慮到難易之分，同時還要考慮到可操縱性、可參與性，只有這樣才會吸引更多的不同年齡層次的參觀者，使他們在各自主動探索、探究的活動過程中，提高對汲取科學知識的樂趣。實驗裝置也達到了預期的科普教育效果。

展品活起來了，學生探索科學的興趣也高漲了，通過各種體驗，使學生獲得了航空知識，同時也激發了學生熱愛航空的熱情。認識到雖然探索科學的征途還很長，科普工作任重而道遠，但是只要有信心，一代代傳遞下去，我國的航空事業會越來越好。

通過不斷創新，我們也充分認識到現代科技是航宇科普中心生存發展的支柱，只有不斷學習運用新科學技術才能使航宇科普中心具有生命力；其二，要通過各種易被民眾喜歡接受的科技活動，使民眾從被動參觀轉為主動參與，這樣即使展示館提高了活動層次，也豐富了活動內容；三是主動結合國內外航空業發展，以及與相關航展等活動結合，不斷更新展館的內容，使得新科技只是為我所用；四是要將航宇科普中心作為既是傳播科學知識場所，又是娛樂中心，寓教于樂，讓更多中小學生成為我國航空事業的接班人。