模型船的结构及制作

第二单元
模型船的结构及制作
单元简介
本单元主要介绍船的发展、模型的组成及模型的制作、试航等相关常识，要求学生了解模型船特别是涡轮船的主要结构、各主要部分的功能以及简单操作方法。

第一课船模型简介
按一定比例缩小制作的船体或类是船体的形状物，可用木材，纸，塑料或其他东西做成。

现在收藏的船模型一般都是由“锌合金、工程塑料、树脂等材料制作而成。

船上的摆设，装修等都和原船一样设计。

主要模型材料
主要模型材料1、木材；制作模型骨架等，是常用的材料。

（1）桐木以泡桐为主，有比重轻、相对硬度大变形小、易加工等特点。

（2）松木：东北松的特点是纹理均匀，木质细密、比重较轻、不易变形、易于加工、有一定的弹性。

（3）桦木：材质坚硬、纹理均匀紧密、比重较大，可用作发动机架等受力构件。

（4）轻木：材质很硬、比重很轻、纹理均匀、不易变形易于加工，用来制作受力不大的零件。

（5）胶合板材：较薄的胶合板材（3层）可用来制作船的龙骨，具有强度大、不易变形的特点。

2、金属材料：有强度大柔韧性好、可塑性强等特点。

（1）薄铁片：用作支架、固定电机等。

（2）薄铜片：制作导电触片、开关、电池夹、调速器等理想材料常用0.3~0.5mm厚。

（3）硬铝板（半硬铝板）；用作支架、机械转换装置、推拉杆等，可折性差。

3、塑料：不同或分和工艺的塑料，其性质的差异可能很大，用途也非常不同。

（1）聚苯乙烯泡沫板：一种硬原则泡沫塑料密度小、易切割、易打磨、用来制作船体省时省力。

一般常用电热丝切割。

（2）聚氢酯泡沫塑料板：质地轻软、是良好防震材料、颗粒较大。

（3）有机玻璃：聚甲基丙酸甲酯塑料，高度透明，比重轻，不易碎。

110摄氏度变软，可成型加工、可加工成才各类特殊形状的沟槽和零部件。

第二课船模型的制作方法
制作一艘具有一定难度的精品舰船模型，就其全过程的内涵，可归纳为以下：人、机、料、环、法四要素。

人：参与制作船模的人员。

应该掌握：过程管理、计算机CAD制图、工艺加工、机械动力、电工电子、材料应用、涂敷粘接、造型雕刻、文字表达、成本核算等基础知识和基本技能。

这往往是通过船模队（工作室）人员的素质结构和组合来实现。

机：拥有制作船模的专用设备和机具。

这是解决制作难度问题和保证作品工艺水平的重要手段。

从某种角度讲，精巧细腻的作品，是手艺发挥和工具能力的表现。

一般情况下，应事而宜，逐步完备。

料：制作船模的材料。

现代船模制作材料选用面很宽，可以不拘一格，充分发挥创意。

但选材的四原则仍然是：成本低、易加工、品相高、质感仿真强。

到目前为止，木材仍然是船模制作的基本材料。

比如：竞速类船模，为了尽量提高航速，常选用轻质的梧桐木制作船体结构；自行类舰船模型，为了体现船体曲面品相，常选用弯曲性能和加工性能较好的红松木或银杏木；仿真类西洋古帆船模型，为了提高收藏价值，充分表现欧美古朴典雅的艺术文化，常选用木性稳定、色质匀纯、纹理细洁的名贵木材制作船体和装饰雕刻，追求作品的品相和可收藏性。

环：制作船模的环境。

船模工作室或船模工作台的布置合理巧妙，直接影响船模制作的效果。

一般情况下，应地、应人、应事而宜。

所要遵循的基本原则是：劳作方便舒适、物品定置摆放、外界联络便捷。

具体的装备设施条件，尽可能具备：资料存放柜；作品陈列柜；配备必要设备机具的工作台；水电、照明、空调、电脑、电话、吸尘设施；消防急救措施等条件。

法：船模制作的管理方法。

随着现代管理学的成熟应用。

现代船模制作，无论是业余，还是专业，都非常注重过程管理。

在国外，一艘精品船模的制作前，首先需要规范地编制《船模制作指导书》，强化船模制作的过程管理。

《船模制作指导书》的基本内容由：作品制作等级缮定书、制作项目规划预算书、图纸资料、材辅料计划、制作工艺单、工时进度表、试验纪录、对外联络备忘、费用支出日记、作品宣传文件等十项组成。

《船模制作指导书》对于船模制作者的作品制作、参赛活动、商务洽谈，都有十分必要的作用。

1.将图纸或根据照片的样子进行1：1放样板。

一般需要主甲板，船底轮廓板和船尾板。

2.将三板固定在平板玻璃上，作为船体基本轮廓。

3.将石蜡凡士林和滑石粉按1：1：3混合，石蜡比例多油泥硬，做出的模子硬度高光洁，凡士林比例多油泥软，
便于制作。

比例没有绝对的要求，可根据自己的喜好而定。

4.将配比好的原料加温混合融化。

一般不要直接在火上加热，这样容易烧焦，可采取大锅套小锅隔水加温。

5.用泡抹塑料和三合板加油泥按船体做出轮廓，此时船体非常粗糙。

油泥雕塑不可能一次完成，可以多糊几次。

6.船体轮廓做出以后，就将油泥糊在上面，这道工序和雕塑差不多。

油泥雕塑不可能一次完成，可以多糊几次。

7.精加工这道工序和雕塑差不多，需要技术和耐心。

8.用泡抹塑料和三合板加油泥按船体做出轮廓，此时船体非常粗糙。

油泥雕塑不可能一次完成，可以多糊几次。

油泥糊完以后就开始粗加工，一般采取刀刮，模型刨子刨，加工出基本形状来。

9.用自制的小熨斗和油画刀配合一边熨一边用油画刀附平，这道工序加工后也会留下熨痕，这时再用锋利的美工
刀片在上面刮，你就会看到满意的效果。

10.用自制的小熨斗和油画刀配合一边熨一边用油画刀附平，这道工序加工后也会留下熨痕，这时再用锋利的美工
刀片在上面刮，你就会看到满意的效果。

11.基本成型
12.精加工用的工具
13.经过精细加工以后的阳模。

14.在进行石膏浇注前，用地板蜡在阳模表面进行打蜡，反复进行3-4次，表面越光亮越好，便于起模。

15.用医用中硬石膏，不要用特硬石膏，因为中硬石膏初凝时间比较适中。

16.将模具用三合板围起来。

17.石膏与水的比例为1：1，冬天适当减少水的比例，夏天适当增加水的比例。

石膏与水搅拌要迅速，时间控制
在一分钟之内，这时的石膏似粘稠的液体，可以用水瓢舀着向模具里倒，倒的顺序先四周后中央，浇注用迅速，
时间一长石膏就会凝固。

石膏浇注完成后，可以用油灰刀将四周的石膏适当地向中间堆积，就象船底的形状。

18.石膏浇注完成后，可以用油灰刀将四周的石膏适当地向中间堆积，就象船底的形状。

19.起模的时间一般在浇注后20-30分钟，这时石膏有点微热。

20.起模的时间一般在浇注后20-30分钟，这时石膏有点微热。

起模的时候将船体底朝下平放在沙发等软垫上，手
拿玻璃从四周分别轻轻地向上抬，看到四周的石膏都可以脱离石蜡后，就将玻璃整个抬起，如果脱离的好，石蜡
阳模还是完整的。

21.船体阴模完全干透后就可以进行玻璃钢制作了。

首先在干透的船体阴模表面打蜡3-4次，其次选择合适的天气，
一般要求气候干燥，气温30度以上的夏天比较合适，如果有烘箱就另当别论了，再者选择环氧树脂和玻璃丝布。

22.玻璃细布要选择织地较密且较软的。

23.用环氧树脂+二丁脂（增塑剂）+乙二胺（固化剂）按100：12-20：8-12比例进行调和，一层环氧树脂一层玻
璃丝布，船底3-4层，船面2-3层，浇注后的船体厚度在2MM左右。

浇注完成后在强烈的阳光下暴晒4-6小时，或
在100度的烘箱里加温固化2-4小时。

24.浇注完成后在强烈的阳光下暴晒4-6小时，或在100度的烘箱里加温固化2-4小时。

然后进行玻璃钢脱模，修边，
上下对合拈接。

25.大功告成
26.充分享受船模带来的快感
第三课秦皇岛市科技节涡轮船的制作方法
自制涡轮船的制作方法
名词解释：
涡轮：（turbine ）
定义：将流动的水的能量转化为船的动力的重要部件。

按组织者的要求，涡轮船
是通过电能转化为机械能作用于水，从而使船体前进的模型。

自制涡轮船模型船体为六层吹塑板粘合而成。

五层船体，最后一层为甲板，船头可自行设计成有利于减小阻力的形状。

1、第一层板长25厘米，宽8厘米，板的中间挖有船槽，舵槽长7厘米槽宽与吹塑板厚度相同，距船尾5厘米。

25厘米
2、第二层板大小同第一层，没有槽，用双面胶带纸与一层粘合。

3、第三层、第四层、第五层板中间挖空准备装电机。

详见下图：
4、安装电机：电机应是串轴后的电机，把原电机轴抽出，然后换上与原电机相同的自行车辐条为轴，轴长为12厘米，从电机穿过前端为8厘米。

轴与船体结合处按一段圆珠笔笔芯管，以防与船摩擦，电机安装在第二层板上面。

5、第六层甲板见下图：
6、尾舵为一块吹塑板，制作详见下图：
7、涡轮的制作及安装方法：涡轮制作的方法、材料、形状自行设计，但涡轮直径不能超过3厘米，不可露出水面。

7厘米 4厘米
10厘米
8、船舱的设计：自行设计，只要能把电机和电池封闭在甲板内既可，并保持船体的美观大方。

9、电机的安装方法：电机从槽的尾部斜穿进去，辐条在尾部穿出，角度在25—30度之间，并把电机用吹塑板和胶固定好。

解读《秦皇岛市第九届中小学科技节活动实施办法》
秦皇岛市中小学科技节是全市性青少年科技创新教育普及和展示活动，每年举办一届，由市教育局、市科协共同组织，目的在于推动我市青少年科技活动的蓬勃开展，培养青少年创新精神和实践能力，全面提高青少年的科技素质，推进素质教育的实施。

本届中小学科技节内容包括学生系列竞赛和科技教师创新成果竞赛活动。

学生系列竞赛活动分为科技作品展评系列（包括科学幻想画、信息技术、科技小论文、发明创造、优秀实践活动）、模型竞赛系列（包括弹射滑翔机、涡轮船、空气动力车）两个部分，科技教师创新成果竞赛包括发明和科教制作（展教具）两个项目。

中小学科技节作为常规性科技教育活动先在学校和县区开展，竞赛系列活动将根据竞赛结果逐级选拔参加上一层次竞赛。

各县区的相应活动由各县区教育局、科协共同组织。

一、科技作品展评系列
（一）发明创造、科学研究论文、信息技术
1、参赛人
凡现就读于我市中小学的青少年，有发明创造成果、科学研究论文、信息技术成果以及在研究性学习过程的优秀研究项目者，均可参加基层举办的比赛。

由各县区在比赛的基础上推荐一定数量的优秀项目作者，参加市级比赛。

2、市级参赛项目
（1）接受申报的项目
发明创造：指“中华人民共和国专利法实施细则”第二条中所规定的发明、实用新型和外观设计。

发明是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。

实用新型是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。

外观设计是指对产品的形状、图案、色彩或者其结合所作出的富有美感并适于工业上应用的新设计。

发明作品必须有发明实物或能演示的模型。

科学论文：科学研究论文、研究报告、试验报告、调查报告以及研究性学习优秀的课题研究报告或学术报告。

竞赛系列活动共设立13个学科，分别是：数学、物理、化学、微生物学、环境科学、生物化学、医
药与健康学、工程学、计算机科学、动物学、植物学、地球与空间科学、行为与社会科学。

小学组项目不设学科，分为技术发明和科学研究两个类别。

（2）不接受申报的项目
药品和食品类项目、参加过以往青少年科技创新大赛的项目、与国家现行法律和法规有抵触的项目、涉及生命财产安全的项目。

3、参赛申报要求
基层竞赛活动是全市竞赛的基础，参赛人应首先在基层单位报名并参加基层竞赛。

经过县区评选后的部分优胜者，方可推荐参加全市竞赛，择优向市申报。

3.1基本要求：
（1）每名学生只能以一项从竞赛当年7 月之前不超过两年时间的研究课题申报参赛。

（2）每个项目必须填写项目申报表。

（3）如果项目是连续多年的研究课题，论文必须反映最新的研究工作内容。

小学组申报项目需按要求填写《小学项目申报书》，并根据项目分类，依照《技术发明报告》或《科学研究报告》的格式完成自己的论文写作。

3.2上报附件的具体要求：
发明创造和技术创新必须有图表资料。

根据项目的需要，可以包括：
外观图（手绘或照片均可）、结构图（手绘或打印均可）、原理图（手绘或打印均可）、录象带（不超
过5分钟）。

科学研究论文或研究项目必须附有论文全文、研究报告及参考书目、实验数据及其他必要的图表资料、证明材料等。

信息技术成果必须附有光盘或软盘，在现行的操作系统和操作平台上可以演示和应用，必须有详尽的文字解释和说明。

证明材料：
若项目涉及下列内容，必须在上报时提供有关部门的证明材料：
（1）医疗保健用品，由省级以上相关医疗科研部门开具临床使用鉴定。

（2）动植物新品种，由省级以上农科部门开具证明，证明确为培育和发现的新品种。

（3）国家保护的动植物，由省级以上林业部门开具证明，证明研究过程没有对动植物造成损害。

市级比赛不接受个人直接申报。

逾期不报以自动弃权论。

申报书填写不符合规定或不清楚者不予评审。

4、资格审查
各县区在报送之前，必须认真进行资格审查。

凡在申报书“资格认定”栏中无签字和盖章的项目不能参赛。

如发现资格不符合规定者，弄虚作假者，剽窃他人成果者，将取消其参赛或获奖资格。

5、作品展示
各县区上报的优秀作品，待评选结束后，将在全市按学科分项目进行展示。

每个项目一块展板，展板尺寸为高120cm宽90cm。

具体展示时间、地点及要求待市级评选结束后再另行通知。

小学生的项目在专门设立的展区集中展示。

考虑到小学生作品的特点，小学生项目的展示和评审不分学科，分为发明制作和科学研究两个类别进行展示。

6、评选标准及有关规定
评选标准：“三自”原则和“三性”原则
自己选题：选题必须是作者本人发现、提出的。

自己设计和研究：设计中的创造性贡献，必须是作者本人构思、完成的。

主要的论点和论据必须是作者通过观察、考察、实验等研究手段亲自获得的。

自己制作和撰写：作者本人必须参与作品的制作。

论文必须是作者本人撰写的。

科学性：包括选题与成果的科学技术意义；技术方案的合理性；发明过程的科学性；研究方法的正确性；科学理论的可靠性；选题与结论科学意见的合理性。

先进性：包括新颖程度、先进程度、技术水平与难易程度。

新颖程度：指该项发明或创新技术在申报日以前没有同样的成果在国内外出版物上公开发表过，没有在国内公开使用过或者以其它方式为公众所知，没有同样的发明和创新技术由他人向专利局提出过申请并记载于申请日以后公布的专利申请文件中。

对科学论文而言是指论文的选题、立论有创意、有现实意义。

鉴于青少年发明与创新活动的教育性特点，以及查新、资料等方面的困难，新颖程度的要求在不同层次的评选中具有相对性。

先进程度：指该项发明与创新技术同申报日以前已有的技术相比，有突出的实质性特点和显著进步。

对科学论文而言指研究论文的研究结论所具有的科学价值的学术水平。

实用性：指该项发明或创新技术可预见的社会效益、经济效益或效果；便于使用和投产。

对科学论文而言指研究论文的适用与影响范围、应用与推广前景。

小学生的项目在依据“三自”和“三性”原则的同时，根据目前小学生进行科学探究活动的特点和水平，融入“做中学”科学教育理念，从以前重点考查学生项目的结论转变为重点考查项目的探究过程，考查在探究过程中小学生初步探究能力和基本科学知识、科学方法的掌握。

（二）优秀科技实践活动展示和交流
“科技实践活动”是青少年以小组、班级或学校、校外教育机构等组织的名义所进行的科技实践活动。

1、申报“科技实践活动”
凡参与了“科技实践活动”的在校小学、中学（包括中等师范学校、中等专业学校、职业中学、技工学校）的学生，均可以集体的名义和科技实践成果，向当地活动的组织单位申请优秀活动奖。

2、优秀活动奖必须具备的条件
（1）明确的选题目的。

所设计的活动，主题应根据当地的条件和可行性，有利于推动青少年科技活
动的普及，有利于青少年通过活动学习科技知识、科学方法、科学思想，培养科学精神；对当地教育、生产、经济和科学文化等其中一方面或几方面的发展有一定的意义。

（2）完整的实施过程。

活动的实施时，有系统完整的活动计划、进度安排、组织方法、实施步骤和
总结评价。

（3）完整的原始材料。

包括活动计划、活动记录（内容、时间、地点、参加人、参加人数）、照片或
录象、新闻报道材料等，用以反映该项活动的真实性。

（4）确切的实施结果。

由活动负责人（或主要参与者）以文字的形式，将活动结果叙述清楚。

文字
应简练，可根据条件辅以必要的实物、照片、录象等。

在上报之前，各地应对该结果的可靠性加以确认。

对于学校以上的实施单位，参加活动的学生应占学生总数的30%以上。

（5）实际收获和体会。

包括青少年参加活动的体会、活动的宣传教育覆盖面，活动体现的社会效益，
对今后有关工作的建议等。

3、优秀科技实践活动的评审标准
优秀科技实践活动的评审标准，是评审委员会根据“五要素”的原则制定的，综合而言就是从四个方面来判别某项科技实践活动是否优秀——真实性、示范性、教育性和完整性。

（1）真实性。

活动符合参与者的知识结构和水平，符合当地的客观条件，有活动记录、活动总结（包
括书面材料和记实材料等）。

（2）示范性。

活动具有鲜明的时代特征，体现当代科技发展方向，围绕公众关注的社会热点问题。

活动设计和组织形式科学、有新意、具有较强的可操作性，通过推广普及，能产生较大的社会影响，能为其他地区开展活动提供借鉴和参考的经验。

（3）教育性。

活动符合教育规律，能够对参与者进行知识和技能的传授、能力和情感的培养、思想
和道德的教育，有利于参与者全面发展和素质提高。

（4）完整性。

活动已经完成，或阶段完成。

活动过程清晰，有明确的活动目标、系统周密的活动计
划、实施步骤和活动结果。

4、优秀科技实践活动的申报和推荐
由各县区根据有关标准进行征集并评审，并按评审的排序向主办单位申报和推荐。

推荐材料：
申报表、科技实践活动报告一式三份。

原始材料（活动记录、照片、录象等）和新闻报道材料作为附件，一份即可。

（三）少年儿童科学幻想绘画展示
举办全市少年儿童科学幻想绘画展览，是为了检阅、宣传和展示少年儿童参加科学幻想绘画活动的成果及对未来科学发展的畅想和展望，总结和交流开展活动的经验，探索和研究青少年科技教育的规律性的问题，同时也是为了激励更多的少年儿童参与这一活动，引导少年儿童进行科学幻想，着眼于新世纪人类生产、生活因科技的发展可能呈现的巨大变化，绘出未来科学的美丽画卷。

1、参展人
凡现就读于小学和初中的学生，有独立完成科幻画作品的作者，经本届科技节大赛组委会评选出的优秀作品，参加市级科幻画展示。

2、参展作品
参展作品应符合本届展览的主题，充分体现科学幻想这一宗旨。

参展作品可用油画、国画、水粉画、钢笔画、铅笔画、蜡笔画、版画、粘贴画、电脑绘画等绘画种类、风格及使用不同材料表现（但不包括非画类的其他美术品和工艺品）。

参展作品一律在规格为54×38cm（4开）的纸或是其它材料上绘制（油画作品应自备画框），横竖放
置均可。

作品要求整洁。

参展作品限个人作品，即由作者本人独立完成的作品。

不接受集体作品参展。

参展作品不得抄袭他人已发表过的作品，违者一经发现，将被取消资格。

3、评选标准
在内容、形式、规格和申报手续等方面均符合文件规定的少年儿童科学幻想绘画作品，可以参评。

凡有下列情况之一者不予参评：
出现科学性错误的、出现政策性错误的、画符尺寸不符合规定的。

二、模型竞赛系列
模型竞赛的具体项目内容在每年市教育局、市科协印发的科技节活动的通知中予以确定。

总的要求如下：
1、制作要求
（1）本人制作。

（2）模型尺寸大小必须符合要求，不符合要求者，取消其比赛资格。

（3）模型中所采用的电机必须是全国青少年模型比赛131型小电机，电源为2节5号电池。

2、比赛要求
（1）必须由作者本人操作。

（2）弹射滑翔机发射时统一使用大赛组委会提供的辅助发射器。

（3）模型在规定的赛道内从起点到达终点就有成绩，但主要以模型行驶的直线性来划定成绩等次，同一等次的，再按用时长短排名。

三、科技教师科教创新竞赛
科技辅导员创新成果竞赛项目的类型分为：发明、科教制作（展教具）两类。

发明类：包括发明项目、实用新型项目、外观设计项目三种。

科教制作（展教具）类：包括数学、物理、化学、生物及其它类共五种教学类科教制作项目。

四、优秀科技教师评选
（一）优秀科技教师评选的依据
1、申报者从事青少年科技活动的经历和成绩；
2、对青少年科技活动的理念和认识；
3、申报者设计的青少年科技教育活动方案。

在上述三项内容中，以第3项为主要评选依据。

（二）申报优秀科技教师的要求
1、申报者必须是具有指导学生开展科技教育活动的经历并取得优异成绩、具备一定教学经验的中、小学科技教师；
2、填写并提交《优秀科技教师评选申报表》，由所在县区大赛组织机构推荐；
3、提交一份本人（仅限一人）设计的青少年科技教育活动方案；
4、所在学校出具支持信函，介绍参赛科技教师的工作表现及业绩，确认同意推荐其参加优秀科技教师的评选活动。

（三）青少年科技教育活动方案的基本界定
科技教育活动方案是科技教师等根据科学课等课程教学、课外科技教育活动的需求，青少年以班级或学校、校外科技教育机构或场所等组织名义，围绕某一课题或主题所策划、设计的综合性、群体性科技教育教学或活动的方案。

1. 科技教育活动方案是对拟付诸实施的科学课等课程教学、某项科技教育活动的总体策划与设计。

2. 科技教育活动方案主要用于科学课等的校本课程或选修课程，校内外的科技教育活动（课外科技活
动、研究性学习、综合实践活动）。

（四）青少年科技教育活动方案的基本要素
1、方案的名称
2、方案的背景（需求分析）与目标
3、方案所涉及的对象、人数
4、方案的主体部分：。