從基礎理論到專題，為機械與航太工程系所打造全方位的教學與實驗平台
我們很榮幸與納扎爾巴耶夫大學（Nazarbayev University）的 Basman Elhadidi 副教授及其學生進行交流。本次專訪將展示他們如何運用 TecQuipment 空氣動力學設備——亞音速風洞 (AF1600S)，將抽象的航太理論轉化為前瞻性的實作教學與專案。讓我們一同深入了解這套設備如何協助該校激發學生的潛能。
關於納扎爾巴耶夫大學
納扎爾巴耶夫大學（Nazarbayev University）是位於哈薩克阿斯塔納的自治研究型大學。機械與航太工程系是該校規模最大的系所之一，每年招收 35-40 位學生專攻航太領域。課程涵蓋空氣動力學、飛行性能、力學及無人機設計，旨在透過提供從基礎知識到飛行控制、導航及自主系統等進階課題，縮短工程理論與實際應用之間的鴻溝。
您能跟我們說說實驗室和實驗的情況嗎？
學校購置了實驗平台：TecQuipment 最大型的 AF1600S 亞音速風洞，設備具備極高的實驗靈活性，滿足航空航太課程的目標。風洞配備了可測量升力、阻力與俯仰力矩的力平衡裝置，並配備多種容易更換的測試模型與 VDAS 多功能數據擷取系統。在入門課程中，學生透過帶有測點的 NACA0012(AF1600B) 翼型模型來探索流場特性，並使用 NACA0012(AF1600D) 翼型模型理解二維與三維流場的細微差異。
在進階課程與專題中，學生不再侷限於標準實驗，而是能自行開發動力模型，研究飛機配平 (Aircraft Trim)、性能與控制原理。該風洞的通用性讓學生能親自驗證其創新的設計概念，彌補理論與實作的差距。
關鍵實驗詳解—飛機配平、性能和控制演示
運用亞音速風洞（AF1600S）進行的實驗是一個簡單的實驗，旨在展示飛機配平、性能和控制的概念。兩位研究助理 Almira 與 Rauan 設計了一架可自由俯仰並由支架支撐的電動模型飛機，即時測量其升力和阻力。實驗中，螺旋槳推力和升降舵的設定可以獨立控制。
● 學習飛行力學的學生可以透過輕鬆修改升降舵設定並觀察不同的相關平衡角度來理解他們在靜態穩定性方面所學的理論，從而鞏固課堂上學到的概念。
● 學習飛行性能的學生可以透過調整螺旋槳推力來平衡模型，從而探究推力或功率與飛行速度之間的關係。他們可以手動調整推力，也可以使用控制器進行調整。
● 最後，學習飛機動力學的學生可以觀察並記錄縱向飛行的不同模式。
實驗影片中，Almira 和 Rauan 介紹了他們如何使用亞音速風洞 (AF1600S)，包括標準控制面板、自製模型和他們開發的飛行儀器測量介面。在簡短的介紹之後，Almira 和 Rauan 對飛機配平和性能的概念進行了演示和解釋。
影片的主要內容是，可以看到飛機在風洞運行後會調整到固定的角度，並且從轉速表可以看出，推力會隨著風速的增加而增加。影片中也提到如何使用線性壓力表或 PID 控制器手動調整螺旋槳推力。之後，影片透過示範升降舵角度的影響，講解了飛機控制的概念。由於升降舵的輸入與推力的輸入無關，學生還可以透過手動或自動調整推力來進一步研究飛機的性能。
Basman Elhadidi 副教授解釋說，亞音速風洞與航空航太課程完美融合，為學生提供了理論基礎課程與實踐操作相結合的理想方案。目前，全球大多數大學都無法提供上述實驗設備。未來，學生將能夠利用亞音速風洞的多功能性開展各種創新實驗，包括自製模型實驗，從而進一步提升學習效果，並使他們能夠在測試創新概念設計方面更具優勢。
為什麼開展創新實驗對納扎爾巴耶夫大學如此重要？
Basman Elhadidi 副教授提出，亞音速風洞（AF1600S）是一款功能齊全、操作直覺的設備，能夠靈活地客製化實驗。由於學生們非常注重理論，這款設備恰好能將工程理論與實際應用連結起來。
「它提供的遠不止是教導學生空氣動力學原理，它還能靈活地開展創新且貼近實際的飛行性能實驗，透過展示模型在大氣中的運行情況（這裡指風洞模擬），讓學生更好地理解和運用理論知識於現實場景中。」
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