Панаиотов Георгий

Цель работы: Сконструировать самолеты, обладающие следующими характеристиками: максимальной дальностью и длительностью полета.

Задачи:

Проанализировать информацию, полученную из первоисточников;

Изучить элементы древнего восточного искусства аэрогами;

Познакомиться с основами аэродинамики, технологии конструирования летательных аппаратов из бумаги;

Провести испытания сконструированных моделей;

Выработать навыки правильного, результативного запуска моделей;

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Исследовательская работа « Исследование летательных свойств различных моделей бумажных самолетов»

Гипотеза: можно предположить, что лётные характеристики самолёта зависят от его формы.

Опыт № 1 « Принцип создания крыла» Воздух, перемещающийся по верхней поверхности полоски, оказывает меньшее давление, чем неподвижный воздух, находящийся под полоской. Он и поднимает полоску вверх.

Опыт № 2 Движущийся воздух оказывает меньшее давление, чем неподвижный воздух, который находится под листом.

Опыт № 3 «Дуновение» Неподвижный воздух по краям полосок оказывает более сильное давление, чем движущийся воздух между ними. Разность давления и толкает полоски друг к другу.

Испытания: Модель № 1 Попытка Дальность №1 6м 40см №2 10м 45см №3 8м

Испытания: Модель № 2 Попытка Дальность №1 10м 20см №2 14м №3 16м 90см

Испытания: Модель № 3 Попытка Дальность №1 13м 50см №2 12м №3 13м

Испытания: Модель № 4 Попытка Дальность № 1 13м 60см № 2 19м 70см № 3 21м 60см

Испытания: Модель № 5 Попытка Дальность № 1 9м 20см № 2 13м 20см № 3 10м 60см

Результаты испытаний: Чемпион в дальности полёта Модель № 4 Чемпион во времени нахождения в воздухе Модель №5

Вывод: Лётные характеристики самолёта зависят от его формы.

Предварительный просмотр:

Введение

Каждый раз, когда я вижу самолет – взмывающую в небо серебряную птицу, – я восхищаюсь мощью, с которой он легко преодолевает земное притяжение и бороздит небесный океан и задаю себе вопросы:

• Как должно быть устроено крыло самолета, чтобы выдержать большой груз?
• Какой должна быть оптимальная форма крыла, рассекающего воздух?
• Какие характеристики ветра помогают самолету в его полете?

• Какую скорость может развивать самолет?

Человек всегда мечтал подняться в небо «как птица» и издревле пытался воплотить свою мечту. В 20 веке авиация начала так быстро развиваться, что человечество не смогло сохранить многие подлинники этой сложной техники. Но многие образцы сохранились в музеях в виде уменьшенных макетов, дающих почти полное представление о реальных машинах.

Я выбрал эту тему, потому, что она помогает в жизни не только развить логическое техническое мышление, но и приобщиться к практическим навыкам работы с бумагой, материаловедением, технологией проектирования и конструирования летательных аппартаов. А самое главное - это создание своего самолёта.

Мы выдвинули гипотезу – можно предположить, что летные характеристики самолета зависят от его формы.

Мы использовали следующие методы исследования:

• Изучение научной литературы;
• Получение информации в сети Интернет;
• Непосредственное наблюдение, экспериментирование;
• Создание экспериментальных пилотных моделей самолетов;

Цель работы: Сконструировать самолеты, обладающие следующими характеристиками: максимальной дальностью и длительностью полета.

Задачи:

Проанализировать информацию, полученную из первоисточников;

Изучить элементы древнего восточного искусства аэрогами;

Познакомиться с основами аэродинамики, технологии конструирования летательных аппаратов из бумаги;

Провести испытания сконструированных моделей;

Выработать навыки правильного, результативного запуска моделей;

В основу моего исследования я взял одно из направлений японского искусства оригами - аэрогами (от яп. «гами» - бумага и лат. «аэро» - воздух).

Аэродинамика (от греческих слов aer – воздух и dinamis – сила) – это наука о силах, возникающих при движении тел в воздухе. Воздух, благодаря своим физическим свойствам, сопротивляется продвижению в нем твердых тел. При этом, между телами и воздухом возникают силы взаимодействия, которые и изучаются аэродинамикой.

Аэродинамика является теоретической основой современной авиации. Любой летательный аппарат, летит, подчиняясь законам аэродинамики. Поэтому для конструктора самолёта, знание основных законов аэродинамики, не только полезно, но и просто необходимо. Изучая законы аэродинамики, я провёл серию наблюдений и опытов: «Выбор формы летательного аппарата», «Принципы создания крыла», «Дуновение» и т. д.

Конструирование.

Сложить бумажный самолетик не так просто, как кажется. Действия должны быть уверенными и точными, сгибы – идеально прямыми и в нужных местах. Простые конструкции прощают ошибки, в сложной же пара неидеальных углов может завести процесс сборки в тупик. Кроме того, есть случаи, когда сгиб необходимо намеренно выполнить не очень точно.

Например, если на одном из последних шагов требуется сложить толстую многослойную конструкцию пополам, сгиб не получится, если не сделать поправку на толщину в самом начале складывания. Такие вещи не описываются в схемах, они приходят с опытом. А от симметрии и точной развесовки модели зависит, насколько хорошо она полетит.

Ключевой момент в «бумажной авиации» – расположение центра тяжести. Создавая различные конструкции, я предлагаю утяжелить нос самолета, разместив в нем больше бумаги, сформировать полноценные крылья, стабилизаторы, киль. Тогда бумажным самолетиком можно управлять, как настоящим.

Например, экспериментальным путём я выяснил, что скорость и траекторию полета можно корректировать, сгибая заднюю часть крыльев подобно настоящим закрылкам, слегка поворачивая бумажный киль. Такое управление лежит в основе «бумажной аэробатики».

Конструкции самолетов существенно различаются в зависимости от цели их постройки. К примеру, самолеты для полетов на большие дистанции по форме напоминают дротик – они такие же узкие, длинные, жесткие, с ярко выраженным смещением центра тяжести к носу. Самолеты для максимально длительных полетов не отличаются жесткостью, зато имеют большой размах крыльев, хорошо сбалансированы. Балансировка крайне важна для самолетов, запускаемых на улице. Они должны сохранять правильное положение, несмотря на дестабилизирующие колебания воздуха. Самолетам, запускаемым в помещении, полезно смещение центра тяжести к носу. Такие модели летают быстрее и стабильнее, их проще запускать.

Испытания

Для того чтобы достичь высоких результатов при запуске, необходимо овладеть правильной техникой броска.

• Чтобы отправить самолет на максимальную дистанцию, нужно как можно сильнее бросить его вперед и вверх под углом 45 градусов.

• В состязаниях на время полета следует забросить самолет на максимальную высоту, чтобы он дольше планировал вниз.

Запуск на открытом воздухе помимо дополнительных проблем (ветер) создает и дополнительные преимущества. Используя восходящие потоки воздуха, можно заставить самолет лететь невероятно далеко и долго. Сильный восходящий поток можно найти, к примеру, около большого многоэтажного дома: ударяясь о стену, ветер меняет направление на вертикальное. Более дружелюбную воздушную подушку можно отыскать в солнечный день на автомобильной парковке. Темный асфальт сильно нагревается, и горячий воздух над ним плавно поднимается вверх.

Основная часть

1.1 Наблюдения и опыты

Наблюдения

Выбор формы летательного аппарата. (Приложение 11)

Актуальность: «Человек не птица, а летать стремится» Так уж сложилось, что человека всегда тянуло к небу. Люди пытались сделать себе крылья, позже летательные аппараты. И их старания оправдались, они смогли все-таки взлететь. Появление самолетов ничуть не уменьшило актуальность древнего желания… В современном мире летательные аппараты заняли почетное место, они помогают людям преодолевать большие расстояния, перевозят почту, лекарства, гуманитарную помощь, тушат пожары и спасают людей … Так кто же построил первый в мире самолет и совершил на нем управляемый полет? Кто сделал этот столь важный для человечества шаг, ставший началом новой эры, эры авиации? Изучение данной темы я считаю интересной и актуальной

Задачи исследования: 1.Изучить по научной литературе историю возникновения авиации, историю появления первых бумажных самолетов. 2.Сделать модели самолетов из разных материалов и организовать выставку: «Наши самолеты» 3.Провести испытания в полете для правильного выбора модели самолета и типа бумаги на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе

Объект исследования: бумажные модели самолетов Проблемный вопрос: Какая модель бумажного самолетика пролетит на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе? Гипотеза: Мы предполагаем, что самую длинную дистанцию пролетит самолётик « Дротик», а самое долгое планирование в воздухе будет у самолётика «Планера» Методы исследования: 1.Анализ прочитанной литературы; 2.Моделирование; 3.Исследование полетов бумажных самолетиков.

Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Орвилом и Уилбуром Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года. «Флайер» продержался в воздухе 12 секунд и пролетел 36,5 метров. Детище Райтов было официально признано первым в мире аппаратом тяжелее воздуха, который совершил пилотируемый полёт с использованием двигателя.

Полет состоялся 20 июля 1882 года в Красном Селе под Петербургом. Испытывал самолет помощник Можайского механик И.Н. Голубев. Аппарат разбежался по специально построенному наклонному деревянному настилу, взлетел, пролетел определенное расстояние и благополучно приземлился. Результат, конечно, скромный. Но возможность полетов на аппарате тяжелее воздуха была очевидно доказана.

История появления первых бумажных самолетиков Наиболее распространённая версия времени изобретения и имени изобретателя 1930 год, Джек Нортроп сооснователь компании Lockheed Corporation. Нортроп использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов.Несмотря на кажущуюся несерьезность этого занятия, оказалось, что пускание самолетиков - целая наука. Родилась она в 1930 году, когда Джек Нортроп - сооснователь компании Lockheed Corporation, использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов1930 годДжек НортропLockheed Corporation

Заключение В заключении хочу сказать, работая над этим проектом мы узнали много нового интересного, много сделали моделей своими руками, стали дружнее. В результате проведенной работы мы поняли: если мы будем серьёзно увлекаться авиамоделированием, то возможно кто-то из нас станет знаменитым авиаконструктором и сконструирует самолет, на котором будут летать люди.

1. http http://ru.wikipedia.org/wiki/Бумажный самолётик...ru.wikipedia.org/wiki/Бумажный самолётик annews.ru/news/detailannews.ru/news/detail opoccuu.com htmopoccuu.com htm 5. poznovatelno.ruavia/8259.htmlpoznovatelno.ruavia/8259.html 6. ru.wikipedia.orgwiki/Братья_Райтru.wikipedia.orgwiki/Братья_Райт 7. locals.md2012/stan-chempionom- mira…samolyotikov/locals.md2012/stan-chempionom- mira…samolyotikov/ 8 stranamasterov.ru из модулей МК самолётstranamasterov.ru из модулейМК самолёт

Для того, чтобы сделать самолетик из бумаги, потребуется прямоугольный бумажный лист, который может быть как белым, так и цветным. По желанию можно использовать тетрадную, ксероксную, газетную или любую другую бумагу, которая имеется в наличии.

Плотность основы для будущего самолета лучше выбирать ближе к средней, чтобы он далеко летал и при этом его было не слишком трудно складывать (на слишком плотной бумаге обычно сложно фиксировать сгибы и они получаются неровными).

Складываем самую простую фигурку самолета

Начинающим любителям оригами лучше начать с самой простой, знакомой всем с детства модели самолетика:

Для тех, кому не удалось сложить самолет по инструкции, приводим видео мастер-класс:

Если этот вариант надоел еще в школе и вы хотите расширить свои навыки бумажного самолетостроения, расскажем как поэтапно выполнить две несложные вариации предыдущей модели.

Самолет-дальнобойщик

Пошаговая фото-инструкция

1. Складываем прямоугольный лист бумаги пополам по большей стороне. Загибаем два верхних угла к середине листа. Отворачиваем получившийся угол «долиной», то есть на себя.

1. Загибаем углы образовавшегося прямоугольника к середине таким образом, чтобы выглядывал небольшой треугольник посередине листа.

1. Отгибаем маленький треугольник кверху - он будет фиксировать крылья будущего самолета.

1. Складываем фигуру по оси симметрии, учитывая, что маленький треугольник должен остаться снаружи.

1. Загибаем крылья с обоих боков к основе.

1. Выставляем под углом 90 градусов оба крыла самолета, чтобы далеко летал.

1. Таким образом, не потратив много времени, получаем далеколетный самолетик!

Схема складывания

1. Складываем бумажный прямоугольный лист вдоль его большей стороны пополам.

1. Загибаем два верхних угла к середине листа.

1. Заворачиваем «долиной» углы по пунктирной линии. В технике оригами «долиной» называется выполнение сгиба участка листа по определенной линии в направлении «на себя».

1. Складываем получившуюся фигуру по оси симметрии таким образом, чтобы уголки оказались снаружи. Обязательно проследите за тем, чтобы контуры обоих половинок будущего самолетика совпали. От этого зависит, как он будет в дальнейшем летать.

1. Загибаем крылья по обоим бокам самолета, как показано на рисунке.

1. Убедитесь, что угол между крылом самолета и его фюзеляжем составляет 90 градусов.

1. Получился вот такой быстрый самолетик!

Как сделать так, чтобы самолетик далеко летал?

Хотите научиться правильно запускать бумажный самолет, который вы только сделали своими руками? Тогда внимательно ознакомьтесь с правилами его управления:

Если все правила соблюдаются, но модель все равно летает не так, как хотелось бы, попробуйте усовершенствовать ее следующим образом:

1. Если самолет постоянно норовит резко взмыть вверх, а затем, совершая мертвую петлю, резко уходит вниз, врезаясь носом в землю, ему требуется апгрейд в виде увеличения плотности (веса) носовой части. Это можно сделать немного загнув нос бумажной модели вовнутрь, как показано на картинке, или прикрепив нему снизу канцелярскую скрепку.
2. В случае, если при полете модель летит не прямо, как нужно, а в сторону, оснастите ее рулем поворота, загнув часть крыла по линии, изображенной на рисунке.
3. Если самолетик уходит в штопор, ему срочно необходим хвост. Вооружившись ножницами, сделайте ему быстрый и функциональный апгрейд.
4. А вот если, модель во время испытаний заваливается набок, скорее всего причиной неудачи служит отсутствие стабилизаторов. Чтобы добавить их к конструкции, достаточно загнуть крылья самолета по краям по указанным пунктиром линиям.

Также предлагаем вашему вниманию видео инструкцию по изготовлению и испытанию интересной модели самолета, который способен не только далеко, но и невероятно долго летать:

Теперь, когда вы уверены в своих силах и уже набили руку на складывании и запуске простых самолетиков, предлагаем инструкции, которые расскажут вам, как сделать самолет из бумаги более сложной модели.

Самолет-невидимка F-117 («Ночной ястреб»)

Самолет-бомбовоз

Схема выполнения

1. Берем прямоугольный листок бумаги. Верхнюю часть прямоугольника складываем двойным треугольником: для этого отгибаем правый верхний угол прямоугольника таким образом, чтобы его верхняя сторона совпала с левой боковой стороной.
2. Затем по аналогии загибаем левый угол, совмещая верхнюю часть прямоугольника с его правой боковой стороной.
3. Через точку пересечения полученных линий выполняем сгиб, который в итоге должен быть параллелен меньшей стороне прямоугольника.
4. По этой линии складываем внутрь получившиеся боковые треугольники. Должна получиться фигура, показанная на рисунке 2. Намечаем линию посередине листа в нижней части по аналогии с рисунком 1.

1. Обозначаем линию, параллельную основанию треугольника.

1. Переворачиваем фигуру на обратную сторону и отгибаем угол по направлению «на себя». Должна получиться следующая бумажная конструкция:

1. Снова перекладываем фигуру на другую сторону и загибаем два уголка вверх, предварительно согнув верхнюю часть вдвое.

1. Переворачиваем фигуру обратно и отгибаем угол вверх.

1. Сворачиваем левый и правый углы, обведенные на рисунке кружком, в соответствии с картинкой 7. Такая схема позволит добиться правильного изгиба угла.

1. Загибаем угол от себя и складываем фигуру по средней линии.

1. Заводим края вовнутрь, вновь складываем фигуру пополам, а потом на себя.

1. В конечном итоге, у вас получится вот такая бумажная игрушка - самолет-бомбовоз!

Бомбардировщик СУ-35

Истребитель «Остроносый ястреб»

Пошаговая схема выполнения

1. Берем листик бумаги прямоугольной формы, сгибаем его пополам вдоль большей стороны и намечаем середину.

1. Отгибаем по направлению «на себя» два угла прямоугольника.

1. Сгибаем углы фигуры по пунктирной линии.

1. Складываем фигуру поперек таким образом, чтобы острый угол оказался на середине противоположной стороны.

1. Переворачиваем полученную фигуру на обратную сторону и формируем две складки, как показано на рисунке. Очень важно, чтобы складки были сложены не к средней линии, а под небольшим углом к ней.

1. Получившийся угол сгибаем на себя и одновременно отворачиваем вперед угол, который после всех манипуляций будет находиться на обратной стороне макета. Должна получиться фигура, как показано на рисунке ниже.

1. Загибаем фигуру пополам от себя.

1. Опускаем крылья самолетика по пунктирной линии.

1. Подгибаем немного концы крыльев для получения так называемых винглетов. Затем расправляем крылья так, чтобы они образовали с фюзеляжем прямой угол.

Бумажный истребитель готов!

Истребитель «Планирующий ястреб»

Инструкция по изготовлению:

1. Берем прямоугольный листок бумаги и намечаем середину, сложив его пополам вдоль большей стороны.

1. Загибаем внутрь к середине два верхних угла прямоугольника.

1. Переворачиваем лист на обратную сторону и загибаем складки по направлению «на себя» к центральной линии. Очень важно, чтобы верхние углы при этом не перегибались. Должна получиться вот такая фигурка.

1. Сворачиваем верхнюю часть квадрата по диагонали к себе.

1. Получившуюся фигуру складываем пополам.

1. Намечаем складочку также, как показано на рисунке.

1. Заправляем внутрь прямоугольную часть фюзеляжа будущего самолетика.

1. Отгибаем крылышки вниз по линии пунктира под прямым углом.

1. Получился вот такой бумажный самолетик! Осталось посмотреть, как он летает.

Истребитель F-15 Eagle

Самолет «Конкорд»

Следуя приведенным фото- и видео-инструкциям вы сможете своими руками за несколько минут сделать самолет из бумаги, игра с которым станет приятным и занимательным времяпрепровождением для вас и ваших детей!

У самолетиков из бумаги богатая и длинная история. Предполагают, сложить из бумаги своими руками самолет пытались еще в Древнем Китае и в Англии времен Королевы Виктории. Последующим новые поколения любителей бумажных моделей разработали новые варианты. Сделать летающий самолетик из бумаги в состоянии даже ребенок, стоит ему изучить основные принципы складывания макета. Простая схема содержит не более 5-6 операций, инструкция по созданию продвинутых моделей гораздо серьезнее.

Для разных моделей потребуется разная бумага, различающаяся плотностью и толщиной. Определённые модели способны передвигаться только по прямой, некоторые в состоянии выписать крутой вираж. Для изготовления разных моделей потребуется бумага определённой жёсткости. Перед тем как приступить к моделированию, опробуйте разную бумагу, подберите необходимую толщину и плотность. Из мятой бумаги поделки собирать не стоит, они не полетят. Игра с бумажным самолетиком – любимое развлечение большинства мальчишек.

Перед тем как сделать самолетик из бумаги, ребенку понадобится включить всю свою фантазию, сосредоточиться. При проведении детского праздника можно провести соревнования между детворой, пусть они запускают сложенные собственноручно самолётики.

Такой самолетик сможет сложить любой мальчишка. Для его изготовления подойдет любая бумага, даже газетная. После того, как ребёнок сможет изготовить этот вид самолетика, ему под силу будут и более серьезные конструкции.

Рассмотрим все этапы создания летательного аппарата:

1. Приготовьте лист бумаги приблизительно формата А4. Расположите его короткой стороной к себе.
2. Перегните бумагу по длине, нанесите метку в центре. Разверните лист, соедините верхний угол с серединой листа.
3. Эти же манипуляции произведите с противоположным углом.
4. Разверните бумагу. Разместите уголки так, чтобы они не доставали центра листа.
5. Отогните маленький угол, он должен удерживать все остальные углы.
6. Согните макет самолета по осевой линии. Треугольные части расположились сверху, отведите стороны к центральной линии.

Вторая схема классического самолета

Эта распространенный вариант называется планером, можно оставить его с острым носиком, а можно его сделать тупым, загнуть.

Самолет с пропеллером

Существует целое направление оригами, занимающиеся созданием моделей бумажных самолетиков. Она носит название аэрогами. Можно освоить лёгкий способ изготовления оригами самолетика из бумаги. Этот вариант делается очень быстро, он хорошо летает. Это именно то, что заинтересует малыша. Можно оснастить его пропеллером. Приготовьте лист бумаги, ножницы или нож, карандаши, швейную булавку, у которой есть бусинка на верхушке.

Схема изготовления:

1. Разместите лист короткой стороной к себе, сложите его пополам по длине.
2. Верхние уголки загните к центру.
3. Получившиеся боковые уголки также отогните к центру листа.
4. Ещё раз загните боковины к середине. Хорошенько прогладьте все сгибы.
5. Для изготовления пропеллера понадобится квадратный лист размером 6*6см, разметьте обе его диагонали. Сделайте надрезы по этим линиям, отступив от центра чуть меньше сантиметра.
6. Сложите пропеллер, размещая уголки к центру через один. Закрепите середину иголкой с бусиной. Желательно подклеить пропеллер, он не будет расползаться.

Прикрепите пропеллер в хвостовой части макета самолет. Модель готова к запуску.

Самолет-бумеранг

Малыша очень заинтересует необычный самолёт из бумаги, который самостоятельно возвращается назад в руки.

Разберемся, как делаются подобные макеты:

1. Положите перед собой лист бумаги формата А4, чтобы короткая сторона была направлена на вас. Согните пополам по длинной стороне, разверните.
2. Отогните верхние уголки к центру, загладьте. Разверните эту часть книзу. Расправьте получившийся треугольник, разровняйте внутри все складочки.
3. Разверните изделие обратной стороной, согните вторую сторону треугольника в середину. Широкий конец бумаги отправьте в противоположную сторону.
4. Эти же манипуляции произведите со второй половиной изделия.
5. В результате всего этого должен образоваться своеобразный карман. Поднимите его к верху, отогните таким образом, чтобы его край лег ровно по длине бумажного листа. Загните угол в этот кармашек, а верхний отправьте вниз.
6. Таким же образом поступите и с другой стороной самолета.
7. Детали, находящиеся сбоку кармана, отогните кверху.
8. Разверните макет, передний край разместите в середине. Должны появиться выступающие куски бумаги, их необходимо загнуть. Детали, напоминающие плавники, также уберите.
9. Разверните макет. Осталось согнуть пополам и хорошенько прогладить все сгибы.
10. Оформите переднюю часть фюзеляжа, отогните куски крыльев наверх. Проведите руками по передней части крыльев, должен получиться небольшой изгиб.

Самолет готов к эксплуатации, он будет летать дальше и дальше.

Дальность полета зависит от массы самолета и силы ветра. Чем легче бумага, из которой макет сделан, тем легче ему летать. Но при сильном ветре далеко ему лететь не удастся, его попросту сдует. Тяжёлый самолёт легче противостоит потоку ветра, но дальность полёта у него меньше. Чтобы наш бумажный самолет летел по ровной траектории необходимо, чтобы обе его части были абсолютно одинаковые. Если крылья получились разной формы или размера, самолёт тут же уйдет в пике. Желательно не использовать при изготовлении скотч, металлические скобы, клей. Всё это утяжеляет изделие, из-за лишнего веса самолет не полетит.

Сложные виды

Самолет из оригами

Микостин Петр

Исследовательская работа ученика 8 класса " Исследование аэродинамики бумажного самолета"

Скачать:

Предварительный просмотр:

Открытые Ломоносовские чтения

Муниципальное Бюджетное общеобразовательное учреждение

Школа №6 им. М.В. Ломоносова с углубленным изучением отдельных предметов городского округа Самара

Секция «Физика»

Исследование аэродинамики бумажного самолета.

Самара 2017

1. Введение 2
2. Почему летает бумажный самолет 5
3. Практическая часть 6
4. Заключение 8
5. Литература 8

Введение

Одним из мои увлечений является изготовление поделок из бумаги моделей военной техники.

История изготовления из бумаги уходит корнями глубоко в прошлое. Расцвет изготовления бумажных поделок в России начинается после Второй Мировой Войны. В настоящее время любой желающий может изготовить, например, бумажный самолёт и запустить его. В России даже проводят турнир по запуску бумажных самолетиков «С мечтами детства в полет будущего».

У меня есть младший брат, ему очень нравиться делать и запускать бумажные самолеты, но он всегда огорчается, когда самолетик не долго парит в воздухе. Вот я и решил выяснить, почему бумажный самолетик может иметь разную дальность полета.

Цель: исследовать зависимость дальности, времени и высоты полёта бумажного самолёта.

Задачи:

1. Изучить литературу по данной теме

2. Выявить зависимость дальности, времени, скорости и высоты полёта бумажного самолёта от площади крыльев, угла наклона крыла конструкции и материала

Что держит самолет на воздухе

Самолеты, особенно вблизи, впечатляют своими габаритами и массой. Остается при этом не понятным, как такой громоздкий и тяжелый объект поднимается в небесную высь.

Крыло самолета, который взлетает, создает силу, толкающую его вверх, то есть, в небо. Она носит название подъемной силы самолета .

Подъемная сила состоит из двух оставляющих:

Одна основана на принципе Бернулли: если скорость движения потока жидкости или газа увеличивается, давление в потоке уменьшается.

Приложите лист бумаги ко рту коротким краем. Дальний край листа под действием силы тяготения опустится. Теперь сильно подуйте над верхней частью листа. Лист поднимается вверх.

Крыло самолета спроектировано таким образом, чтобы воздух, который проходит над ним, ускорялся по отношению к воздушному потоку, проходящему с низу. Более быстрый поток воздуха сверху от крыла снижает давление воздуха над крылом, и полученная в результате разница между этим низким давлением и более высоким давлением под крылом обеспечивает подъем самолета.

В дополнении к подъемной силе Бернулли существует так называемая реактивная подъемная сила. Третий закон Ньютона гласит, что на каждое действие есть равное ему противодействие.

Когда воздух проходит под крылом самолета под углом, направленным вверх (угол атаки). Этот воздух, двигаясь от передней кромки крыла к задней, толкается крылом вниз. Это действие. И на него непременно должно быть равное противодействие воздуха, толкающего по направлению вверх, так что крыло поднимается вверх. Для современных самолетов более 80% подъёмной силы обеспечивается реактивной подъемной силой и лишь менее 20% - силой Бернулли.

Если высунуть руку в окно, находясь в движущемся автомобиле, раскрыть ладонь по направлению движения и прижать пальцы друг к другу, немного задрав их вверх. Вы обязательно почувствуете, что поток воздуха толкает вашу руку вверх. Это и есть реактивная подъемная сила.

Когда самолет летит «вверх ногами» подъемная сила обеспечивается исключительно реактивной составляющей. Пилот в таком полете поднимает переднюю часть самолета, так чтобы крыло опять стало под углом вверх (угол атаки) и прибавляет газу, увеличивая скорость полета, чтобы компенсировать потерю подъемной силы Бернулли.

Полагаться исключительно на реактивную подъемную силу весьма опасно, поскольку она по своей природе не слишком стабильна. Возвращаясь к высунутой руке из окна автомобиля. Меняя направление ладони совсем чуть-чуть, направление силы набегающего потока меняется радикально.

Именно этой трудностью контроля над реактивной подъемной силой объясняется, почему большинство авиакатастроф случается на этапе взлета и посадки. Доля вертикальной тяги в результате воздействия подъемной силы при взлете и посадке выше, чем во время полета на высоте. Вот почему при приземлении авиалайнера иногда чувствуется, как его бросает из стороны в сторону.

За оконечностью крыла создается своего рода вытянутый вращающийся вихрь, который называют вихревым жгутом или шнуром.

Крыло при движении образует индуктивное сопротивление крыла, создавая вытянутый вращающийся вихрь, из-за перетекания потока воздуха через законцовку, с нижней на верхнюю поверхность крыла

Чем больше подъемная сила, тем больше сопротивление.

Законцовка крыла может быть видоизменена. Она не только не будет способствовать перетеканию, но может стать преградой (в механическом или аэродинамическом плане) на его пути. Эту роль выполняют аэродинамические законцовки крыла, которые называются винглеты, шарклеты, шайбы Уиткомба и др.

Почему летает бумажный самолет

Бума́жный самолёт (самолётик) - игрушечный самолёт, сделанный из бумаги. Он является наиболее распространённой формой аэрогами , одной из ветвей оригами (японского искусства складывания бумаги).

А почему летает бумажный самолет ведь у него нет такого профиля крыла как у настоящего?

Крыло ровное, но во время полета оно располагается под некоторым углом к потоку воздуха, отчего возникает примерно тот же эффект, что и у профильного крыла, т.е. образуется угол атаки (угол между строительной осью самолета и вектором скорости).

Еще важным моментом момент в «бумажной авиации» является расположение центра тяжести. Бумажным самолетиком можно управлять, как настоящим. Например, скорость и траекторию полета можно корректировать, сгибая заднюю часть крыла подобно настоящим закрылкам, слегка поворачивая бумажный киль.

Изучая литературу, я выяснил, что конструкции самолетов существенно различаются в зависимости от цели их постройки. К примеру, самолеты для скоростных полетов по форме напоминают дротик они такие же узкие, длинные, жесткие, с ярко выраженным смещением центра тяжести к носу. Самолеты для максимально длительных полетов имеют большой размах крыльев, хорошо сбалансированы. Балансировка крайне важна для самолетов, запускаемых на улице. Они должны сохранять правильное положение, несмотря на колебания воздуха. Самолетам, запускаемым в помещении, полезно смещение центра тяжести к носу. Такие модели летают быстрее и стабильнее, их проще запускать.

Практическая часть

Для изучения зависимости дальности, времени, скорости полёта бумажного самолёта от площади крыльев, угла наклона крыла конструкции и материала. Были выполнены 5 моделей самолетов

№1 Дротик

№2 Самый простой

№3 Планер

№4 Штурмовик

№5 Ястреб

1. Исследование дальности полета и расчет скорости полета.

Название самолёта	Дальность полёта, сантиметр	Время полёта, секунды	Скорость, м/с
Дротик		1,65	0,97
Самый простой		1,52
Планер		1,92	1,93
Штурмовик		1,70	2,65
Ястреб

При измерении скорости самолёта пришлось использовать видеосъемку полёта. Иначе скорость полета рассчитать трудно.

Вывод: Скорость полета зависит от формы самолета.

2. Исследование зависимости дальности полета от материала.

«Самый простой» изготовил из тетрадной бумаги и офисной бумаги для того, чтобы определить наиболее подходящий материал для изготовления самолётов. Листы взял одного размера.

Материал.
материал параметры	Тетрадная бумага	Офисная бумага
Дальность полёта, метры
Время полёта, секунды	1,1 Дальность сантиметры

Вывод: При угле в 30 0 дальность полета наибольшая

1. Исследование зависимости дальности полета от наличия аэродинамических законцовок крыла.

Вывод: При законцовки крыла дальность полета увеличивается.

Заключение

В результате проведенных экспериментов удалось выяснить, что дальность и время полёта бумажных самолётов зависит от площади. Материал для изготовления планирующих самолётов необходимо подбирать как можно более лёгкий. Надеюсь, этот опыт построения самолётов пригодится в будущем для конструирования и изготовления модели самолёта из дерева и пластика с мотором. Теперь я знаю, какой самолетик для брата надо делать, чтобы он пролетел дальше и как правильно его запускать.

Литература

1. Кузнецова О. С. «Бумажные самолётики» азбука самоделок, 2004 г.
2. http://go.mail.ru/redir?q
3. Бумажные самолетики. – М.: // Новости космонавтики. – 2008
4. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/Бумажные самолётики.
5. Сборник научно-познавательных статей, заметок и публикаций.