XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Почему летают самолеты
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Меня заинтересовал вопрос – почему летают самолеты? Мне стало интересно, как устроен самолет, можно ли сделать самолет самому и запустить его.
Прошлым летом я посетил дом-музей нашего земляка, поэта и авиатора Василия Каменского в поселке Троица. В 1911 году он один из первых в мире сдал экзамен на звание пилота! И привёз в Пермь свой самолет Блерио XI (Приложение 1). Именно ему приписывают авторство термина «самолет», раньше летающие машины называли аэропланами.
Гуляя, я каждый день вижу, как взлетают и садятся самолеты в аэропорт нашего города. В Перми находится крупнейшее предприятие авиационной промышленности – «Пермские моторы», которое в том числе производит авиационные двигатели. Это предприятие выпускало двигатели для истребителей и бомбардировщиков во время Великой Отечественной Войны, а сейчас выпускает двигатели для гражданских грузовых и пассажирских самолетов. Например, двигателем ПД-90, произведенным на Пермских моторах, оснащен самолет президента Российской Федерации. А в настоящее время на заводе работают над созданием и производством двигателя ПД-14 для пассажирского самолета МС-21 (Приложение 2).
Летом я был на авиационном фестивале «Крылья Пармы», на котором наблюдал за выступлением авиационной группы высшего пилотажа «Русские Витязи» (Приложение 3). Всё это усилило мой интерес к самолётам.
Самолеты имеют крылья и двигатель. Какая сила помогает оторваться самолёту от земли? Что помогает самолету лететь?
Цель моей работы – узнать принцип строения самолёта, создать свою модель резиномоторного самолёта и осуществить её запуск. Я поставил перед собой задачу познакомиться с историей возникновения самолётов, узнать какие силы помогают самолёту лететь, познакомиться с устройством самолёта, расширить знания об истории воздухоплавания.
Глава 1 Теоретическая часть
1.1. Мечта о полете
Человек всегда мечтал о полете. Первые попытки полёта связаны с идеей подражать птицам. Мечта о полёте встречается в мифах разных народов мира, например, о Дедале и Икаре в греческой мифологии (Приложение 4) . В мифе о Дедале его крылья были из перьев и воска. Люди продолжали мечтать, строить крылья и спрыгивать с высоких башен даже в XVII веке, но, как правило, все попытки были неудачными, испытатели получали травмы или разбивались насмерть.
В V веке Лю Бан изобрел «деревянную птицу», которая была большим бумажным змеем или ранним планером.
В 559 году в Китае был задокументирован полет человека на воздушном змее. Таким образом, новый император хотел казнить сына предыдущего императора. Но приговоренный пролетел над городом и приземлился живым.
В IX веке в Испании зарегистрировано несколько попыток полёта арабского ученого Аббаса ибн Фирнаса. В 852 году он сделал крылья из ткани, натянутой на деревянные распорки – наподобие современного зонта. С этим аппаратом Фарнас спрыгнул с Мечети. Он не полетел, но его аппарат замедлил падение. В 872 году Фарнас разработал проект, который включал первые поверхности управления полётом. Это, вероятно, был первый дельтаплан. Аббас спустился на нём с маленького холма, и управляя аппаратом, продержался в воздухе десять минут. Это было первой попыткой управляемого полёта. Аббас мог изменять высоту и направление, и смог возвратился туда, откуда начал путь. После успешного возвращения к отправной точке, он упал на землю, и сказал, что приземление можно улучшить, сделав хвостовую часть.
В XV веке Леонардо да Винчи нарисовал чертёж дельтаплана – орнитоптера (Приложение 5). Крылья крепились к человеку и приводились в движение руками и ногами. Однако, модель, которую построил Леонардо в 1496 году, не летала.
В 1632 году турецкий ученый Хезарфен Ахмед-челеби на аппарате с крыльями перелетел Босфор – пролив между Европой и Малой Азией, соединяющий Чёрное море с Мраморным. Он спрыгнул с башни высотой 55 метров в Стамбуле и пролетел расстояние около 3 км, приземлившись на другой стороне Босфора, без каких-либо травм.
1.2. История создания самолета
В 1716 году Эммануил Сведенборг издал первую печатную книгу об авиации – «Эскизы машин для полёта по воздуху». Сведенборг показал в своей работе, что наличие двигателя у летательного аппарата является важнейшим условием полёта.
В последующем ученые разных стран изобретали летательные машины с различными двигателями: внутреннего и внешнего сгорания, с паровыми двигателями. И даже на конной тяге. В 1868 году француз Жан-Мари Ле Бри совершил первый полёт, при котором поднялся выше точки старта, на своём планёре Альбатрос с помощью конной тяги на берегу. Ле Бри по сообщениям достиг высоты 100 метров, преодолев расстояние 200 метров (Приложение 6).
В 1870 году француз Альфонсо Пено изготовил несколько моделей летательных аппаратов с резиновым двигателем, в котором использовалась энергия закрученной резиновой полосы. 18 августа 1871 года его модель самолета «Планофор» совершила публичный полет. Планофор представлял собой моноплан с размахом крыла 450 мм и массой 16 г (Приложение 7). Максимальная дальность полёта достигала 40 м.
В 1882 году наш соотечественник Александр Можайский создал и испытал моноплан с двумя паровыми машинами, который, оторвался от земли после разбега (Приложение 8). Однако сам полёт был неудачным, самолёт потерял скорость и рухнул на крыло. Для продолжения исследований денег у А. Ф. Можайского не нашлось.
Первенство создания пилотируемого самолета признается во всем мире за братьями Райт из США. Орвилл и Уилбер Райт совершили первый полет на аэроплане «Флайер-1» 17 декабря 1903 г. Биплан под управлением Орвилла продержался в воздухе 12 секунд и пролетел 36 м на высоте около 3 м (Приложение 9). Спустя год братья Райт выполнили полет по кругу, а в 1905 г. самолет пролетел уже 39 км. Создание самолетов братья Райт начинали с планеров и в 1902 г. соорудили первый летательный аппарат тяжелее воздуха, полностью управлявшийся пилотом. Они разработали подвижный вертикальный руль, действующий по трем осям: крену, рысканию и тангажу. Такая система управления до сих пор используется на всех самолетах. Они также изобрели первую аэродинамическую трубу, в которой испытывали элементы самолетов: крылья, пропеллеры, хвостовое оперение и модели целого фюзеляжа.
На свой первый самолет братья Райт установили бензиновый двигатель мощностью 12 л.с., который с помощью цепных передач вращал 2 толкающих винта длиной 2,6 м, обращенных назад. Корпус «Флайер-1» изготовили из ели. Самолет с размахом крыльев 12 м массой 273 кг вместе с двигателем обошелся братьям в 1000 долларов. Самолет имел салазки, рельсы, которые использовал для взлета и нуждался в попутном ветре.
Удачные с первых же испытаний полеты Райты объясняли тем, что они уделяли внимание не увеличению мощности двигателя, как остальные воздухоплаватели, а обеспечению отличной управляемости самолетом. Свой первый патент на самолет без двигателя они зарегистрировали в 1906 г. Особенностью изобретения был принцип управления с помощью перекашивания крыла, общий для всех планеров и самолетов. Патент описывал также хвостовой вертикальный руль, позволявший самолету поворачивать, и передний руль высоты, обеспечивающий подъем и снижение. Крен летающей машины регулировался перекосом крыла и мог осуществляться его частями – тем, что позже стали называть элеронами.
Эксперименты с планёрами заложили основу строительства самолетов, и в начале XX века прогресс в двигателестроении дал возможность управляемого полёта с двигателем, в том числе и реактивным. Ученые изо всех сил пытались создать аппараты, которые были бы быстрее, летели дальше и выше, и имели бы более простое управление.
Важные факторы, влияющие на прогресс в самолётостроении:
-
Управление: Первоначально планеры управлялись путём движений телом или перекосом крыла. Современные самолёты используют различные средства механизации — элероны, рули направления и рули высоты.
-
Мощность: Авиационные двигатели становятся всё более лёгкими и эффективными, от паровых двигателей до поршневых, реактивных и ракетных двигателей.
-
Материал: Первоначально летательные аппараты изготавливались из тканей и дерева, затем стали использоваться специально обработанные ткани и стальные трубки, полностью алюминиевые конструкции (в период Второй мировой войны), а сегодня всё в большей мере используются композиционные материалы.
В XX веке развитие авиастроения шло огромными шагами. Были изобретены и построены множество самолётов различных конструкций. Рекорды устанавливались один за другим: высоты, дальности, скорости полёта. Например, в 1979 году Gossamer Albatross стал первым аппаратом, приводимым в действие мускульной силой человека, пересёкшим пролив Ла-Манш (Приложение 10). В 1986 г. Дик Рутан и Джина Йигер совершили кругосветный полёт на самолёте без дозаправки и не приземляясь. В 1988 г. орбитальный корабль-ракетоплан Буран совершил свой первый орбитальный полёт, он смог подняться в космос, а затем приземлиться на взлётно-посадочной полосе подобно обычному самолёту. В том же году Ан-225 «Мрия» - транспортный реактивный самолет сверхбольшой грузоподъёмности совершил свой первый полет. Это был самый большой и грузоподъёмный самолёт за всю историю мировой авиации. Предполагалось использование Ан-225 в качестве первой ступени системы воздушного старта космического корабля. (Приложение 11).
Большой вклад в развитие авиации внесли российские конструкторы Туполев (самолеты Ту), Сухой (самолеты Су), Микоян (самолеты МиГ), Лавочкин (самолеты Ла), Ильюшин (самолеты Ил), Антонов (самолеты Ан), Яковлев (самолеты Як).
Вершинной самолетостроения, по моему мнению, является создание сверхзвукового пассажирского самолета. Потому что к пассажирским самолетам предъявляются самые повышенные требования по обеспечению безопасности и надежности. В 1968 году первый полёт совершил созданный в СССР сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144. А в 1969 году первый полет совершил Конкорд созданный совместно Великобританией и Францией (Приложение 12).
1.3. Как устроен самолет
Самолет – самый распространенный летательный аппарат, который тяжелее воздуха.
Все самолеты должны иметь обтекаемую форму, уменьшающую их сопротивление, и возможно меньшую массу, благодаря чему самолет берет больше полезного груза.
Самолёт имеет следующие основные части (Приложение 13):
Фюзеляж - корпус самолета, в котором размещают людей, приборы, грузы. К нему крепят крыло, оперение, двигатель и шасси.
Важнейшая часть самолета - крыло, создающее подъемную силу. Крылья самолетов отличаются размерами, формой, положением относительно фюзеляжа, профилем. Крепят крыло непосредственно к фюзеляжу. На крыле устанавливаются элементы управления самолетом: элероны, закрылки, щитки, спойлеры (интерцепторы).
Элероны - это небольшие рули на консолях крыла, отклоняющиеся одновременно в разные стороны (один вверх, другой вниз); они служат для создания крена.
Закрылки похожи на элероны, но они отклоняются только вниз на 15-60°; при этом изменяется кривизна профиля крыла, что вызывает возрастание подъемной силы.
Щитки - еще более простое средство увеличения подъемной силы крыла; они расположены под крылом, вдоль задней кромки и отклоняются вниз.
Спойлеры (интерцепторы) - воздушные тормоза для кратковременного повышения сопротивления. Они служат для уменьшения посадочной скорости и пробега после самолета при посадке.
В задней части фюзеляжа устанавливается хвостовое оперение, состоящее из киля с рулём поворота, и стабилизатора с рулём высоты.
Стабилизатор - небольшая горизонтальная поверхность, обеспечивающая продольную устойчивость самолета. Если под влиянием каких-либо причин самолет повернется вокруг поперечной оси, сила давления встречного потока на стабилизатор вернет его в прежнее положение. Равновесие вокруг поперечной оси будет восстановлено. Если же летчику понадобится самому повернуть самолет относительно той же оси вверх или вниз, он использует руль высоты, установленный на стабилизаторе.
Киль - небольшая вертикальная поверхность, выполняющая роль стабилизатора только относительно вертикальной оси, т. е. он обеспечивает путевую устойчивость самолета. Если же летчику понадобится повернуть самолет вправо или влево, он использует руль направления, крепящийся к килю.
Шасси служит для перемещения самолета по земле, разбега при взлете и пробега после посадки. На современных самолетах наиболее распространено трехколесное шасси с носовым колесом и двумя колесами под крылом. Такое шасси обеспечивает хорошую устойчивость самолета при разбеге и пробеге, допускает энергичное торможение. Для уменьшения сопротивления воздуха шасси делают убирающимися.
Для полета самолета необходима сила тяги, направленная вперед. Сила тяги создается воздушным винтом. При вращении воздушный винт ввинчивается в воздух и тянет за собой самолет. Винт вращает двигатель. Применения двигателей внутреннего сгорания ограничены - они способны создавать силу тяги до скоростей полета 700-800 км/ч. Поэтому на скоростных самолетах устанавливают реактивные двигатели. Простейший реактивный двигатель - пороховая ракета, у которой газы, образующиеся во время горения топлива, с высокой скоростью выбрасываются назад. Сила отдачи, появляющаяся при этом, и есть сила тяги.
В настоящее время на самолетах широко применяют турбореактивные двигатели, работающие по такому же принципу, как и пороховая ракета, только вместо пороха в камере сгорания непрерывно горит смесь паров керосина с воздухом. Для увеличения силы тяги реактивного двигателя надо повысить скорость выбрасывания газов из камеры сгорания. Для этого воздух сжимают в компрессоре затем подают в камеру сгорания одновременно с топливом. Образующаяся смесь горит непрерывно, воздух нагревается до высокой температуры, повышается давление. Вырываясь из камеры сгорания с большой скоростью, газы создают силу тяги и попутно приводят во вращение турбину и компрессор. Если на вал посадить еще воздушный винт, получится турбовинтовой двигатель.
Такие же части имеют и модели самолётов.
1.4. Подъемная сила крыла
Принцип возникновения подъемной силы при движении крыла в воздушной среде называют Аэродинамическим. Этот принцип используют планеры, самолеты, вертолеты.
Крыло летящего самолета омывается встречным потоком воздуха (Приложение 14). При обтекании верхней выпуклой поверхности скорость потока возрастает, и здесь образуется область пониженного давления. Под крылом частицы воздуха, наоборот, притормаживаются и давление повышается. Эта разность давлений и создает подъемную силу - Y, которая всегда направлена перпендикулярно набегающему потоку.
Перед передней кромкой образуется зона повышенного давления, а за задней кромкой - зона незначительно пониженного давления, где происходит мелкое вихреобразование. Эта разность давлений вместе с силой трения воздуха о крыло вызывает силу лобового сопротивления - X, которая совпадает с направлением скорости и противоположна направлению полета.
Результат действия подъемной силы Y и силы лобового сопротивления X - R называется полной аэродинамической силой крыла.
Проведем с Вами эксперимент (Приложение 15). Возьмите полоску бумаги шириной 10 см и длинной 20 см. Поднесите полоску бумаги к губам и подуйте вдоль верней поверхности. Полоска бумаги поднимется вверх.
Воздух, двигающийся по верхней поверхности полоски, оказывает меньшее давление на полоску, чем неподвижный воздух под полоской бумаги. Этот воздух давит на полоску снизу, и поднимает её.
Вот Вы и создали подъемную силу. И познакомились с законом Бернулли, который гласит: Чем выше скорость потока жидкости или газа, тем меньшее давление он оказывает. Приведем упрощенную формулу закона Бернулли:
V под * P под = V над * P над
V под – скорость потока под полоской бумаги (или крылом);
P под – давление потока под полоской бумаги (или крылом);
V над – скорость потока над полоской бумаги (или крылом);
P над – давление потока над полоской бумаги (или крылом).
Следуя закону Бернулли, приходим к выводу:
Если V над > V под – скорость над крылом больше скорости под крылом, то для сохранения равенства
P под > P над – давление под крылом больше давления над крылом.
Какая форма лучше подходит для летательного аппарата, использующего подъемную силу крыла? Проведем эксперимент. Возьмите лист бумаги и запустите его в полет. Лист бумаги летит беспорядочно, и быстро падает на пол. Теперь сложите из листа бумаги самолетик (Приложение 16). Запустите самолетик, и он полетит вверх и вперед. Форма бумажного самолетика подходит для полета. Он имеет фюзеляж и крылья. При скольжении вперед на крыльях создается подъемная сила. Самолетик будет подниматься, пока не иссякнет сила, с которой самолетик запустили в воздух. Для того, чтобы самолетик летел долго, подъемная сила крыла не должна ослабевать, то есть самолету нужен двигатель.
Глава 2 Практическая часть
2.1. Схематическая модель резиномоторного самолета
Это летающая модель, схематически воспроизводящая самолет. Она имеет рейку-фюзеляж, крыло, оперение и винтомоторную группу (воздушный винт и резиновый двигатель). Крыло создает подъемную силу, которая возникает только при его движении в воздухе.
Необходимую силу тяги для движения модели создает воздушный винт, вращаемый раскручивающейся резиной. Продолжительность его работы у схематических моделей около 1 мин.
Сила тяги - величина непостоянная. В первый момент она велика, к концу работы уменьшается. В зависимости от силы тяги винта меняется и скорость полета модели.
На схематическую модель при работе двигателя, так же как и на самолет в полете, действуют четыре силы (Приложение 17): сила тяжести G, подъемная сила Y, тяги двигателя Р и сила лобового сопротивления X. Подъемной силе противодействует сила тяжести, которая тянет модель вниз; сила сопротивления воздуха противодействует силе тяги, обеспечивающей движение модели вперед. При конструировании модели следует правильно рассчитать эти силы. Необходимо уменьшить силу сопротивления и массу модели, увеличив силу тяги и подъемную силу крыла. Увеличить подъемную силу можно, применив более вогнутый профиль крыла и подобрав лучший угол атаки крыла.
Силу тяги увеличивают, уменьшив массу модели и повысив мощность резинового двигателя. Чтобы уменьшить массу модели, применяют легкие и прочные материалы. Аккуратное изготовление и качественная обработка поверхностей модели позволяют снизить силу лобового сопротивления.
Основными величинами при расчете схематической модели самолета являются (Приложение 18): L - размах крыльев; λ - удлинение крыла; b – ширина крыла; Lф – длина фюзеляжа; Lст – размах стабилизатора; Sк – площадь крыла; Sст - площадь стабилизатора; Sк - площадь киля; Dв – диаметр винта.
Конструировать модель рекомендуем в такой последовательности: выбор схемы, размаха крыла и основных размеров, вычисление площадей поверхности крыла, стабилизатора, киля, определение массы по минимальной удельной грузоподъемности, расчет воздушного винта, составление рабочего чертежа (Приложение 18).
Размах крыла схематической модели выбираем 460 мм. Ширину крыла 100 мм.
Рассчитаем схематическую модель самолета. Для всех расчетов достаточно знаний математики 4 класса. Удлинение крыла λ = l/b для таких моделей принимают равным от 4 до 8. У нас получается λ = 460 / 100 = 4,6, что соответствует требованиям. Выбираем прямоугольную форму крыла с заострениями на концах. Тогда площадь крыла Sкp = L * b = 460 * 100 = 46000 мм2 = 4,6 дм2. С учетом заострений площадь будет около 4,3 дм2.
Sст = 1/3 Sкp = 1,4 дм2. Площадь киля Sк = 1/3 Sст ≈ 1 дм2.
Диаметр винта возьмем 200 мм. Наибольшая ширина лопасти составляет 15% от диаметра - 30 мм, а толщина заготовки для винта порядка 8% - 16 мм.
Длину рейки-фюзеляжа берем чуть больше размаха крыла - 480 мм. Остается выполнить эскиз и рабочий чертеж. В процессе работы над ними можно вносить изменения в параметры модели, но они не должны превышать 5-10%.
При постройке основных частей моделей желательно выдерживать следующие соотношения масс: фюзеляж - 34% от массы модели, крыло - 20%, винт - не более 20%, резиновый двигатель - 20%, оперение - 6%. Нетрудно рассчитать массу модели при минимальной удельной грузоподъемности несущей поверхности (5 г/дм2). Грузоподъемность нашей модели будет равна 4,3 дм2 * 5 г = 21,5 г.
2.2. Конструирование модели резиномоторного самолета
Материалы: Потолочная плитка из пенопласта; Деревянная рейка 5*5*550мм; Стальная проволока (или канцелярские скрепки); Нитки; Рыбацкая резина; Ватные палочки (или пустые стержни от ручек); Пластиковая бутылка; Бумага; Скотч; Бамбуковые шпажки.
Инструменты: Клеи потолочный, ПВА и эпосидный (пятиминутка); Резак; Шило; Наждачная бумага; Шуруповерт и тонкие сверла; Плоскогубцы; Кусачки; Лобзик; Ручка; Линейка; Угольник; Ножницы.
Шаг 1. Крылья и хвостовое оперение.
Чертим прямо на листе потолочной плитки крыло, «ушки» крыла, киль, стабилизатор и вырезаем их по линейке резаком (Приложение 19).
Обрабатываем кромки киля и стабилизатора наждачной бумагой, немного скругляя их (Приложение 20), приклеиваем киль к стабилизатору по угольнику (Приложение 21).
Края «ушек», которые будут прилегать к концам крыла, стачиваем наждачной бумагой под углом. Затем приклеиваем «ушки» к крылу, сравнивая угол приклеивания по линейке. «Ушки» на крыле нужны чтобы обеспечить модели более ровный полет.
Шаг 2. Фюзеляж и резиномотор.
Берем рейку сечением 5 * 5 мм и отпиливаем от нее часть длиной 480 мм - сам фюзеляж и часть длинной 15 мм – моторама (Приложение 22).
От ватной палочки или стержня от ручки отрезаем кусочек длиной 20 мм и приклеиваем его и мотораму к концу рейки-фюзеляжа. Эта трубочка должна выпирать на несколько миллиметров вперед, и приклеиваем её под небольшим углом, иначе модель будет сильно уводить в сторону.
Затем обматываем место склейки нитками с клеем ПВА (Приложение 23).
Из стальной проволоки выгибаем задний крюк для резиномоторного двигателя, а в хвостовой части фюзеляжа шилом делаем небольшое отверстие.
Вставляем крюк в отверстие и обматываем нитками с клеем ПВА.
Ступицу винта изготавливаем из той же рейки – длиной 50 мм. Делаем от концов ступицы отметки в 15 мм и делаем лобзиком пропилы до этих отметок, ориентируясь по ребрам, то есть по диагонали, если смотреть на ступицу с торца. Из стальной проволоки выгибаем ось винта и вставляем в просверленное заранее отверстие в центре ступицы. Приматываем ось нитками с клеем ПВА.
На листе бумаги чертим шаблоны лопастей (длина 90 мм, ширина 30 мм) и вырезаем. Приклеиваем шаблоны лопастей к пластиковой бутылке вдоль, чтобы лопасти имели выпукло-вогнутый профиль. Вырезаем лопасти ножницами, а места приклеивания их к ступице зачищаем наждачной бумагой.
Вклеиваем лопасти в ступицу. Затем вставляем ось винта в трубочку на мотораме и плоскогубцами загибаем крючок для резиномотора. Натягиваем резиномотор из четырех нитей резинки между крючками.
Шаг 3. Шасси.
Данную модель можно сделать без шасси, но в данном случае оно играет роль утяжелителя носовой части, чтобы центровка модели была не слишком задней. Если хочется сократить время изготовления модели, достаточно приклеить грузик весом примерно 5-6 грамм в носовой части.
Из тонких бамбуковых палочек, например, от подставки для тарелок, делаем две стойки длиной 150 мм. Из стальной проволоки выгибаем соединительную часть стоек и оси колес. Приматываем нитками с клеем ПВА оси к стойкам. Также нитками с клеем соединяем обе стойки с проволочной деталью. Приклеиваем шасси к фюзеляжу в районе моторамы и обматываем нитками с клеем (Приложение 24).
Из потолочной плитки чертим заготовки колес, по две штуки на каждое, диаметром 25 мм. И вырезаем их резаком. Склеиваем заготовки попарно. Из ватной палочки или стержня от ручки длиной 12 мм делаем оси колес, и вклеиваем их в колеса. Колеса закрепляем на оси самым простым способом – просто загибаем ось вверх плоскогубцами.
Шаг 4. Окончательная сборка модели.
Приклеиваем хвостовое оперение.
После высыхания клея на хвосте находим центр тяжести модели с приклеенными шасси, хвостовым оперением и натянутым резиномотором. Для этого устанавливаем модель горизонтально на пальце (Приложение 25). Делаем отметку на фюзеляже. Затем приклеиваем крыло так, чтобы центр тяжести модели был на расстоянии 1/3 ширины крыла от передней кромки крыла, то есть на расстоянии 100 / 3 = 33 мм (Приложение 26).
Даем клею хорошо высохнуть. Все, модель готова.
2.3. Регулировка модели резиномоторного самолета
Регулировку модели проводят следующим образом. Сначала проверяют, нет ли перекосов при видах на модель сверху и спереди.
Затем регулируют модель на планирование, без работы винта. Держа модель одной рукой за фюзеляж, немного наклонив носовую часть вниз, плавным движением пускают ее. Если модель задирает нос, крыло передвигают к стабилизатору. При крутом опускании - пикировании модели - крыло перемещают вперед. Хорошо отрегулированная модель должна пролетать 8-12 м.
Более сложный этап - это регулировка моторного полета. Закрутив резиновый двигатель на 50-60 витков, берут модель за фюзеляж правой рукой, а левой придерживают винт. Легким толчком опускают модель горизонтально. Повторяют запуск модели несколько раз, постепенно увеличивая число витков двигателя.
Сложность регулирования модели самолета заключается в том, что при моторном полете (с раскручивающимся винтом) возникают некоторые новые отклонения по сравнению с планирующим полетом. Вот основные из них.
Модель, планирующая по прямой, кружит в моторном полете, стремясь повернуть в левую сторону (вращение винта вправо по направлению полета). Это вызвано влиянием силы реакции от вращения винта, зависящей от его частоты вращения и диаметра. Авиамоделисты исправляют этот дефект смещением (отклонением) вала винта вправо. Модель может летать кругами со снижением и по другим причинам: из-за несимметричного распределения масс, различной кривизны профиля у обеих половин крыла и т. д.
Иногда при малой закрутке резинового двигателя модель летит хорошо, а при большой не набирает высоты. Причина - слабая рейка-фюзеляж: сильно закрученный двигатель сгибает ее. В этом случае рекомендуется поставить сверху растяжки или заменить рейку более прочной.
В том случае, если модель в моторном полете трясет, и, чем больше закрутка резинового двигателя, тем сильнее, сказывается дисбаланс лопастей воздушного винта или неверный изгиб крючка вала винта.
Если после запуска модель стремительно набирает высоту и пытается сделать петлю, необходимо увеличить угол наклона вала (оси) винта вниз. А если модель медленно набирает высоту - уменьшить угол наклона вала винта.
Регулировать моторный полет лучше смещением вала (оси) винта, а планирующий - передвижением крыла вдоль фюзеляжа (изменением центровки), изменением угла атаки крыла.
Заключение
В результате проделанной работы я познакомился с историей развития авиастроения. Я узнал о вкладе российских конструкторов в развитие авиации. Я открыл для себя закон Бернулли, который устанавливает зависимость между скоростью потока жидкости или газов с их давлением, и применил этот закон на практике. Я познакомился с устройством самолетов, и узнал, что модель резиномоторного самолета во многом копирует настоящий. Мне удалось собрать свою модель резиномоторного самолета (Приложение 27) и успешно запустить её, используя знания по математике, полученные в Гимназии в четвертом классе. Я узнал, что мой родной город Пермь внес большой вклад в развитие авиастроения нашей страны, а его жители работали над созданием различных авиадвигателей, со времен Великой отечественной Войны и до наших дней. И на этом работа не закончилась – впереди производство двигателя ПД-14 для нового пассажирского самолета МС-21!
Список литературы
-
Большая книга экспериментов для школьников «РОСМЭН» 2010г.
-
Никитин Виктор Викторович. «Авиамоделирование для начинающих» 1969г.
-
Печатные материалы АО «Пермские моторы»
-
https://ru.ruwiki.ru/wiki/История_авиации
-
http://fly-history.ru/books/item/f00/s00/z0000009/st013.shtml
-
https://usamodelkina.ru/10166-rezinomotornaya-model-iz-potolochnoy-plitki.html
Приложение 1
Василий Каменский в семейном альбоме, фото моноплана Блерио XI
Приложение 2
МС-21 в полете, Сборка ПД-14 на Пермских моторах
Приложение 3
Выступление авиационной группы высшего пилотажа «Русские Витязи» Крылья Пармы 2025
Приложение 4
4 Приложение Дедал и Икар картина Шарль Поль Ландон
Приложение 5
5 Приложение Леонардо Да Винчи Чертеж Орнитоптера
Приложение 6
Жан-Мари Ле Бри летающая машина Альбатрос 2 на конной тяге
Приложение 7
7 Приложение Планофор Альфонсо Пено
Приложение 8
Модель самолета Можайского
Приложение 9
Первый полет братьев Райт, Двигатель и привод на винты Флайер-1
Приложение 10
Gossamer Albatross на педалях через Ла Манш
Приложение 11
Ан-225 Мрия и Буран на выставке в Ле Берже Париж
Приложение 12
Ту-144 и Конкорд
Приложение 13
Устройство самолета винтового
Приложение 14
Подъемна сила крыла Чертеж
Приложение 15
Эксперимент подъемная сила с бумагой
Приложение 16
Эксперимент с самолетиком и бумагой
Приложение 17
Силы действующие на летящую модель самолета
Приложение 18
Соотношение размеров модели самолета
18 Приложение
Чертеж резиномоторного самолета из потолочной плитки
19 Приложение
Чертим заготовки деталей
20 Приложение
Обрабатываем края деталей наждачной бумагой
21 Приложение
Склеиваем хвостовое оперение по угольнику
22 Приложение
Выпиливаем лобзиком фюзеляж и ступицу винта
23 Приложение
Склеиваем детали скрепляем нитками и клеем ПВА
24 Приложение
Прикрепляем шасси
25 Приложение
Находим центр тяжести самолета
26 Приложение
Приклеиваем крыло
27 Приложение
Модель резиномоторного самолета в сборе