XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Современная авиация. Первым делом самолеты

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Веселовский А.С. 1

---

1ГБОУ Образовательный центр "Протон"

Журавлева Я.А. 1

---

1ГБОУ Образовательный центр "Протон"

Работа в формате PDF

489.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Подняться в небо людей вдохновили птицы: наблюдая за ними, ученые постигли многие тайны полёта. Даже само слово «авиация» (все придуманные человеком механизмы, способные летать) произошло от латинского «avis» — птица.

Почему птица летит и не падает?Секрет в особой форме крыльев с выпуклой верхней частью. Из-за неё воздух над крылом течёт быстрее, чем снизу, теряя давление — словно «разжижаясь». Разница давлений тянет птицу вверх — этот удивительный эффект называется подъёмной силой.

Рассчитать её смог в 1904 году выдающийся русский учёный Николай Жуковский, заложив основы новой «воздушной» науки — аэродинамики.У людей нет крыльев, зато есть ум и наблюдательность.

Конечно, «Человечество полетит, опираясь не на силу мускулов, а на силу разума!» — говорил Жуковский. И не ошибся. Люди придумали самолёты, использовав идею птичьих крыльев, создающих подъёмную силу. Хвост для самолёта также «подглядели» у птиц — он придает устойчивость в полёте.

Объект данного исследования: Дальность полёта метательных моделей в закрытом помещении.

Предмет исследования:изучение истории авиации, подъемной силы, силы броска и особых условий, влияющих на дальность полета.

Гипотеза:доказать, что дальность полёта метательной модели в закрытом помещении зависит от формы крыльев, центра тяжести и силы броска: чем больше площадь крыльев, ближе к носу расположенный центр тяжести и чем точнее сила броска, Тем дальше пролетит модель.

Цель проекта:изучение интересных фактов об авиации, разных видов самолётов, форм их крыльев, особенностей строения и осозание их значимости в жизни людей.

Задачи проекта:
- изучить главные исторические события, связанные с авиацией; узнать от чего зависит дальность и высота полёта.
- познакомиться с внешним и внутренним строением простых летательных аппаратов без двигателя; научится делать самолеты из тонкого пенопласта.
-развить навыки исследовательской работы в области авиамоделирования.

Для достижения цели исследования я посещал кружок Авиа и ракетомоделирования в ГБОУ Образовательном центре «Протон», изучал интересные факты о самолетах и принимал участие в соревнованиях моделей на дальность полёта в помещении Городского конкурса по авиамоделированию «Открытое небо» Городской конкурсной программы «Новые вершины».

Интересное об авиации

Подъёмную силу легко ощутить, запуская в безветренный день воздушного змея — самый простой и древний летательный аппарат. Чтобы змей летел, нужно хорошо разбежаться и тянуть его за собой. Набрав скорость, змей взлетает и плывёт в потоке воздуха, словно в реке: над землёй его удерживает подъёмная сила. Но стоит остановиться, и змей упадёт на землю: чтобы подъёмная сила действовала, нужна определённая скорость.

Раньше в самолётах были поршневые двигатели— такие же, как у автомобилей, только громче. Они вращали большие «вентиляторы» — пропеллеры (прям как у Карлсона!), которые загребали воздух лопастями, словно варенье ложками, и разгоняли самолёт. Но с ними самолёты летали медленно — не быстрее современной гоночной машины.

Всё изменилось с изобретением реактивного двигателя. Здесь нет пропеллеров и лопастей: со свистом выбрасывая струю горячего газа назад, он тянет самолёт вперёд, создавая реактивную тягу. В ясный день высоко в небе можно увидеть след реактивной струи пролетевшего самолёта. Она вылетает с такой силой, что на земле может легко перевернуть грузовик! Неудивительно, что реактивные самолёты могут летать со скоростью более 2000 км/ч! Воздушный шарик можно превратить в реактивный двигатель. Реактивную тягу можно создать даже дома, из подручных средств. Не верите? Развяжите надутый воздушный шарик, и он на несколько секунд превратится в «реактивный двигатель». Воздушная струя резко вырвет шарик из рук и отправит его в увлекательный, пусть и недолгий полет по комнате.

Дом самолётов – это небо, но место стоянки и «отдыха» - аэропорты; там их обслуживают, намывают до блеска и готовят к новым полётам. Аэропорт поход а большой муравейник; каждую минуту самолёты приземляются и взлетают, а тысячи пассажиров спешат по своим делам; улетают, встречают друзей или получают багаж. Таких «муравейников» в мире – 45 тысяч, вот как сильно люди любят летать!

Самолет, у которого есть винт, называется «винтовой», он летает медленно. Самолёт без винта - называется «реактивный» и летит очень быстро!». Различаются самолеты видом крыльев: с прямым крылом, с треугольным крылом, и со стреловидным крылом.

Виды самолетов.

1. Военные самолеты нужны чтобы защищать родину от врагов. Это могут быть истребители, бомбардировщики, разведчики, штурмовики, десантные, заправщики.

2. Грузовые самолеты перевозят грузы.

3. Пассажирские самолеты перевозят людей и их багаж.

4. Спортивные самолеты участвуют в соревнованиях.

5. Учебные самолеты используются для обучения полету летчиков и штурманов. Сельскохозяйственные самолеты обрабатывают поля с урожаем и защищают их от вредителей.

6. Метеорологические самолеты — исследуют облака, тайфуны, влияют на погоду (вызывают дожди или прекращают их, разгоняя облака).

7. Санитарные и спасательные самолеты —перевозят больных и раненых, оказывают помощь пострадавшим людям.

8. Пожарные самолеты — тушат лесные пожары.

9. Экспериментальные самолеты и самолеты — летающие лаборатории — служат для испытания новых конструкций и двигателей

Интерес к авиации привел меня в кружок по Авиа и ракетомоделированию, где я сделал разные модели самолетов: «Шаттл» – космический челнок; Военные самолеты: МиГ 29, МиГ 15, Стрела, Грач. МиГ 29 участвует в военном параде 9 мая (см. Приложение 1).

Основные особенности и применимость знаний Метательных моделей на дальность полёта в помещении.

1. Простота конструкции – делаются из бумаги, картона, легкого дерева или пенопласта.

2. Без двигателя – летят за счет броска рукой или катапульты.

3. Цели - Спортивные соревнования (на дальность, точность, время полёта); научные эксперименты (изучение аэродинамики); образовательные проекты (уроки технологии, физики, инженерные кружки).

Процесс изготовления Метательной модели на дальность полёта в помещении.

Материал: углепластик, пенопласт, дерево, резина, пластилин, лобзик, горячая струна, шкурилка, клей «Титан», «Циакрил» - резиновый.

Порядок выполнения (см. Приложение 2):

1. Выпиливание трех деталей крыла из дерева и эпилона.

2. Выжигание на горячей струне киля и стабилизатора.

3. Шкурение киля и стабилизатора.

4. Из углепластиковой трубки снять верхний слой, чтобы она стала матовой.

5. Выпиливание лобзиком детали для запуска.

6. Обрезание резинки для носа 2 см.

7. Склейка крыла клеем «Циакрил». Измерение середины стабилизатора.

8. Склейка киля, стабилизатора и фюзеляжа клеем «Титан», просушить 2 минуты.

9. Приклеивание крыла, эпилона с крылом на фюзеляж клеем «Циакрил».

10. Приклеивание резинки на нос фюзеляжа резиновым клеем и пластика на нос, чтобы центр тяжести был под крылом.

11. Настройка: регулировка киля, стабилизатора и подкрутка крыла.

Свою метательную модель самолета я апробировал на городском конкурсе по авиамоделированию «Открытое небо». В конкурсе нужно было пройти 3 тура. По итогам 3 испытаний мой самолет пролетел дальше всех - 59 метров. Я был награжден Дипломом первой степени.

Заключение

Работая над проектом, я открыл для себя частичку истории авиации, увидел на практике дальность полета летательных моделей, изучил их устройства и способы создания. Мне удалось своими руками смастерить метательную модель на дальность полета в помещении, которая пролетела дальше всех и показала отличный результат на соревнованиях.

Таким образом я выяснил, что дальность полёта моделей самолетов зависит от:

• Обтекаемости и симметричности форм;

• Наличия широких крыльев, которые создают больше подъемной силы, поэтому модель дольше планирует (улетит дальше);

• Материала из которого изготовлен;

• Центра тяжести(если его слишком сдвинуть вперед или назад, то самолет будет «клевать» носом или «задирать» его);

• Броска (от силы и угла). Слишком слабый бросок – модель не долетит, слишком сильный – модель перевернется. Идеально – плавный, уверенный бросок под углом 10-15 градусов;

• Ветра.

Гипотеза подтвердилась- форма крыльев, плавный бросок и центр тяжести действительно влияют на дальность полета самолёта. Таким образом, гипотеза исследования доказана, цель исследования достигнута.

Список литературы

1. «Бумажные самолётики: 50 моделей для детей» (издательства типа «АСТ» или «Эксмо»)  - Пошаговые схемы складывания бумажных самолётов с объяснением основ аэродинамики в игровой форме.  

2. «Летающие модели из бумаги» (серия «Мастерилка») - Иллюстрированные инструкции по созданию метательных планеров и самолётов.  

3. «Моя первая книга о самолётах» (детские энциклопедии, например, «Росмэн»)  - Базовые знания об авиации, которые вдохновят на создание моделей.

4. «Авиамоделирование для начинающих» (авторы: В. Зверев, С. Петрович)   - Упрощённые проекты из подручных материалов (деревянные рейки, бумага, клей).  

5. Интернет-канал «Простая наука» – эксперименты с бумажными самолётами.  

6. Интернет-канал «Капуки Кануки» – мастер-классы по складыванию моделей.  

Приложение 1

Модели самолетов

Шаттл Грач Стрела

МиГ 15

МиГ 29

Планер

Приложение 2

Процесс изготовления

Метательной модели на дальность полёта в помещении