XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Самолет Пе-2. Площадь поверхности и объем самолета в воздухе

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шакиров Д.А. 1

---

1МБОУ "Столбищенская СОШ им.Героя Советского Союза А.П.Малышева"

Иванова З.П. 1

---

1МБОУ "Столбищенская СОШ им.Героя Советского Союза А.П.Малышева"

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Самолет Пе-2 — это легендарный бомбардировщик, сыгравший важную роль во время Великой Отечественной войны. Он сочетал в себе скорость, маневренность и мощь, что делало его незаменимым в бою. Сегодня он остается одним из символов военной авиации и вызывает интерес у тех, кто изучает историю и технику.

Актуальность темы заключается в том, что изучение самолетов, таких как Пе-2, позволяет лучше понять, как развивалась авиация и какую роль она играла в защите страны. Кроме того, этот проект дает возможность узнать, как применяются математические знания для решения практических задач.

Проблема исследования: как можно вычислить площадь поверхности и объем краски для покраски самолета Пе-2, а также проверить эти расчеты с помощью макета?

Цель данного проекта: выяснить, как можно рассчитать площадь поверхности самолета Пе-2, объем необходимой краски и проверить эти данные с помощью созданного макета.

Задачи:

1. Изучить историю создания самолета Пе-2.

2. Рассмотреть конструкцию самолета и его основные элементы.

3. Вычислить площадь поверхности самолета.

4. Рассчитать объем краски, необходимой для его покраски.

5. Создать макет самолета из бумаги пластилина для проверки расчетов.

Объектом исследования является самолет Пе-2.

Предметом исследования является расчет площади поверхности, объема краски для покраски самолета, объема самолета.

Гипотеза заключается в том, что если создать макет самолета Пе-2 и использовать его для расчетов, то можно проверить правильность вычислений и понять, как математика помогает в реальной жизни.

Методы исследования. Для достижения поставленных целей будут использованы следующие методы:

1. Сбор и изучение информации об истории и конструкции самолета.

2. Математические расчеты.

3. Создание макета самолета.

4. Сравнение результатов расчетов с помощью макета.

Данный подход поможет не только углубить знания о самолете Пе-2, но и увидеть, как теоретические знания применяются на практике.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.2 История создания самолета Пе-2

Самолет Пе-2, или как его еще называли "Пешка," был создан в Советском Союзе в 1939 году. Его разработчиком стал талантливый конструктор Владимир Михайлович Петляков. Изначально самолет задумывался как высотный истребитель, который мог бы летать очень высоко и защищать страну от врагов. Но в процессе работы стало понятно, что стране больше нужен быстрый и маневренный бомбардировщик. Поэтому проект переделали, и так появился самолет Пе-2.

1) Почему именно "Пешка"?

- Название "Пе-2" произошло от первых букв фамилии Петлякова, а цифра "2" означала, что это второй крупный проект конструктора. Солдаты и пилоты ласково называли его "Пешкой," так как он был небольшим, но очень важным для победы, словно пешка в шахматах.

2) Первый полет и испытания.

- Первый полет Пе-2 совершил в декабре 1939 года. Испытания прошли успешно: самолет оказался быстрым, надежным и удобным в управлении. Он мог развивать скорость до 540 километров в час, что в то время было впечатляющим результатом для бомбардировщиков.

3) Роль в Великой Отечественной войне.

- Когда началась Великая Отечественная война, Пе-2 стал главным бомбардировщиком Советского Союза. Он использовался для атак на вражеские базы, мосты, железные дороги и даже танки. Благодаря своей скорости и маневренности, Пе-2 мог уходить от атак вражеских истребителей, а его экипаж из трех человек — пилота, стрелка и штурмана — работал слаженно, как один механизм.

4) Производство самолета.

- Во время войны заводы СССР выпустили более 11 тысяч самолетов Пе-2. Это был один из самых массовых самолетов того времени. Инженеры постоянно улучшали конструкцию, делая самолет еще более мощным и безопасным для экипажа.

6) Наследие Пе-2.

- После войны Пе-2 продолжал использоваться в армии еще несколько лет, а затем уступил место новым моделям. Однако память о нем жива до сих пор. Сегодня самолеты Пе-2 можно увидеть в музеях, а модели этого бомбардировщика строят любители авиации, чтобы вспомнить, каким важным он был в годы войны.

История создания Пе-2 — это пример того, как талантливые инженеры и пилоты смогли сделать самолет, который стал настоящим символом победы и надежды для всей страны.

1.2 Конструкция самолета Пе-2

Самолет Пе-2 был сделан так, чтобы он мог летать быстро, быть маневренным и выдерживать боевые нагрузки. Его конструкция была тщательно продумана, чтобы он мог успешно выполнять задачи бомбардировщика. Рассмотрим основные части самолета.

1)Фюзеляж — "тело самолета"

- Фюзеляж — это центральная часть самолета, к которой крепятся крылья, хвост и двигатель. У Пе-2 фюзеляж был обтекаемой формы, что помогало ему развивать высокую скорость. Внутри фюзеляжа располагались кабины для экипажа, бомбовый отсек и приборы управления.

2) Кабина экипажа. Экипаж Пе-2 состоял из трех человек:

- Пилот управлял самолетом.

- Штурман отвечал за прицеливание и сброс бомб.

- Стрелок защищал самолет от атак врага, стреляя из пулеметов.

Кабина была защищена броней, чтобы защитить экипаж от обстрелов.

3) Крылья — "руки самолета".

- Крылья у Пе-2 были длинными и тонкими, что улучшало его скорость и подъемную силу. На крыльях находились двигатели, которые обеспечивали движение самолета. Внутри крыльев были баки для топлива, а на внешней стороне — места для крепления бомб и дополнительного вооружения.

4) Двигатели — "сердце самолета".

- У Пе-2 было два мощных двигателя. Они находились на крыльях и работали с помощью винтов. Каждый двигатель мог развивать мощность до 1100 лошадиных сил, что позволяло самолету лететь с большой скоростью и подниматься на высоту до 8 километров.

5) Хвостовая часть — "руль самолета".

- Хвостовая часть Пе-2 включала в себя стабилизатор и руль направления. Эти элементы помогали пилоту управлять самолетом: поворачивать, набирать высоту или снижаться. Хвост также был укреплен, чтобы выдерживать нагрузки во время боевых операций.

6) Вооружение. Пе-2 был хорошо вооружен. У него было несколько пулеметов:

- Один в носовой части для штурмана.

- Два в хвостовой части для стрелка.

Кроме того, самолет мог нести до 1000 килограммов бомб в специальном бомбовом отсеке и на внешних креплениях.

7) Шасси — "ноги самолета".

- Шасси — это колеса самолета, которые использовались для взлета и посадки. У Пе-2 шасси убирались внутрь фюзеляжа во время полета, чтобы уменьшить сопротивление воздуха.

8) Броня и защита.

-Пе-2 имел броневые пластины в самых важных местах, таких как кабина экипажа и двигатели. Это помогало защитить самолет от попаданий пуль и осколков.

Конструкция самолета Пе-2 была уникальной для своего времени. Он был быстрым, надежным и универсальным. Все его части — от фюзеляжа до шасси — были созданы так, чтобы он мог выполнять сложные боевые задачи. Благодаря продуманной конструкции Пе-2 стал одним из лучших самолетов Великой Отечественной войны.

1.3 Значение самолета Пе-2 во времена Великой Отечественной войны

Самолет Пе-2 сыграл огромную роль во время Великой Отечественной войны. Это был один из самых эффективных и востребованных бомбардировщиков Советского Союза. Благодаря своей скорости, маневренности и надежности, Пе-2 стал настоящей грозой для врага. Рассмотрим, почему он был таким важным.

1) Основное назначение Пе-2.

- Пе-2 использовался для нанесения бомбовых ударов по врагу. Его главная задача — разрушать стратегически важные объекты противника, такие как мосты, железные дороги, склады боеприпасов и заводы. Эти удары ослабляли врага и помогали советской армии одерживать победы.

- Кроме того, Пе-2 участвовал в поддержке наземных войск. Он бомбил вражеские укрепления, чтобы солдатам было легче продвигаться вперед.

2) Преимущества самолета

- Высокая скорость. Пе-2 был одним из самых быстрых бомбардировщиков своего времени. Это позволяло ему быстро достигать цели и избегать атак вражеских истребителей.

- Маневренность. Самолет мог легко менять направление полета, что делало его сложной мишенью для противника.

- Универсальность. Пе-2 использовался не только как бомбардировщик, но и как разведывательный самолет. Он мог фотографировать позиции врага с воздуха.

3) Подвиги экипажей Пе-2.

- Многие летчики, управлявшие Пе-2, стали героями войны. Они совершали сложные и опасные миссии, рискуя своими жизнями.

Например, экипажи Пе-2 часто летали на бомбардировки в глубокий тыл врага, где их поджидали зенитные орудия и истребители противника. Несмотря на все трудности, они продолжали выполнять свои задачи и защищать Родину.

4) Масштабное производство.

- Во время войны было построено более 11 тысяч самолетов Пе-2. Это говорит о том, насколько востребованным он был. Заводы трудились круглосуточно, чтобы отправить на фронт как можно больше новых самолетов. Каждый из них становился важной частью победы.

6) Вклад в победу.

- Самолет Пе-2 был настоящей "рабочей лошадкой" советской авиации. Он участвовал в самых важных сражениях, таких как битва за Москву, Сталинградская битва и освобождение Ленинграда.

- Благодаря его ударам по врагу, советская армия могла быстрее продвигаться вперед и освобождать оккупированные территории.

Пе-2 стал символом мужества и силы советской авиации. Его использование во время войны показало, как талантливые конструкторы и смелые летчики могут внести огромный вклад в победу. Сегодня память о Пе-2 сохраняется в музеях, книгах и сердцах людей, как напоминание о героизме тех лет.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Вычисление площади поверхности самолета Пе-2

Для того чтобы вычислить площадь поверхности самолета, я нарисовал схему на миллиметровой бумаге, а затем посчитал количество клеток. Для вычисления масштаба: настоящую длину самолета 12,66 м поделил на длина самолета на схеме 23,4мм. Масштаб схемы 1: 54.

S₁ = (9400+53*25+786+431+353+392+443+441+286) * 4 = 13857 * 4=55428 (мм²) -крылья. Проверил погрешность. По техническому паспорту площадь крыла составляет 40,5м². 40500000мм² : 54 : 54 ≈13889 мм². У меня площадь крыла получилось 13857 мм², разница 32 мм². Числа будут округляться с избытком.

S₂ = (1500+9*25+115) * 4 -172 =7188 (мм² ) подвесные моторы с вычетом площади укрепления.

S₃ = 1292* 4= 5168 (мм² ) -кили

S= (4*25+ 14*10 +43+9)*2 =384 (мм² ) -стекла

S₄ = (4700+24*25+120) * 2 -384 =10456 (мм² ) фюзеляжи без стекл

S₅ = 1228 *4 = 4912 (мм²) стабилизаторы.

S = 83152 мм² – общая площадь схеме.

S= 83152 *54*54 = 242471232 мм²≈ 242000000 мм² = 242м²

2.2 Вычисление объема краски, необходимой для покраски самолета

Расход эмалей используемых на самолеты 220-220 г/м²

1. 220 *242 = 53240 г -это наименьшее значение

2. 260* 242= 62920 г – это наибольшее значение

3. ( 53240 + 62920): 2 = 58080 г ≈ 58 кг -среднее арифметическое.

2.3 Создание макета самолета из бумаги и пластилина для вычисления объема самолета

Перед созданием макета из пластилина я посетил ООО «Отечество», где реализуется проект по восстановлению легендарного самолета Пе-2. В поисковых экспедициях поднимают детали со сбитых самолетов Пе-2 и из этих деталей собирают самолет. Снял нужные замеры. Масштаб макета выбрал 1: 65.

Для вычисления объема погрузил самолет полностью в сосуд с водой и измерил объем вытесненной воды, это и есть объем самолета.

V =168 *65* 65 * 65= 46137000 (мм³) ≈ 47 (м³)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над проектом были изучены история создания самолета Пе-2, его конструкция и значение во времена Великой Отечественной войны. Мы узнали, что Пе-2 был уникальным бомбардировщиком, созданным талантливым конструктором Владимиром Петляковым. Благодаря своей скорости, маневренности и надежности он стал одним из главных самолетов, которые помогли советской армии одержать победу. Конструкция Пе-2 была продумана до мельчайших деталей, что позволило ему выполнять множество боевых задач и оставаться грозным противником для врагов.

Практическая часть проекта показала, как можно применить математические знания для решения реальных задач. Вычисления площади поверхности самолета, объема краски для его покраски, объема самолета позволили понять, насколько важно уметь правильно рассчитывать такие параметры. Создание макета из бумаги и пластилина помогло подтвердить точность расчетов и увидеть, как теория превращается в практику.

Таким образом, данный проект не только углубил знания о самолете Пе-2 и его значении в истории, но и продемонстрировал, как математика и инженерия работают вместе. Этот опыт показывает, что наука может быть увлекательной и полезной в изучении важных событий прошлого.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авиация Великой Отечественной войны. — М.: Воениздат, 1985. — 320 с.

2. Бойков А.В. Советская авиация в годы войны. - М.: Эксмо, 2005. — 456 с.

3. Петров С.И. Легендарный Пе-2. — М.: Яуза, 2014. — 256 с.

4. Савин А.Г. Самолеты Второй мировой войны. — М.: Техника молодежи, 2000. — 432 с.

5. Сидоров К.Н. Владимир Петляков и его самолеты. М.: Арктика,2018.-304 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Фото 1.1 – Схема самолета

Фото 1.2 – Макет самолета

Фото 1.3 Замеры самолета

Фото 1.4 Измерение объема самолета