XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Первым делом, Первым делом Самолеты

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Белова О.А. 1

---

1МБОУ "Школа №64"

Гурьяшкина Н.А. 1

---

1МБОУ "Школа №64"

Работа в формате PDF

678.7 KB

ВВЕДЕНИЕ

Я хочу заниматься авиамоделизмом. Я учусь в инженерном классе, меня интересуют модели различных видов самолётов из готовых деталей. В прошлом году я изготовила модель планера, в этом году я решила рассчитать мощность мотора для моего самолета и установить его на нем, посмотреть (взлетит или хотя бы придет в движение). Определившись с темой, я поставила перед собой цель: разработать и изготовить модель самолета, и рассчитать мощность мотора. который будет установлен на моём самолете. Для реализации цели я поставила перед собой следующие задачи:

-составить план;

-подобрать необходимые материалы для сборки модели;

-составить сборочный чертёж;

-составить технологическую карту на изготовление изделия;

-изготовить изделие;

-рассчитать мощность мотора.

-выполнить экономические расчёты себестоимости изделия;

-подвести итоги работы и сделать вывод.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Творческая часть.

Описание изделия и выбор материала

В магазинах можно найти самые разнообразные модели, но сделать самой гораздо интересней. Поэтому я решила смастерить какую-либо модель самолета своими руками.

Разные модели самолетов мы часто видим в журналах, на экране телевизора, и их внешний вид нам знаком. Рассмотрев другие конструкции моделей, я пришла к мнению, что они дороги в изготовлении. Да и модель в точности повторяющую форму реального самолета изготовить сложно. Поэтому лучше остановиться на конструкции, имеющей упрощенные формы.

Моя модель легка в изготовлении, т.к. состоит из небольшого количества конструкционных деталей и изготовлена из доступных материалов.

Моя модель самолета может способствовать патриотическому воспитанию подрастающего поколения, которое, так же как и я не видело войны. Мы гордится своими дедами и прадедами, отстоявшими победу ценой собственной жизни, чтобы сегодня и сейчас каждый мог заниматься своим любимым делом. В прошлом учебном году я изготовила планер, модель достаточно простая, но установить на неё мотор проблемно, мал размах крыльев.

Инструменты для обработки и сборки самолета имеются у меня дома.

На изготовление модели пойдет совсем немного материала, они не будет дорогими. Для того чтобы модель было легко изготовить, нужно разработать несложную технологию ее изготовления. Если что-то в готовой модели будет выглядеть недостаточно хорошо, всегда есть возможность ее доработать. Для его изготовления мне потребовался металлопластик – толщина 5 мм, фанера, мотор, блок питания, пропеллер, набор проводов.

Разработка шаблонов деталей изделия (с помощью преподавателя)

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Технологический процесс изготовления изделия

2.1 Изготовление фюзеляжа, крыла, хвостовой части.

1. Выбрать заготовку и разметить детали с помощью линейки и карандаша по шаблону.

2. Выпилить контур и внутренние очертания деталей с помощью шила, лобзика.

3. Разметить с помощью карандаша, линейки центр отверстий.

4.Проверить равновесие модели.

5. Разметить центры окружностей на торцах бруска и вычертить на них циркулем окружность.

6. Зачистить торцы и кромки деталей. Отшлифовать при помощи напильника, шлифовальной колодки.

2.2 Сборка изделия и его окончательная отделка.

7. Соединить детали между собой с помощью клея. Собрать самолет с мотором.

8. Зачистить все детали мелкозернистой шлифовальной шкуркой и раскрасить лаком. Проконтролировать размеры и качество изделия.

Технологическая карта на изготовление модели самолета

Вид собранного самолета

Сборка самолета из отдельных деталей

Отдельные детали Сборка шасси самолета

Рама

Мотор Установка мотора

Установка пропеллера Установка колес

Самолет готов

Отдельные детали мотора

Расчёт мощности мотора для самолета массой 150 г

Ключевые параметры

• Масса модели: m=150 г=0,15 кг;

• Ускорение свободного падения: g≈9,81 м/с2;

• Требуемая тяга (ориентировочно): T≈1,5×m⋅g (для уверенного взлёта);

• КПД пропеллера: η≈0,6–0,8 (типично для малых моделей);

• Скорость взлёта: v≈5–10 м/с (зависит от аэродинамики).

Шаг 1. Расчёт необходимой тяги

Для взлёта тяга должна превышать вес модели. Примем коэффициент запаса 1,5:

T=1,5⋅m⋅g=1,5⋅0,15 кг⋅9,81 м/с2≈2,21 Н.

Шаг 2. Расчёт мощности

Мощность P (в ваттах) связана с тягой и скоростью:

P=ηT⋅v​.

Подставим значения для v=8 м/с и η=0,7:

P=0,72,21 Н⋅8 м/с​≈25,3 Вт.

Шаг 3. Учёт пиковых нагрузок

При старте и манёврах мощность может кратковременно возрастать. Рекомендуется заложить запас 50 %:

Pпик​=1,5⋅25,3 Вт≈38 Вт.

Итоговые рекомендации

Для  самолета массой 150 г подойдёт мотор с параметрами:

• Номинальная мощность: 25–30 Вт;

• Пиковая мощность: до 40 Вт;

• Напряжение: 7,4–11,1 В (2–3 банки LiPo);

• Ток: ~5–10 А (в зависимости от КПД);

• kV (оборотов/вольт): 1000–1500 (для пропеллера 5–7 дюймов).

Дополнительные факторы

1. Аэродинамика модели — если крыло имеет низкое качество, тяга может потребоваться больше.

2. Вес аккумулятора — лёгкий АКБ (например, 500 мАч) снизит общую массу.

3. Тип пропеллера — двухлопастной эффективнее на малых скоростях.

Пример мотора

Подойдёт бесколлекторный мотор типа:

• KV: 1200–1400;

• Мощность: 30 Вт (номинальная);

• Тяга: ~250–300 г (с пропеллером 6×3).

Вывод: для самолета 150 г оптимальная мощность мотора — 25–40 Вт с учётом запаса на старт и манёвры.

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Расчёт себестоимости изделия

Себестоимость модели состоит из затрат на материалы, использование инструментов, С-себестоимость модели, включает только материальные затраты - МЗ на ее изготовление, т.е. С=МЗ

Для расчёта материальных затрат, составим таблицу:

Таким образом, С = МЗ = С1 + С2 + С3 + С4 + С5+ С6 = 10+8+6+6+6+349 = 385 (руб.)

В магазине аналог моей модели стоит минимум 485 рублей. Следовательно, экономия составит около 100 рублей, что существенно. На эти деньги можно еще что-то приобрести для самолета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом моей работы является- изготовленная модель самолёта, состоящая из фюзеляжа, крыла, хвостовой части.

Для того чтобы сделать модель, я изучила много литературы, читала авиамодельные форумы. Модель получилась лёгкая и практичная.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Горский В. А. Техническое конструирование .- М.: ДОСААФ, 1977. 128 с.

2. Техническое творчество. Пособие для руководителей технических кружков. -M.: Молодая гвардия, 1955. - 526 с.

3. Техническое моделирование и конструирование / Под. ред. В. Колотилова. -М.: Просвещение, 1983. - 255 с.

3. Симоненко В.Д. Технология: Учебник для учащихся 7 класса общеобразоват. учрежд. – М.: Вентана- Граф, 2001. – 191 с.: ил.

4. Симоненко В.Д. Технология: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательной школы/ Под ред. В.Д. Симоненко. – М.: Вентана-Графф,2000. – 286 с.: ил.

5. www. 86rc89.ru

6. www. avmodels.ru

7. www. rcdesagn.ru