САМОЛЁТ- ЭЛЕКТРИЧКА

VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

САМОЛЁТ- ЭЛЕКТРИЧКА

Бахышов Б.Б. 1
1ГБОУ СОШ №5 г. Сызрань
Артёмова Д.Т. 1
1ГБОУ СОШ №5 г. Сызрань
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1. Введение

Цель работы: используя современные знания, информацию из Интернета, доступные конструкционные материалы, воспроизвести моделирование, изготовление, запуск модели самолёта.

Задачи:

- изучить литературу об авиамоделировании

- найти интересные факты, связанные с авиамоделированием

- использовать полученные знания для выступления на классных часах

- привить интерес к авиамоделированию

-получить наиболее полное представление об особенностях конструкции, возможностях его использования

- смоделировать, сконструировать и произвести запуск самолета.

Объект исследования: модель самолёта-электрички

Предмет исследования: создание и запуск модели самолёта-электрички

Гипотеза исследования: можно ожидать, что уровень знаний об авиамоделировании у школьников повысится, что приведет к большему числу желающих заниматься авиамоделированием . Свободное от занятий в школе время дети смогут посещать полезные практические занятия, которые пригодятся в жизни.

Новизна моего проекта состоит в том, что на сегодняшний день недостаточно школьных работ, посвященных авиамоделированию. Я решил изучить эту тему и привести в пример свою модель самолета-электрички.

Актуальность моего проекта. Занятия авиамоделированием прививают интерес к техническим профессиям, которые сейчас очень актуальны и востребованы. А также уроки вырабатывают навыки самостоятельного, творческого труда по конструированию, постройке и запуску моделей. Теоретические сведения расширяют знания в области аэродинамики.

Навыки, полученные на занятиях готовят к конструкторо-технологической деятельности, дают ориентацию в выборе профессии.

2. Теоретическая часть: «Авиамоделирование»

2.1.Что такое авиамоделирование

Авиамоделированием называют изготовление маленьких, но точных копий реальных летательных аппаратов. Иногда увлеченные люди проходят все стадии создания настоящих самолетов. Модели летающих машин могут быть разными: от дирижаблей до последних лайнеров. Каждый любитель выбирает сам, что ему интереснее.

В наши дни летающая модель —это одно из средств приобщения к авиации огромной армии школьников. Тысячи их конструируют летающие модели в школах, на станциях и в клубах юных техников, в спортивно-технических клубах. Авиамоделизм — это и вид технического творчества школьников, и массовый военно-технический вид авиационного спорта.

2.2. Классы моделей. Существует несколько категорий:

первый класс подходит новичкам. К нему относятся легкие модели самолетов, так называемые тренировочные. Сделать их не так уж трудно из бальзы или гофропластика.

второй класс позволяет научиться управлению моделью, его основам. В него входят радиоуправляемые летающие модели, имеющие двигатель внутреннего сгорания. Приобретают их либо в собранном виде, либо заготовкой;

третий класс – модели с электродвигателем, радиоуправляемые. Они простые в обслуживании, настройки не требуют.

2.3. История и современность авиамоделирования

Летающая модель — уменьшенная копия летательного аппарата, содействуя научным открытиям, принесла человечеству огромную пользу. Сконструированная в 1754 г. нашим великим соотечественником М. В. Ломоносовым модель для подъема метеорологических приборов явилась прообразом современного вертолета.

Приложение 1

Приложение 1.2

Модели играют большую роль в развитии авиации. На них проверяют идеи и технические новинки, ведут научные исследования. Так, опыты с летающими моделями оказали большую помощь А. Ф. Можайскому в создании первого самолета. На моделях он проверял теорию и правильность предположений, заложенных в основу проекта первого летательного аппарата.

Приложение 2

Идея создания аэродинамического летательного аппарата возникла у Александра Фёдоровича Можайского в 1856 году, под влиянием наблюдений за полётом птиц. В 1872 году после ряда исследований и экспериментов Можайский установил зависимость между подъемной силой и лобовым сопротивлением при различных углах атаки и обстоятельно осветил вопрос полета птиц. В 1876 году он начал работать над проектом задуманного им летательного аппарата тяжелее воздуха. Немецкий исследователь и планерист Лилиенталь проделал аналогичную работу на 17 лет позднее Можайского. Перед постройкой непосредственно самого самолёта Александр Фёдорович изготовил его модель или как бы сейчас сказали, прототип. Для взлёта и посадки модель имела четыре колеса, расположенные под фюзеляжем. Модель совершала устойчивые полёты со скоростью свыше 5 м/сек.  В 1882 году самолёт, названный Можайским "Жар-Птицей", был готов к испытаниям. Для разбега самолёта была построена специальная взлётная дорожка в виде наклонного деревянного настила.

Испытывать самолёт в воздухе было доверено механику, помогавшему Можайскому — И.Н. Голубеву (достоверность личности "механика" источниками не подтверждается). Самолёт, пилотируемый Голубевым, поднялся в воздух и, пролетев некоторое расстояние по прямой, сел. Аппарат весом около 934 кг летел со скоростью 11 метров в секунду. Пропеллеры приводились в движение паровыми двигателями мощностью 10 и 20 л.с. При посадке было повреждено крыло самолёта, а механик получил травму. В Военной энциклопедии Сытина (изд. 1914 г.), в статье «Можайский, Александр Фёдорович» говорится: «Первый полёт аэроплана на военном поле в Красном селе дал результаты неважные: аппарат отделился от земли, но, будучи неустойчивым, накренился набок и поломал крыло. Дальнейших опытов не было за неимением средств. Аппарат Можайского интересен, как первая практическая попытка построить большой аэроплан».

Приложение 3

Приложение 3.1

Летающие модели — одно из лучших средств проверки пра­вильности теоретических расчетов. В настоящее время создана теория, которая позволяет использовать результаты опытов, проводимых с моделями в аэродинамических трубах, при расчетах натуральных самолетов. Принципы полета, картину многих явлений, происходящих с самолетами в полете, проверяют и изучают на летающих моделях.

Дата рождения отечественного авиамоделизма — 2 января 1910 г. В этот день состоялись первые состязания летающих моделей. Самый дальний полет составил 17 м. Одним из организаторов этих состязаний был Николай Егорович Жуковский, русский ученый, основоположник современной гидроаэродинамики.

Приложение 4

Ведущую роль в разработке проблем авиамоделизма сыграла Центральная авиамодельная лаборатория (ЦАМЛ), созданная в 1931 г. После открылись лаборатории и кабинеты в других городах, и авиамоделизм становится начальной ступенью подготовки авиационных кадров.

Спорт — одно из направлений развития авиамоделизма на всех его этапах. В полной мере на соревнованиях происходила оценка спортивных и технических достижений моделистов. В 1952 г. авиамодельный спорт был включен в Единую спортивную классификацию, что безусловно отразилось и на его развитии.

В этот период появился новый вид моделей — комнатные. Для изготовления таких моделей применяли солому разных трав, обтяжку делали из микропленки. Масса комнатных моделей не превышала 5 г, запускали их в помещении. В это же время среди конструкторов «малой авиации» широкое развитие получили кордовые модели — модели, летающие по кругу и удерживаемые кордовой прочной нитью (или тросом). Полеты моделей на корде стали зрелищнее, способствовали вовлечению в авиамоделизм большой армии школьников.

Приложение 5

Приложение 5.1

Мировой рекорд скорости полета кордовой модели установил М. Васильченко на соревнованиях в Ташкенте в 1957 г. — 232 км/ч. Абсолютный рекорд скорости — 301 км/ч установил на международных соревнованиях в Брюсселе И. Иванников. Такую скорость развила его кордовая модель с реактивным двигателем.

2.4. Модели радиоуправляемых самолетов

Сейчас радиоуправляемые модели самолетов различаются как копии и полукопии (настоящих самолетов), акробатические модели, тренеры ДВС, планеры, большие авиамодели. Все эти модели самолетов отличаются по размеру, типу фюзеляжа, строению отдельных деталей (хвостовых, шасси, крыльев). Самолеты имеют различное количество моторов, но все же главным отличием моделей является тип двигателя.

Модели самолетов оснащают или электромотором, или двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Электромотор  работает за счёт заряда аккумулятора. Такие модели гораздо проще в подготовке и эксплуатации, они не требуют горючего и являются малошумящими. Время полета модели зависит от заряда аккумулятора – его емкости и потребления энергии элетродвигателем. Обычно время полета составляет 10-15 минут.

Приложение 6

Приложение 6.1

Второй тип силовой установки авиамоделей — это двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Разумеется, эксплуатация такой модели значительно сложнее, нежели использование модели с электромотором. Она требует определенных навыков, кроме этого, новый ДВС нужно «обкатывать» и периодически проводить ТО. Но модели с ДВС сравнительно с электромоторами обладают большей мощностью, развивают большую скорость, что компенсирует хлопоты с силовой установкой.

Приложение 7

Приложение 7.1

Также модели самолетов различают по материалам, из которых они изготовлены. Сейчас всё чаще используется бальза, а раньше в ход пускалась только клееная фанера. В более сложные моделях шасси делают из легких сплавов или алюминия. В некоторых случаях шасси и вовсе нет, если это модель для запуска с руки. Импеллерные модели самолетов изготавливают из пенопласта.

Приложение 8

Приложение 8.1

Приложение 9

Приложение 9.1

Приложение 10

Приложение 10.1

Управление моделями самолетов осуществляется с помощью пультов. Они бывают различных типов. Простейшие – 2-канальные, подходят для управления самыми простыми моделями самолетов. С их помощью невозможно выполнять серьезные пилотажные фигуры. Более сложные – 3-х и 4-х канальные пульты управления являются более прогрессивными и уже позволяют пилотировать «серьезные» модели. Такая аппаратура управления рекомендуется для новичков. Профессиональной же аппаратурой считается 6-канальная. Такой пульт очень чувствителен ко всем командам. С его помощью можно заставить модель совершать головокружительные пилотажные трюки на самом высоком уровне. Конечно, управление с помощью такой аппаратуры требует определенной подготовки.

Модели самолетов различаются по размеру. Существуют огромные копийные модели с размахом крыльев в 3 и даже 5 метров. Как и микромодели, помещающиеся на ладони. Авиамодели не изготавливают и не классифицируют по масштабам, как автомодели, но все же, начинать рекомендуют с небольших моделей, весом в 500-800 грамм, на которые не требуется много топлива (если ДВС), продолжительность полета довольно высока (если электромотор), а кроме того, модель устойчива к сносу ветром.

Приложение 11 и приложение 11.1

Приложение 12

Приложение 12.1

Управлять профессиональными моделями самолетов подчас не намного проще, нежели настоящим летательным агрегатом. А стоимость самих моделей достаточно высока. Поэтому часто моделистам предлагается к приобретению компьютерный симулятор, с помощью которого можно получить необходимые начальные навыки управления моделью и при взлете-посадке чувствовать себя более уверенно.

Радиоуправляемые модели самолетов предлагаются к приобретению как в полностью собранном виде, так и в наборах для моделирования. Часто к базовым моделям предлагается приобрести двигатель и аппаратуру управления по своему вкусу, что дает возможность улучшить летные характеристики и управляемость моделей.
На сегодняшний день радиоуправляемые модели летательных аппаратов имеют следующую классификацию:
1. спортивные — предназначенные для участия в соревнованиях,
2. хоббийные — предназначенные для тренировок, игр и активного отдыха.
Спортивные модели отвечают современным требованиям и ограничениям своих классов, они воплощают в себе новейшие достижения технологии в области материалов, двигателей, источников энергии и микроэлектроники, они легкие, прочные и надежные, но сложнее в управлении и достаточно дорого стоят.
Хоббийные и тренировочные радиоуправляемые модели летательных аппаратов стоят значительно дешевле, не так сложны в сборке и эксплуатации, прощают ошибки управления, на них устанавливают все основные устройства и узлы, исходя из доступности - попроще и подешевле. Вообще летающие модели, или авиамодели — подразделяются на модели самолетов, модели вертолетов и модели планеров.

К радиоуправляемым спортивным моделям относятся модели:

F3A — пилотажные модели самолетов

F3B — кроссовые планера

F3° C — модели вертолетов

F3D — гоночные модели

F3F — горные планера

F3J — планера-парители

F3K (HLG, DLG)- метательные планера

F5B — кроссовые электролеты

F5J — парители с электромоторами

F4° C — авиамодели-копии

К хоббийным моделям относятся:

учебные и тренеровочные модели

модели-полукопии

модели типа «паркфлай» для полетов на ограниченной территории

комнатные модели

модели типа «фанфлай» для выполнения экстремального 3-D пилотажа

радиоуправляемые парапланы

радиоуправляемые дельтапланы

упрощенные модели вертолетов

3. Практическая часть: «Моя модель самолёта-электрички»

1. Двигатель.

Двигатель в самолете играет главную роль. Тягу.

Для этого может быть применим любой регулируемый электродвигатель. Или двигатель на внутреннем сгорании ДВС. Главное правильно подобрать двигатель по массе самолета. Обычно это электрический бесколлект орный двигатель. Они имеют большую мощность и высокие обороты. Специальны двигатели для радиоуправляемых моделей имеют одну маркировку KV 2500 например. KV это количество оборотов на 1 вольт.

Если у нас двигатель KV 1000 следовательно 7,4 вольт = 7400 оборотов в минуту.

Выбирать нужно двигатель бесколлекторный с мощностью минимум KV 1450.

2. Регулятор скорости.

При применении электрического двигателя нужно специальное устройство: регулятор скорости для бесколлекторных двигателей.

Он различается по Амперу: 10, 20, 30 и более, в зависимости от двигателя.

3. Аккумуляторная батарея.

Аккумуляторов для радиоуправляемых моделей существуют огромное множество. Самые распространенные аккумуляторные батареи 7,4 вольт и 11,1 вольт. И с разными емкостями. Силовой это или нет можно различить по толстому выходному проводу. Особенно 7,4 вольтовые батареи имеют виды с маленьким проводом. Для самолета обычно нужно применять от 20 и выше. Емкость аккумулятора влияет только на продолжительность полетов. Выбираем аккумуляторную батарею 11,1 вольт и с емкостью минимум 1500 мА.

4. Сервопривод.

Сервопривод - это мини машинка, которая выполняет механические движения элеронов, руля высоты и руля направления.

Для таких частей подойдет самый минимальный сервопривод. Обычно применяется G9.

4.1 Элероны. Для элеронов применяют 2 или 1 сервопривод. Зависит от конструкции самолета. Если применяете 2 то, необходимо применить у-кабель. То есть параллельно соединить 2 сервопривода. И установить на крыле так чтобы при нажатии в пульте в одну сторону сервоприводы двигались в разные стороны. При повороте направо правый элерон подниматься вверх левый вниз. И наоборот.

4.2 Руль высоты. Один сервопривод. Чтобы поднять нос самолета вверх руль высоты должен подниматься вверх. Устанавливается в удобном вам месте.

4.3 Руль направления. Руль направления стоит на киле самолета вертикально. Для моневра достаточно один сервопривод. Устанавливается в удобном месте. Обычно руль высоты и руль направления устанавливают на фюзеляже в хвостовой части. Привод со стальными тросами.

Это основные части для самолета чтобы он полетел. Модель самолета допускается делать без шасси, а также запускать самолет можно и с руки. При выборе пульта достаточно 4х канальный радиоуправляемый пульт.

Приложение 13

Приложение 13.1

Приложение 13.2

Приложение 13.3

Приложение 13.4

Приложение 13.5

Вывод.

Авиамоделирование – это очень интересное увлечение, позволяющее одновременно быть и авиаконструктором, и сборщиком, и пилотом самолета. Конструирование моделей помогает разобраться в устройстве настоящих самолетов. Моё увлечение помогает развить творческие способности, терпение, усидчивость, нестандартное мышление, аккуратность и пространственное 3D воображение.

5. Используемая литература

http://www.senao.org/chto-takoe-aviamodelirovanie/

https://masteraero.ru/

http://www.ecvr.ru/index.php/metodicheskaya-rabota/metodicheskaya-kopilka/134-istoriya-aviamodelirovaniya

https://rc-go.ru/information/samoleti/

http://www.parkflyer.ru/ru/blogs/view_entry/2480/

http://i-dodo.ru/wp-content/uploads/2014/12/image002_115.jpg

http://gifted.ru/files/1a55cf4d20e029a112ffe10e5ab330da.pdf

http://mgk.olimpiada.ru/media/work/2970/aviamodelirovanie.pdf

https://ru.wikipedia.org/wiki/Кордовая_пилотажная_модель

Приложение

Приложение 1

Приложение 1.2

Приложение 2

Приложение 3

 

Приложение 3.1

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 5.1

Приложение 6

Приложение 6.1

Приложение 7

Приложение 7.1

Приложение 8

Приложение 8.1

Приложение 9

Приложение 9.1

Приложение 10

Приложение 10.1

Приложение 11

Приложение 11.1

Приложение 12

Приложение 12.1

Приложение 13

Приложение 13.1

Приложение 13.2

Приложение 13.3

Приложение 13.4

Приложение 13.5

Наш духовный наставник отец Михаил Гордеев. Мы занимаемся при Храме Успения Пресвятой богородицы. Отец Михаил организовывает выезд на полеты и предоставляет кабинет для занятий, а также все материалы для моделей.

Просмотров работы: 36