VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Модель воздушного "боя" F2D
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Спорт сегодня воспринимается как средство оздоровления населения, проведение увлекательного досуга.Одним из популярнейших технических видов спорта является авиамодельный спорт. Он является одним из действительно красивых, зрелищных и очень интересных видов спорта (хотя и достаточно недешёвых).Более 70 лет назад «отцом русской авиации» Н, Е. Жуковским были организованы первые авиамодельные соревнования, но широкое распространение авиамоделизм получил только в годы Советской власти. Авиамоделизм был довольно хорошо развит в СССР: издавались журналы, финансировались кружки авиамоделизма. Наиболее популярен он был среди молодёжи школьного возраста, в то же время авиамоделизмом на профессиональном уровне занимались представители всех возрастов. Сейчас трудно представить авиамодельные соревнования без этого увлекательного зрелища, которое сочетает в себе скорость и маневренность моделей, ловкость и смекалку спортсменов. Побывав хоть раз на соревнованиях, вы, конечно, захотите построить и свою спортивную модель. И сейчас во многих городах России в Центрах детского творчества можно найти кружок авиамоделизма. В настоящее время мировая индустрия авиамоделизма развита хорошо: фирмы выпускающие системы радиоуправления, двигатели, модели, топливо, аксессуары, магазины, журналы и т. д. исчисляются сотнями.
Авиамодельный спорт — технический вид спорта, где участники соревнуются в конструировании и изготовлении летающих моделей летательных аппаратов (планеров, самолётов, вертолётов и пр.) и в управлении ими в полётах на скорость, дальность, продолжительность полёта и на высший пилотаж.
Воздушный бой –это моя жизнь. Почему? В детстве, когда я пошёл в 1 класс я увидел, как происходит воздушный бой и меня поразила скорость манёвренность и азарт. Я загорелся желанием на себе испытать быть пилотом и попросил маму отвести меня в кружок авиамоделирования. Четыре года подряд я готовлюсь и участвую в соревнованиях.
1.1 Актуальность
Стремительное развитие авиационной техники, увеличение скоростей полета, появление новых типов самолетов, ракет и моторов, применение новых материалов - все это, естественно, меняет и технологию производства. Подобные изменения произошли и в малой авиации, где также растут
скорости, применяются новые, более совершенные моторы. В процессе конструирования авиалюбители знакомятся с техникой управления больших самолетов. На практике познают как увеличить прочность того или иного узла, то есть проводят апгрейд летающей машины.
Познают зависимость летных свойств модели от мощности двигателя, веса модели, геометрических размеров, от аэродинамического совершенства. Так же летающие модели позволяют перейти от теории к практике.
Выделяют три направления авиамоделизма и моделей: стендовые (комнатные модели самолётов), кордовые (скоростные, пилотажные, спортивные, модели воздушного «боя» и летающие копии реальных самолётов), свободно летающие (резиномоторные, планеры). В процессе работы с моделями приобретаются навыки работы практически на всех станках, осваиваются несколько необходимых для успешных занятий авиамоделизмом специальностей. Моделисту в процессе работы приходится самостоятельно выбирать технологический процесс изготовления той или иной модели, подбирать наиболее подходящие материалы, позволяющие получать надежную и красивую конструкцию. Поэтому важно, чтобы он хорошо разбирался в чертежах и разнообразных приемах работы с материалами.
А необходимость творческих поисков, теоретического осмысления полученных результатов побуждают активнее усваивать знания в школах.
Гипотеза – с недавнего времени я занимаюсь авиамоделированием. В последнее время большой интерес у меня вызвал кордовый авиамоделизм и мне захотелось построить модель воздушного «боя» F2D.
Целью моей работы является изучение истории модели воздушного «боя» F2D, рассмотреть ситуацию с их разработками в России и в других странах, а также узнать перспективы таких летательных аппаратов.
Для достижения поставленной в работе требуется решить следующие задачи:
- изучить историю развития моделей воздушного «боя», рассмотреть ситуацию с их разработками в России и других странах, используя научно-популярную литературу, ресурсы Интернет.
- попытаться самостоятельно, используя чертежи и схемы, собрать модель воздушного «боя» F2D.
Объект исследования – модель воздушного «боя» F2D.
Предмет исследования- история создания и перспектива в будущем.
2. Основная часть
Что такое модель воздушного «боя»
Авиамодельный спорт – это интересный и увлекательный вид спортивно-технического моделирования.
На международном уровне авиамодельный спорт курируется Международной федерацией авиаспорта FAI, которая устанавливает классификацию, правила и порядок проведения соревнований.
Основные классы кордовых моделей
* F2A — скоростные модели
* F2B — пилотажные модели
* F2C — гоночные модели
* F2D — модели воздушного «боя»
Воздушный бой — это сравнительно молодой вид авиамодельного спорта, но уже успевший завоевать симпатии многих спортсменов и болельщиков. Он включает в себя проектирование, постройку и испытание 36 классов моделей самолетов. Один из самых распространенных видов – кордовые авиамодели "воздушного боя" класса F-2D. Соревнования по авиамодельному спорту в классе кордовых моделей «воздушного боя» F-2D состоят из множества полетов-раундов, в каждом из которых участвуют экипажи-соперники (пилот и механик). "Воздушный бой" заключается в том, чтобы соперники срезали ленты, прикрепленные к фюзеляжу самолета противника. Баллы присуждаются за каждый сруб бумажной ленты. Площадка для проведения воздушного боя состоит и кругов заданного диаметра, обозначенных на земле. Соревновательная деятельность регламентирована определенными техническими требованиями и ограничениями к моделям "воздушного боя": максимально допустимой несущей площадью модели, полетным весом модели, нагрузкой, рабочим объёмом микродвигателя и др.
2.2 Виды моделей воздушного «боя»
В настоящее время существует более 10 классов спортивных моделей.Модели отличаются друг от друга материалам из которого они изготовлены. Я изготовил два вида моделей.
Обоснование выбора модели
Изучение и использование чертежей в проектировании модели серьезный труд необходимый для творческого развития.
Модель
- проста в изготовлении;
-доступна для изготовления;
- не слишком тяжелая;
-обладает достаточной мощностью и способностью выполнять комплекс пилотажных фигур;
Процесс работы над авиамоделью завершается использованием ее в действии на занятиях авиамодельного кружка и участия в соревнованиях, достигается конечный результат.
Первая модель была изготовлена при помощи разных разновидностей деревьев.Многие авиамоделисты в конструкциях моделей используют бальзу. Это очень легкая, пористая и рыхлая древесина, уступающая по прочности сосне примерно в два раза. Хранить ее следует в сухом помещении, поскольку бальза значительно быстрее впитывает влагу, чем отдает ее при просушке.
Вторая модель изготовлена из фанеры, которая была вырезана на лазерном станке.
2.4 Экологическое обоснование проекта
Двигатели внутреннего сгорания моделей самолетов сильно загрязняют окружающую среду выхлопными газами, а в топливе содержится метиловый спирт (метанол).
Поэтому я решил сделать кордовую модель самолета с электродвигателем, чертежи которого я позаимствовал у радиоуправляемой модели.
Для изготовления кордовой пилотажной модели использовались природные материалы, не наносящие вреда окружающей среде, это экологически чистые продукты, так как созданы самой природой. Поэтому работа совершенно не вредит экологической обстановке нашей природы. Единственный отрицательный момент в том, что при работе с клеем нужно чаще проветривать помещение.
2.5 Техника безопасности при изготовлении моделей
2.5.1 При ручных работах
Работать только с хорошо заточенными и исправными инструментами.
При пилении не допускать перекосов, не делать резких движений.
Не сдувать опилки и не сметать их рукой. Пользоваться только щеткой.
Не проверять руками остроту лезвия и качество обработки поверхности
инструменты класть на верстак только на бок и острыми рабочими частями от себя.
При работе с синтетическим клеем избегать попадания клея на руки, пользоваться кистью и перчатками.
Во время работы с колющими инструментами нужно держать рабочее место в порядке: откуда взял инструмент, туда и положи его после работы.
2.5.2 Рабочее место
Изготовление модели самолета происходит на рабочем столе, поэтому стол всегда должен быть чистым, на нем не должно находится никаких лишних предметов, которые бы затрудняли работу над моделью. Рабочее место для работы по выполнению модели должно быть удобным.
Стол со всеми инструментами и приспособлениями должен стоять так, чтобы свет падал на работу с левой стороны или спереди.
Инструменты и приспособления удобно располагать в правой части стола, а материалы в левой.
Очень важно принять правильное положение при работе, т.к. неправильная посадка приведет к быстрой утомляемости, а впоследствии, искривлению позвоночника и к близорукости.
2.6Техника безопасности при эксплуатации моделей самолетов
2.6.1 Подготовка к запуску
Успешным запускам моделей самолета в немалой степени способствует правильная подготовка к ним. Начать следует с изготовления специального стартового ящика. В нем должны быть ячейки для инструмента, горючего, заправочной колбы, аккумуляторы и т.д. Топливную смесь для микродвигателей моделей самолетов необходимо готовить в строгом соответствии с пропорциями, указанными в паспорте двигателя. Приготовление топлива должно происходить в хорошо проветриваемом помещении, а лучше на свежем воздухе.
2.6.2. Запуск моделей самолетов
Кордовые модели связанны во время полета с пилотом тонкими стальными тросами. Перед полетом его необходимо тщательно осмотреть - нет ли изгибов и петель. Затем всю систему управления обязательно проверяют на прочность - помощник удерживает модель за силовую часть, а пилот 2-3 раза с усилием в несколько раз превышающем вес модели натягивает всю систему управления, работая рулями. Тщательно осмотрите площадку, на которой будет производиться запуск моделей самолетов. Площадка должна быть ровной и достаточно большой, на ней не должно быть кустарника и деревьев. Категорически запрещается запускать модели вблизи высоковольтных линий, это может окончится печально для вас. Лучше всего производить запуск на кордодроме. Если такого поблизости нет, создавать безопасные условия полета придется самим: надо предупредить зрителей, чтобы они отошли на 5-10 метров от площадки, где проводится запуск. Также категорически запрещается кому-либо подходить к действующей подели с горящей сигаретой, даже если модель не задействована в запуске. После запуска мотора запрещается находится в плоскости вращения винта. При посадке модели самолета будьте особенно внимательны и посмотрите, не зашел ли кто-либо из зрителей в круг полета модели. Если это произошло модель необходимо садить до ее приближения к человеку. И все же, даже зная эти правила, постройку и запуск моделей самолетов лучше всего производить организованно с опытными моделистами, которые в любую минуту могут помочь вам и подсказать, как правильно организовать это не сложное дело.
2.7 Изготовленные модели воздушного «боя» F2D
Первая модель:
Представленная модель была изготовлена при помощи разных разновидностей деревьев:
- бальза, которая нужна для уменьшения веса модели
- сосна, чтобы предать жесткость и стойкость во время полета
- а также разных видов деревьев, пенопласта, лавсана, ниток кевлара, клея ПВА(столярного), клея на эпоксидной смоле.
На фотографии представлена данная модель.
Вторая модель:
Модель изготовлена из фанеры. которая была вырезана на лазерном станке.
Дополнительные материалы:
Нити кевлара, бальза, клей ПВА столярный, лавсан.
Данная модель представлена на фотографии.
Различия и сходства данных моделей
Модель, выполненная из фанеры, стоит дешевле, чем выполненная из пенопласта и дерева. По качеству полета и проходимости фигур ничем не уступает более дорогой модели. Но при этом прочность фанерной модели хуже, чем прочность модели из дерева.
2.8 Испытание модели
Это моя не первая авиамодель. Каждому, кто занимался моделями, знакомы чувства тревоги при первых запусках машины, волнения, с которым провожаешь взглядом удаляющуюся модель, и радости, когда дальность хороша, а посадка удачна. Мне удалось изготовить и испытать модель воздушного «боя» F2D. Моя мечта сбылась.
3. Заключение
Кто из нас не ломал голову, задумывая модель, в поисках всяких хитроумных механизмов, увеличивающих завод мотора, не мечтал о магической резине, вытягивающейся в 12 раз, о сверхлегких материалах, о невероятных удлинениях крыла и о прочих заманчивых вещах! Вопросы о том, насколько удачно выбрана форма модели, не перетяжелена ли конструкция, правильно ли подобраны винт и мотор. Успех в модельном деле зависит не столько от всех этих диковинных вещей, сколько от правильного выбора аэродинамических форм, грамотного конструирования и аккуратного исполнения. Только полностью выжавши все из нормальной схемы, полностью овладевши техникой постройки и регулировки, можно браться за разработку нового типа модели. Можно указать немало случаев, когда незнакомство с техникой летающей модели было причиной неудач авиационных изобретателей. Часто принципиально правильно задуманная модель не может летать из-за грубых ошибок конструкции, в выборе материала и т.п. Кордовая пилотажная модель используются мною на занятиях авиамодельного кружка, для подготовки и участия в соревнованиях. Таким образом, ее тиражирование стало рентабельным и перспективным. Модель удобна, практична.
Положительные стороны:
Материалы доступны;
Технология изготовления посильна;
Стоимость (цена) изделия не очень велика;
Помогает на занятиях авиамодельного кружка.
Отрицательные стороны:
Производство получилось не безотходным.
В процессе изготовления все требования были соблюдены, модель построена в соответствии с чертежами. После нескольких полетов можно сказать, что модель легка в управлении, неприхотлива и удобна при подготовке ее к эксплуатации. Модель показала прекрасные пилотажные качества, летные характеристики. Необходимо отметить хорошую устойчивость, управляемость в полете, чистоту выполнения фигур. Цель оказалась достигнутой. И хотя кажется, что самое интересное и завораживающее в создании модели – это полет, на самом деле не менее интересен процесс создания и доведения до ума модели. Авиамоделизм многолик, а это значит, что место в нем найдется каждому.
4. Список литературы и интернет источников
1. Голубев Ю.А., Камышев Н.И. Юному авиамоделисту: Пособие для учащихся. – М.: Просвящение, 1979 г.
2. Рожков В.С. авиамодельный кружок: Пособие для руководителей кружков. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвящение, 1986.
3. Гаевский О.К. Авиамоделирование. – изд., перераб. и доп. – М.: Патриот, 1990.
4. Киселёв Б.А. Модели воздушного боя/ Под общ.ред. Е.А. Евстратова-М.:ДОСААФ,1981.-160c.ил
5. http://www.avmodels.ru/
6. https://ru.wikipedia.org/wiki/Авиамоделизм