Создание идеальной модели бумажного самолета: волшебство или физика?

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

Создание идеальной модели бумажного самолета: волшебство или физика?

Прокофьев Б.С. 1
1МБОУ ДО «ДДТ «Дриада»
Хиневич Е.С. 1
1МБОУ ДО «ДДТ «Дриада»
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Тема исследовательской работы мною выбрана не случайно. Мне нравится наблюдать за тем, что невозможно понять с первого раза и объяснить. Например, как очень тяжёлая ракета может пройти сквозь все оболочки земли и очутиться в космосе или как тяжёлый самолёт с большим количеством человек на борту не только поднимается ввысь, но и достаточно долгое время удерживается в полете (см. приложение 1).

Когда я вижу самолет, я восхищаюсь мощью, с которой он легко преодолевает земное притяжение и бороздит небесные просторы. С древних времён человек мечтал подняться в небо как птица. Авиация в 20 веке получила особое развитие. В настоящее время существует много образцов летательной техники. Многие модели я попробовал сделать сам из бумаги. Но летают бумажные самолёты по-разному, почему так происходит и отчего зависит дальность полёта? Чтобы ответить на эти вопросы, мы провели исследование.

Проблема исследования: летные характеристики моделей бумажных самолётов сильно отличаются и зависят от их формы. Неизвестно, какая форма обладает лучшими летными характеристиками.

Актуальность исследования.

Актуальность исследования обусловлена тем, что в процессе исследования определены основные принципы конструирования моделей самолетом и других летательных аппаратов для получения максимальной дальности и продолжительности полета. Это может быть использовано для создания более сложных моделей в дальнейшем. Кроме того, в процессе выбора и изготовления моделей, конструктор получает первичное представление об основных законах аэродинамики, их практическом применении. Также приобретаются полезные навыки работы с литературой и интернет-источниками информации, а также навыки авиамоделирования.

Целью исследования является изучение основных законов аэродинамики и конструирование бумажного самолёта, обладающего максимальной дальностью и длительностью полёта.

Достижению этой цели способствует решение ряда задач:

Изучить и проанализировать литературу по теме исследования;

Познакомиться с технологией конструирования самолётов из бумаги;

Изучить интерес учащихся 1 классов к бумажным самолётам с помощью анкетирования;

Собрать различные модели бумажных самолётов по схемам;

Провести испытания сконструированных моделей бумажных самолётов;

Определить лучший бумажный самолёт на основании результатов по проведенным испытаниям.

Объект исследования: законы аэродинамики, продолжительность и дальность полета моделей.

Предмет исследования: лётные характеристикимоделей бумажных самолётов.

Гипотеза исследования: предположим, что лётные характеристики бумажного самолета зависят от его формы.

Методы исследования. В ходе нашего исследования были использованы такие методы, как: 1) работа с различными источниками информации; 2) наблюдение, анализ и сравнение; 3) описание, систематизация материала; 4) моделирование моделей бумажных самолётов.

Новизна исследования заключается в конструировании различных типов моделей бумажных самолётов, исследовании их летных характеристик.

Теоретическая значимость заключается в выявлении зависимостей летных характеристик моделей бумажных самолётов от их формы.

Практическая значимость данной работы определяется тем, что в результате работы получено представление об основных законах физики в авиамоделировании, приобретены первичные навыки изготовления моделей самолетов из бумаги. Кроме того, определены формы моделей, обладающие максимальной дальностью и длительностью полёта. Это можно использовать для того, чтобы вызвать интерес других учеников, что будет способствовать их дальнейшему развитию в моделировании и изучении законов физики.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

История и роль авиации для человечества

С древних времена люди мечтали подняться в воздух и научиться летать, подобно птицам. История авиации насчитывает много веков. Тысячелетний опыт, накопленный в ходе множества неудачных попыток создать летательный аппарат, пригодился в наши дни. В начале XX века люди, наконец, смогли подняться в воздух, благодаря разработкам самых упорных ученых в области авиастроения.

История полетов начинается в Дрeвнeм Китae. Приспособление, которое китайцы изначально использовали для развлечения народа на праздниках, называлось воздушным змеем. Затем ему нашли более практичное применение – рыбaки привязывали к воздушным змеям приманку, чтобы ловить рыбу. Иногда с помощью воздушного змея доставляли послания или обменивались сигналами. Естественно, китaйцeв пoсeтилa мысль, чтo бoльшoй вoздyшный змeй мoжeт пoднять в вoздyх и чeлoвeкa. И, хотя затея была довольно рискованная, сoхрaнились письменные упоминания об yспешности таких пoлётoв. Некоторым yдaвалось прoлeтeть нeскoлькo килoмeтрoв и блaгoпoлyчнo призeмлиться. Примечательно, что прошло несколько тысяч лет и люди вновь начали использовать для полетов такие же простые конструкции без двигателя из деревянных прутьев и шелка. Такие планеры назывались дельтапланами. Дельтапланы стали особенно популярны в конце XIX века [12].

Мысль о том, что«человек, преодолевающий сопротивление воздуха с помощью больших искусственных крыльев, может подняться в воздух», не покидала и такого гениального изобретателя, как Леонардо Да Винчи. Он жил в XV веке, но многие его идеи и конструкции намного опередили свое время. На попытки создания нечто похожего на летательный аппарат его вдохновила обыкновенная стрекоза. Леонардо Да Винчи был убежден, что преодоление воздушных масс даст человеку возможность подняться в воздух. Помочь ему в этом смогут огромные крылья. Расчёты и детальное изучение птичьих полетов натолкнуло его на идею создания Орнитоптера.

Само название Орнитоптер (орнито – от греческого «птица») говорит о том, что конструкцию летательного аппарата для человека он делал, изучая движения птиц в полете. Леонардо Да Винчи считал, что грамотно сконструированные крылья дадут человеку возможность длительное время находиться в воздухе или, напротив, не падать камнем на землю [4]. И человек сможет, подобно птице, планировать и лететь по нужной ему траектории. При этом, по задумке изобретателя, человек в полете не должен затрачивать много сил, взмахи крыльями должны быть размеренными и точными. Свои мысли Леонардо Да Винчи подкреплял рисунками. На его схемах видно, что он подбирал различные варианты конструкций. На основе этих схем Леонардо собственноручно сооружал летательные аппараты и проводил их испытания. Помимо гениальных навыков конструирования, Леонардо Да Винчи имел также некоторые знания в области физики. Он изучал «качество и плотность воздуха». Понимал, что для того, чтобы полететь, аппарат должен преодолеть сопротивление воздуха. Многочисленные эксперименты подтвердили его догадки о том, что крылья летательного аппарата в полете должны оставаться неподвижными.

Удивительно, но большой вклад в развитие авиации внесли капитаны морских судов. Их мужество, бесстрашие, а также большие познания по технической части сыграли в этом немалую роль. В начале ХIХ века стали появляться первые безмоторные планеры. Их запуск долго не мог увенчаться успехом. Лишь в конце ХIХ века моряк Жан-Мари Лез Бри первый удачно запустил такой планер – его «Альбатрос» пролетел надо землей почти 200 метров, что по тем временам считалось довольно длинной дистанцией [10].

А вот в Российской авиации известен другой авиаконструктор, который тоже был моряком, но в более высоком чине - адмирал царского флота Можайский. Александр Можайский сконструировал первый в мире летательный аппарат, оснащенный паровым двигателем. Кроме того, в кабине самолета летел человек, и габариты летательного аппарата впечатляли. Корпус «паролета» составил 24 метра в длину [5]. К сожалению, адмиралу не удалось довести свои опыты до конца, но благодаря его разработкам ученые сильно продвинулись в изучении авиамоделирования и физики полетов в целом.

Стоит отметить, что первостепенной задачей для первых авиаконструкторов было поднятие машины в воздух. Энтузиасты-испытатели зачастую получали тяжелые травмы, некоторые разбивались насмерть. Мало кто задумывался о том, как должно происходить управление машиной во время полета. Первыми навыками пилотирования овладели братья Райт из Америки. Они сконструировали самолет на бензиновом двигателе. Внешне он имел вид, абсолютно отличный от тех, какими мы привыкли видеть современные самолеты. Тем не менее, эта конструкция смогла продержаться в воздухе какое-то время. И это был успех.

Но самолеты того времени все же были крайне некомфортными и небезопасными. Сохранилось много заметок и очерков пилотов того времени. Видимость в машине была плохая, система торможения и приземления примитивная, а иногда и вовсе отсутствовала. В некоторых случаях пилотам приходилось буквально на ходу выпрыгивать из самолета.

В России, как и в других странах, после успеха братьев Райт активно велись разработки лайнера, способного безопасно переносить по воздуху людей. Именно с начала ХХ века авиация стала развиваться огромными темпами. Причем, как военная, так и гражданская. Первым пассажирским авиалайнером стал «Илья Муромец» конструктора Игоря Сикорского. Свой первый полет он совершил в 1914 году. На борту находились шестнадцать пассажиров с собакой. Полет закончился благополучно. С тех пор самолеты этой конструкции стали не только пассажирским самолетом, но и принимали участие в Первой мировой войне.

Участие СССР во второй Мировой войне подтолкнуло авиаконструкторов к созданию максимально эффективных машин для военной авиации. В 30-40 гг прошлого века были созданы истребители (МиГ-3, ЛаГГ-3, ЯК-1), бомбардировщики (Су-4 и Як-2), штурмовики(Ил-2, Ил-10). Все они внесли свой весомый вклад в победу СССР во второй мировой войне. Многие из них и по сию пору состоят на вооружении ВВС России, совершенствуясь конструкторами в соответствии со всеми требованиями нынешнего времени. Это мощнейшие истребители, бомбардировщики, ракетоносцы, штурмовики, топливозаправщики, противолодочные самолёты и самолёты-разведчики[5].

Конечно, с момента создания первых в мире летательных аппаратов прошло немало времени и авиастроение продвинулось далеко вперед. Современная авиация насчитывает большое количество машин. Внешний вид гражданских авиалайнеров с шестидесятых годов прошлого века практически не изменился. Но функционально они стали более маневренными, проще в управлении и более систематизированными. Новейшие технологии позволяют самолетам летать со сверхзвуковой и гиперсверхзвуковой скоростью. Внешне они все похожи – классическая аэродинамическая форма, хвостовое оперение и оснащенность двумя или четырьмя турбореактивными двигателями. По задумкам авиаконструкторов, все самолеты должны быть изготовлены в соответствиями с требованиями безопасностями и комфорта. Новые материалы позволяют существенно снизить вес самолетов и шумоизолировать салон авиалайнера от турбореактивных двигателей.

Среди пассажирских авиалайнеров особо выделяются аэробусы. Они имеют внушительные габариты, большую вместимость и способны преодолевать длительные расстояния. Помимо пассажирских самолетов в современной авиации широко используют транспортные самолеты для перевозки различных видов грузов, специальные самолеты сельскохозяйственного и санитарного назначения.

Аэрогами или бумажная авиация

Какой мальчишка не любит запускать бумажные самолетики? Наверное, каждый в детстве попробовал сложить листок бумаги несколько раз и запустить его. Но немногим известно, что изготовление бумажных самолетиков в технике оригами - такое несерьезное, на первый взгляд, занятие - привлекает людей по всему миру.

История возникновения оригами уходит корнями в глубокую древность. В I веке н.э. китайцам стала известна технология производства бумаги, которую жители поднебесной долгое время держали в секрете. Когда монахи Китая начали свои путешествия в Японию, вместе с ними стали путешествовать и некоторые тайны этой страны. В ХVII веке н.э. Дан-Хо - странствующий буддийский монах прибыл в Японию и обучил монахов китайской технологии изготовления бумаги. Очень скоро Япония по темпам изготовления бумаги сумела перегнать Китай.

Именно тогда в Японии зародилось оригами как вид декоративно-прикладного искусства. Из обыкновенного листа бумаги можно было создавать фигурки, не отсекая лишнее, путем лишь правильных сгибов. И только в начале ХХ века стали выделять отдельную ветвь оригами – аэрогами. По-японски она называется «Ками хикоки» (от японского ками - бумага, хикоки – самолёт).

Сделать такой самолетик в технике оригами на первый взгляд достаточно просто. И действительно, самый простой имеет всего 6 шагов для полного сложения и с этим справится даже ребенок. Но для того, чтобы бумажный самолетик летел на определенную дистанцию и по заданной траектории, а также планировал, требуется настоящее мастерство. Постепенно искусство изготовления бумажных самолетиков в технике оригами было выделено в отдельную ветвь и стало носить название «аэрогами».

В 1930 американский авиаинженер Джек Нортроп стал использовать бумажные самолетики в качестве моделей для испытания конструкций реальных самолетов. В них он воплощал свои новые идеи, изучал как ведут себя в воздухе различные модели. Больше всего ему нравилось, что в зависимости от формы самолетика меняется и траектория его полета. Сделать хороший самолетик, считал Нортроп, не так легко, как кажется на первый взгляд. Сгибать бумагу нужно уголок к уголку и придерживаться симметрии. Если выполнить работу не совсем четко, конструкция будет не только нелепо выглядеть, такой самолетик не полетит вовсе. Самое главное, что бумажный самолетик абсолютно точно повторяет конструкцию современных самолетов. Для испытаний на улице следует делать акцент на корпус и симметричные крылья. Для лучшего планирования можно согнуть закрылки. Для того, чтобы самолетик летел максимально далеко, его форма должна быть узкая, длинная, а размах крыльев достаточно большой. Несмотря на сопротивление воздуха, такой самолетик может планировать. Если самолетик запускается в помещении, нос должен быть утяжелен. Таким образом, центр тяжести смещается к носу и повышается его «летучесть». Эти модели долго летят по стабильной траектории.

В наши дни аэрогами - это не просто увлечение. Ежегодно проводятся фестивали и чемпионаты по аэрогами. Самым крупным по праву считается «Red Bull Paper Wings», который проводится в Австрии. В нем принимают участие люди со всего мира. Попасть в финал этого чемпионата довольно сложно, количество желающих превышает несколько тысяч, поэтому до финала доходят немногие. Самолеты получают места в трех номинациях «Дальность полета», «Длительность полета» и «Аэробатика». Соревнования, согласно правилам, проводятся только в закрытых помещениях, куда не проникает ветер. Чтобы самолет прошел максимальную дистанцию, его нужно бросать вперед под углом 45 градусов и его траектория будет иметь форму параболы. А для того, чтобы самолет набирал максимальную высоту, нужно изменить угол броска на больший.

Один из рекордсменов соревнований по аэрогами – Кен Блэкберн. Он разрабатывал модели самолетов для американских авиаконструкторских компаний. Свое увлечение авиамоделированием Кен начал еще со времен учебы в школе: делал бумажные самолетики и запускал их. Поначалу это были самые простые модели из газет. Эти опыты позволили Кену наблюдать как действуют на тело в полете законы аэродинамики. В процессе своих наблюдений Кен понял, что маленький бумажный самолетик – это абсолютная копия большого. И он подвергается тем же самым законам аэродинамики, что и настоящий самолет. После окончания школы Кен поступил в университет Северной Каролины. Там он всерьез занимался изучением основ аэродинамики и стал делать более серьезные модели из бумаги, картона и пластика. В университете Кен Блекберн получил степень бакалавра по авиакосмической технике. В 1983 году бумажный самолетик, который запустил Кен Блэкберн, попал в книгу рекордов Гиннеса. Самолетик очень долго парил в воздухе и его рекорд не могли побить еще в течение 10 лет. В дальнейшем Кен стал заниматься разработками военных моделей самолетов для ВВС США, чем занимается и в настоящее время. После победы в чемпионате по запуску бумажных самолетов, Кен не остановился на достигнутом. Он провел еще очень много экспериментов, в том числе пытался создать ассиметричные модели бумажных самолетиков. Они были менее маневренными, но все же имели немалую продолжительность полета.

Прорывом в науке считается тот факт, что бумажный самолетик может покорить космос. Такую идею высказал японский ученый Синдзи Судзуки, профессор факультета аэронавтики и астронавтики университета Токио [12]. Эта идея кажется фантастической, но на самом деле такие испытания уже проводились. Для эксперимента была использована химически обработанная бумага, таким образом, она становилась устойчивой к воздействию внешних условий среды. Испытания проходили в аэродинамической трубе. В течение 30 секунд температура поднималась до 250 градусов по Цельсию, а скорость воздуха в трубе в 7 раз превышала скорость звука. Инженеры считают, что эта идея покорения космоса бумажным самолетиком имеет место быть. Если очень легкий самолетик сможет спускаться относительно медленно, то на него будут действовать тепловые нагрузки гораздо меньшие, чем на многотонные шаттлы. А значит есть шанс, что бумажные беспилотные летательные аппараты будут использоваться и в будущем в научных целях [12]. В настоящее время активно ведется исследовательская деятельность по данному вопросу.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Этапы исследования

Исследовательская деятельность представлена тремя этапами, взаимодополняющими друг друга (таблица 1):

Таблица 1.

Этапы исследования

Этап

Задачи

Используемые методы

Сроки

Теоретическое исследование проблемы

-изучить и проанализировать познавательную и научную литературу по теме исследования.

 изучение информационных источников;

 поиск необходимой литературы;

 самостоятельное размышление.

Ноябрь 2018 – декабрь 20198

Практическое исследование проблемы

- анкетирование;

- моделирование моделей бумажных самолётов по схемам;

- проведение испытаний по запуску бумажных самолётов.

 наблюдение;

 анализ;

 сравнение;

 моделирование.

Январь 2019 –

Февраль 2019 г.

Практическое использование результатов

- обобщение

изученной информации;

- описание испытаний;

- нахождение идеального бумажного самолёта с лучшими лётными характеристиками.

 систематизация;

 анализ

 отчет (устный, письменный, с демонстрацией модели)

Февраль 2019 –

март 2019 г.

2.2. Сборка бумажных самолётов из бумаги по схемам

Для сборки моделей бумажных самолетиков были использованыкниги по аэрогами и обучающие видеоуроки [2]. Из множества вариантов были выбраны самые разнообразные по форме и размеру модели. Сделать самолет из бумаги в технике аэрогами несложно. Но начинать следует с самых простых вариантов, чтобы набить руку и научиться. Делать самолетики лучше поэтапно по схемам, аккуратно прижимая края бумаги друг к другу, делая четкие сгибы. Если вы поняли, как делать простые бумажные самолеты, можно приступать к более серьезным моделям. Например, планерам. Планер – это модель для трюков. Такие самолетики могут летать по непрямой траектории и делать в воздухе перевороты. Внешне они имеют тупой носик, узкий корпус и широкие крылья, по длине равные длине корпуса.

Но наиболее сложными являются модели, имеющие сходства с истребителями. Для их создания требуется приложить больше усилий из-за большого количества элементов. У них, как правило, острый носик, двойные крылья или крылья с подкрылками, хвост.

2.3. Эксперименты по запуску изготовленных моделей бумажных самолётов

Для проведения эксперимента по запуску моделей бумажных самолетиков нам понадобились рулетка и секундомер. С помощью рулетки была сделана разметка с делениями ценой в 1 метр. Запуск каждого бумажного самолетика осуществлялся под углом 45 градусов. Начальное положение локтя – вертикальное. После запуска каждой модели с помощью разметки определялась длина полета, а с помощью секундомера – длительность полета. Полученные измерения заносились в таблицу. Там же описаны летные характеристики каждой модели и ее внешние особенности.

Эксперимент по запуску бумажных самолётиков

Таблица №2

Модель самолёта

Дальность полёта, м

Время полёта,сек

Внешние особенности самолетика и его траектории

1

Модель 1

1,4

1,3

Короткий корпус, длинные крылья

2

Модель 2

2,6

1,6

Корпус = крылья

хвост

3

Модель 3

1,3

0,94

Длинный корпус, крылья с подкрылками, хвост

4

Модель 4

4,9

1,96

Крылья с подкрылками,

хвост

5

Модель 5

3,1

1,11

Широкий корпус, крылья с подкрылками

6

Модель 6

6,9

2,92

Узкий корпус, 2 пары крыльев

7

Модель 7

7,3

1,52

Узкий корпус, широкие крылья, подкрылки, нос

8

Модель 8

1,2

1,01

Узкий корпус, широкие крылья. Сделан из более плотной бумаги

9

Модель 9

3,05

0,77

Узкий корпус, широкие крылья,2 пары подкрылков

10

Модель 10

1,7

1,21

Узкий корпус, широкие крылья, хвост. Длина = ширина

11

Модель 11

2,0

1,01

Узкий объемный нос, узкие крылья и корпус

12

Модель 12

2,4

1,83

Узкий корпус, широкие крылья, маленькие подкрылки

13

Модель 13

4,05

1,35

Маленький узкий корпус, нос

14

Модель 14

3,2

0,94

Хвост, нос, рога, узкий корпус, широкие крылья

15

Модель 15

3,1

1,01

2 пары широких крыльев, узкий корпус

16

Модель 16

2,4

1,55

2 пары крыльев - узкие и широкие, удлиненный корпус

17

Модель 17

1,9

1,29

Широкие крылья, нос, узкий корпус

18

Модель 18

2,9

1,06

2 пары крыльев, узкие и широкие, узкий корпус.

19

Модель 19

3,2

1,49

Узкий корпус, узкие крылья

20

Модель 20

3,05

0,76

Длинный узкий нос, длинный корпус и крылья

21

Модель 21

1,95

1,03

Рога, широкие крылья

22

Модель 22

 

1,47

Широкие крылья, нос. Траектория дугообразная

23

Модель 23

5,9

0,95

Удлиненный корпус, удлиненные крылья, нос

24

Модель 24

1,1

0,74

Тупой нос, широкие крылья

25

Модель 25

5,1

1,11

Самая длинная модель, крылья с подкрылками, планирует по кругу

2.4. Выводы по результатам эксперимента

Как мы знаем, законы аэродинамики одинаково действуют как на гигантские авиалайнеры, так и на обыкновенные бумажные самолетики. Любой самолет в воздух поднимает подъемная сила. Разница только в том, как эта сила создается, и какие силы действуют на самолеты в полете.

Реальные самолеты летают благодаря подъемной силе, которая создается благодаря аэродинамической форме крыла – с одной стороны оно закругленное, а с другой острое. Такая форма направляет встречный поток воздуха вниз.

 

Здесь вступает в действие третий закон Ньютона. Согласно третьему закону Ньютона, любому действию всегда есть равное и противоположное противодействие. Если крыло действует на поток воздуха, направляя его вниз, то воздух должен воздействовать на крыло с той же силой, толкая его в противоположном направлении. Это приводит к возникновению подьемной силы, с ее помощью самолет взлетает. А движется он вперед, благодаря силе тяги. В реальных самолетах для этого используется турбовентиляторный двигатель. Когда самолет движется вперед, воздух, обтекающий крыло, создает подъемную силу. Во время взлета элементы крыла (закрылки, предкрылки, элероны) выдвигаются вниз. Это увеличивает площадь крыла и увеличивает площадь кривизны аэродинамического профиля. Таким образом, даже при низкой скорости самолета подъемная сила увеличивается. Когда подъемная сила превосходит гравитационную силу, самолет взлетает. Таким образом, все силы, воздействующие на самолет, уравновешиваются (подъемная сила=силе гравитации, сила сопротивления=силе тяги).

В случае с бумажными самолетиками все намного проще. На него, как и на любое другое тело на земле, действуют сила гравитации (земное притяжение). В полете он также преодолевает сопротивление воздушных масс, но в помещении они ничтожно малы. Запускающим механизмом служит сам человек.

По результатам эксперимента по запуску бумажных самолетиков, проведенного в помещении, сделаны следующие выводы. Наибольшую дистанцию преодолела модель № 7 с узким корпусом, широкими длинными крыльями, имеющими подкрылки. У модели утяжеленный нос. Такая форма носа позволила ему преодолеть максимальную дистанцию (7,3 м.) за сравнительно небольшое количество времени – 1,52 сек. Немного меньшее расстояние пролетел самолет № 6 (6,9 м). Но зато он смог планировать целых 2,92 сек. У него также узкий корпус, но двойные крылья и не утяжелен нос. То есть, благодаря большой поверхности крыла, он планирует дольше остальных моделей. Наименьшую дистанцию преодолел самолет под № 8 (1,2 м). Несмотря на широкие крылья, летел он недолго и довольно быстро упал, по причине того, что для его изготовления использовалась более плотная бумага, чем для других моделей.

Таким образом, исходя из результатов проведенного эксперимента, мы смогли сделать вывод, что модель идеального бумажного самолета будет иметь длинный узкий корпус, большую площадь крыльев (длина крыла равна длине корпуса) либо двойные крылья, либо крылья с подкрылками; ширина самолета в несколько раз меньшего длины; слегка утяжеленный нос. Такой самолет в условиях закрытого помещения преодолеет максимальную дистанцию с наибольшей скоростью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная работа показывает то, что знание и практическое применение основных законов физики и аэродинамики имеет ключевое значение для выбора формы и изготовления моделей бумажных самолётов, обладающих максимальной дальностью и длительностью полёта.

В теоретической части проводится обзор истории и значимости авиации для человечества. Рассматривается современный способ изготовления моделей бумажных самолетов – аэрогами.

В практической части определены этапы исследования, проведено анкетирование учащихся на предмет интереса к изготовлению моделей бумажных самолетов. Очевидно, что данный вопрос очень интересен для ребят. Для сборки моделей бумажных самолетиков были использованы книги по аэрогами и обучающие видеоуроки. Из множества вариантов были выбраны самые разнообразные по форме и размеру модели. Всего изготовлено 25 различных моделей самолетов, проведены их запуски, измерены дальность и время полета. Проанализированы основные законы физики, влияющие на летные характеристики моделей.

Исходя из результатов проведенного эксперимента, мы смогли сделать вывод, что модель идеального бумажного самолета будет иметь длинный узкий корпус, большую площадь крыльев (длина крыла равна длине корпуса) либо двойные крылья, либо крылья с подкрылками; ширина самолета в несколько раз меньшего длины; слегка утяжеленный нос. Такой самолет в условиях закрытого помещения преодолеет максимальную дистанцию с наибольшей скоростью.

Таким образом, мы доказали гипотезу исследования о том, что лётные характеристики бумажного самолета напрямую зависят от его формы. Кроме того, изготовление простейших бумажных моделей самолет способствует дальнейшему развитию в моделировании и изучении законов физики.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антонов О.К., Патон Б.И. Планеры, самолеты. Наука. Думка, 2015. – 503 с.

2. Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

3. Зоншайн, С. И. Аэродинамика и конструкция летательных аппаратов / С.И. Зоншайн. - М.: Высшая школа, 2016. - 364 c.

4. Казневский, В.П. Аэродинамика в природе и технике / В.П. Казневский. - М.: Просвещение; Издание 3-е, перераб., 2015. - 127 c.

5.. Карафоли, Е. Аэродинамика крыла самолета / Е. Карафоли. - М.: АН СССР, 2017. - 480 c.

6. Краснов, Н.Ф. Аэродинамика (том 1) / Н.Ф. Краснов. - М.: [не указано], 2016. - 883 c.

7. Мхитарян, А. М. Аэродинамика / А.М. Мхитарян. - М.: ЭКОЛИТ, 2015. - 448 c.

8. Никулин А. П. Сборник лучших моделей из бумаги (оригами). Искусство складывания из бумаги. – М.: Терра – Книжный клуб, 2015, 68 с.

9. Остославский, И.В. Аэродинамика самолета / И.В. Остославский. - М.: Книга по Требованию, 2017. - 561 c.

10. Пышнов, В.С Аэродинамика самолета / В.С Пышнов. - М.: ЁЁ Медиа, 2016. - 174 c.

11. Пышнов, В.С Аэродинамика самолета: моногр. / В.С Пышнов. - М.: ЁЁ Медиа, 2015. - 761 c.

12. Саткевич, А.А. Аэродинамика как теоретическая основа авиации / А.А. Саткевич. - М.: ЁЁ Медиа, 2016. - 494 c.

13. Шульце, Х. Аэродинамика и летающая модель / Х. Шульце. - М.: Книга по Требованию, 2017. - 510 c.

14. Интернет-ресурсы:

http://fb.ru/article/237049/aviatsiya-istoriya-i-razvitie-znamenityie-aviakonstruktoryi «Авиация: история и развитие. Знаменитые авиаконструкторы»

http://www.sevparaplan.com/biblioteka/leonardo-da-vinchi/all-pages

http://komane.ru/nuda/1-2-sorevnovaniya-po-aerogami/main.html

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

Авиация 20 века. Мои первые испытания.

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

Процесс сборки моделей бумажных самолётов

ПРИЛОЖЕНИЕ №3

Фотоотчёт эксперимента по запуску бумажных самолётов

ПРИЛОЖЕНИЕ №4

Фотографии моделей бумажных самолётов и ссылки на схемы их сборки

Фотографии моделей бумажных самолётов

Ссылки на схемы сборки

моделей бумажных самолётов

1.

 

https://www.youtube.com/watch?v=eCrRb8zKuj8

(Дата обращения: 16.01.2019 г.).

2.

 

https://www.youtube.com/watch?v=sIx5v92VtnY

(дата обращения 16.01.2019 г.)

3.

 

https://www.youtube.com/watch?v=N3gB7NBXl9s

(дата обращения 16.01.2019 г.)

4.

 

https://www.youtube.com/watch?v=0bTufY-Qmhc

(дата обращения 16.01.2019 г.)

5.

 

https://www.youtube.com/watch?v=YbZwUS1xGRI

(дата обращения 16.01.2019 г.)

6.

 

https://www.youtube.com/watch?v=U33e-UDp7qI

(дата обращения 25.01.2019 г.)

7.

 

https://www.youtube.com/watch?v=R6XVWHiv4WY

(дата обращения 25.01.2019 г.)

8.

 

https://www.youtube.com/watch?v=Kg4FQ6IQr74

(дата обращения 25.01.2019 г.)

9.

 

https://www.youtube.com/watch?v=1c3reHo1Jko

(дата обращения 31.01.2019 г.)

10.

 

https://www.youtube.com/watch?time_continue=429&v=BHXbICOc6wI

(дата обращения 31.01.2019 г.)

11.

 

https://www.youtube.com/watch?v=tZlvfu_Wfjs

(дата обращения 31.01.2019 г.)

12.

 

https://www.youtube.com/watch?v=P2SIn5J3OOo

(дата обращения 31.01.2019 г.)

13.

 

https://www.youtube.com/watch?v=9ws5QUqT2QU

(дата обращения 31.01.2019 г.)

   

https://www.youtube.com/watch?v=VxHeRZ-J5Cw

(дата обращения 22.02.2019 г.)

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

   

Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2017. – 260 с.

Просмотров работы: 47