Бабуров Андрей Добарин Иван исследовательская работа Самолеты. Исследование влияния характеристик бумажных моделей самолетиков на их летные качества
 Скачать 2.2 Mb.
|
|
МБОУ Краснокаменская СОШ №4 Красноярского края, Курагинского района, п. Краснокаменск Всероссийский конкурс «Я - исследователь» Номинация «Первые шаги в науке» Исследовательская работа Тема: Исследование влияния характеристик бумажных моделей самолетиков на их летные качества Авторы: Бабуров Андрей Добарин Иван Руководитель: Е.А. Волощук 2017 Оглавление Введение…………………………………………………………………....3 1.Теоретическая часть 1.1. История возникновения первого бумажного самолета……………5 .2.Методика конструирования бумажных самолетиков…………….....7 2.Практическая часть 2.1. Наблюдение и опыт…………………………………………………..9 2.2. Выводы………………………………………………………………..12 Приложение………………………………………………………………13 Список литературы……………………………………………………....18 Введение. Однажды мы с ребятами на перемене устроили соревнования бумажных самолетиков. Ребята их моего класса проиграли, у других самолеты летали гораздо лучше и дальше. Мы задумались почему. Бумажные модели у всех ребят были разные, длинные или короткие крылья, с хвостами и без них, узкие и широкие носы. Что даст самолету самую хорошую летную характеристику? -Как должен быть устроен самолет, чтобы подняться высоко в небо? -Какую скорость может развивать самолет? Таким образом мы с другом заинтересовались этим вопросом и решили провести исследование по изучению летных характеристик бумажных самолетов разных моделей. Мы выдвинули гипотезу – можно предположить, что летные характеристики самолета зависят от его формы. Мы использовали следующие методы исследования: Изучение научной литературы; Получение информации в сети Интернет; Создание моделей; Непосредственное наблюдение, экспериментирование. Цель работы: исследовать разные конструкции бумажных самолетов, выяснить влияние конструкции на дальность и длительность полета. Задачи: - Проанализировать информацию, полученную из первоисточников; - Изучить элементы искусства аэро-гами; - Провести испытания сконструированных моделей; - Выработать навыки правильного, результативного запуска моделей; 1.Теоретическая часть. 1.1.История появления первых бумажных самолетов. Аэро-гами – это разновидность японского искусства складывания из бумаги оригами, в котором складываются летающие фигурки самолетиков. Когда точно появились разные самолетики из бумаги неизвестно, но использованию бумаги при изготовлении игрушек насчитывается около 2000 лет, когда это развлечение стало популярным в Китае, как например китайские бумажные змеи. Затем Леонардо Да Винчи соорудил модель аэроплана из пергамента во времена итальянского Возрождения, а позже во Франции братьями Монгольфье была сделана модель воздушного шара из бумаги (17 век). Говорят, что изобретателями моделей планеров были Джон Кэли, который сделал самолётики изо льна, что бы запускать их в ручную в начале 18-го века, и Отто и Густав Лиллиенталь. Братья Райт ставили эксперементы с самолётиками из бумаги,изучив работы Лиллиенталя а самое раннее упоминание об использовании бумажных самолётиков относится к 1909 году. А два десятилетия спустя, Джек Нортроп, знаменитый американский авиаинженер и сооучредитель знаменитой американской авиакорпорации "Локхед", при запуске новой модели разрабатывал модели бумажных самолетов, чтобы понять идею настоящего полёта на самолёте. Спортивные состязания по запусканию самолетиков из бумаги сейчас проходят на мировом уровне. Их автор британец Энди Чиплинг. Многие годы он с друзьями занимался созданием бумажных моделей и в 1989 году основал Ассоциацию Бумажного Авиастроения. Именно он написал свод правил по запуску бумажных самолетов. Вот некоторые из правил: для создания самолетика должен использоваться лист бумаги формата А-4; все манипуляции с самолетиком должны заключаться в сгибании бумаги - не разрешается его резать или клеить, а также использовать инородные предметы для фиксации (скрепки и т. п.). Правила соревнований очень простые - команды состязаются по трем дисциплинам (дальность полета, время полета и аэробатика - зрелищное шоу). 1.2. Методика конструирования бумажных самолетиков. Для того, чтобы исследование было менее затратным мы решили использовать направление японского искусства оригами – аэро-гами (от яп. «гами» - бумага и лат. «аэро» - воздух). Однако сложить бумажный самолетик не так просто, как кажется. Движения при сборке должны быть точными и уверенными, сгибы – прямыми и именно в нужном месте, несколько неточных движений могут исказить модель и даже её испортить. Кроме того, есть случаи, когда сгиб необходимо намеренно выполнить не очень точно. От симметрии и точной развесовки модели зависит, насколько хорошо она полетит. Кроме симметрии важно правильно разместить центр тяжести. В различных моделях он в разном месте. Более длинный нос, говорит о смещенном вперед центре. Для маневрирования и разных акробатических движений это наоборот усложняет процесс. Там важна задняя часть: широкие крылья, необычное хвостовое оперение в несколько слоев, стабилизаторы, сгибая заднюю часть крыльев подобно настоящим закрылкам, слегка поворачивая бумажный киль, можно добиться разных движений самолета. Но иногда кривой нос тоже нужен для маневров. В зависимости от того, зачем нужен самолет, будет различна и его конструкция. К примеру, самолеты для полетов на большие дистанции по форме напоминают дротик – они такие же узкие, длинные, жесткие, с ярко выраженным смещением центра тяжести к носу (как например, модель «Стрела»). Самолеты для максимально длительных полетов не отличаются жесткостью, зато имеют большой размах крыльев, хорошо сбалансированы (модель «Золотое жало»). Балансировка крайне важна для самолетов, запускаемых на улице. Они должны сохранять правильное положение, несмотря на дестабилизирующие колебания воздуха. Самолетам, запускаемым в помещении, полезно смещение центра тяжести к носу. Такие модели летают быстрее и стабильнее, их проще запускать. Для того чтобы достичь высоких результатов при запуске, необходимо овладеть правильной техникой броска. Чтобы отправить самолет на максимальную дистанцию, нужно как можно сильнее бросить его вперед и вверх под углом 45 градусов. В состязаниях на время полета следует забросить самолет на максимальную высоту, чтобы он дольше планировал вниз. Самолёт может планировать или лететь быстро, это будет зависеть от того с какой силой вы будете его запускать. Учитывайте силу и направление ветра, если будете запускать модели на улице. 2. Практическая часть. 2.1. Наблюдение и опыт. Самолеты мы собирали путем складывания, из одного листа бумаги формата А4 с минимальным использованием разрывов и разрезов, одна модель была скреплена при помощи клея. После изучения различных печатных источников и информации сайтов Интернет мы решили начать с модели № 1, назвали данную модель «космическая птица» Затем мы сконструировали еще несколькоразных моделей, таких как «»Стрела», «Глайдер», «Секретный самолет», «Мотылек», «Истребитель», «Ласточка», «Меченосец» (Приложение 1). Данные модели отличались размеров, размахом крыла, хвостовым оперением. Далее мы устроили экспериментальные запуски этих моделей в помещении. У каждой модели было 3 попытки, чтобы показать свои летные характеристики. Все данные мы занесли в такую сводную таблицу. Таблица 1 Сводная таблица дальности полета разных моделей бумажных самолетов
При разных попытках мы сравнивали некоторые одинаковые модели. Незначительная разница в конструкции – показатели дальности и полете возрастали или снижались. дольше всех, совершив при запуске круга и продолжила лететь вперед. В данной таблице еще мы зафиксировали лучшие попытки у каждой модели и особенности полете. По итогам изучения дальности полета выявились следующие показатели, которые мы отобразили в Диаграмме 1 (Приложение 2). Также мы составили сводную таблицу, в которой показали аналоги наших моделей из бумаги и реальных самолетов (Приложение 3). Было интересно изучить, совпадет ли лучший самолет из бумаги с его аналогом с реальными летными характеристиками. В результате практической части исследовательской работы мы выявили три самых лучших модели, отличающиеся особыми летными характеристиками: Модель «Стрела» - чемпион по дальности полета; Модель «Птица космическая» - чемпион по времени нахождения в воздухе. Модель «Меченосец» - чемпион по маневренности. 2.2.Вывод. Проделав серию опытов, проведя описанные выше эксперименты, мы пришли к главному выводу, что летные характеристики самолета зависят от его формы. В ходе испытаний модель «Стрела» во время второго броска показала максимальную дальность полета. Средний результат продемонстрировали модели «Глайдер», «Секретный самолет», «Истребитель». Худшие показатели у моделей «Мотылек», «Ласточка». Модель «Меченосец» оказалась самой долголетающей. Приложение 1 Модели, использованные в практической части исследования  Модели «Стрела» и «Глайдер»  Модель «Секретный самолет» (два немного разных экземпляра)  «Мотылек» и «Ласточка»  Модель «Истребитель» (два немного разных экземпляра)  Модели «Меченосец» и «Космическая птица»  Упрощенная модель планера братьев Райт Приложение 2 Сравнение дальности полета при выборке удачных попыток  Приложение 3 Сводная таблица сравнения аналогов и моделей самолетов
4.Список литературы. Антонов О.К., Патон Б.И. Планеры, самолеты. Наук. Думка, 1990. – 503 с. Большая книга экспериментов для школьников/ под ред. Антонеллы Мейяни. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2007. – 260 с. Бедина В.М. Оригами. Летающие, плавающие и движущиеся модели. Харьков, Белгород – Издательство «Клуб семейного досуга», 2011. – 320с. Кацаф А. м. Самолеты. – СПб.: «БКК», 2013. – 96с Микортумов Е.Б., Лебединский М.С. Авиамоделизм; Сборник статей. Пособие для руководителей авиамодельных кружков. – М. Учпедгиз, 1960. – 144 с. Никулин А. П. Сборник лучших моделей из бумаги (оригами). Искусство складывания из бумаги. – М.: Терра – Книжный клуб, 2005. - 68 с. Свищев Г.П.. Белов А.Ф. Авиация: энциклопедия. – М.: «Большая российская энциклопедия», 194. – 756 с. Сухаревская О.Н. Оригами для самых маленьких. – М.: Айрис Пресс, 2008. – 140 с. |
