«Как люди научились летать».(Матвеев Глеб)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ

 ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
БАРВИХИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ШКОЛА

(143000, Московская область, Одинцовский район, п. Барвиха)

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«КАК ЛЮДИ НАУЧИЛИСЬ ЛЕТАТЬ»

Выполнил:

Матвеев Глеб Александрович, 4В класс

Московская область,

д. Подушкино,

ДПК Саминка, дом 7

Руководитель:

Иванова Светлана Николаевна,

учитель начальных классов.

п.Барвиха

2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение                                                                                3
2. Основная часть                                                                        5

2.1. Рожденный ползать летать не может                                        5

2.2. Как человечество училось? (Монгольфьер и Шарльер)                5

2.3. Кто будет первым?                                                                6

2.4. Как из зонта сделать парашют?                                                6

2.5. Мне бы в небо                                                                        7

2.6. Вокруг земного шара за 12 дней!                                                7

2.7.. Мы были первые!!!                                                                8

3.         Выводы                                                                                  9
4. Заключение                                                                        9
5. Список        используемой литературы                                                10

                     I.Введение

Актуальность изучаемой темы

       С давних времен людей волновал вопрос, почему птицы летают, как человеку научиться летать. Созданию летательных аппаратов посвятил Микеланджело, в древнеиндийской литературе описаны летательные аппараты – виманы. Имеются также упоминания летательных  аппаратов в русских сказках: ковёр – самолёт, ступа с Бабою Ягой. В настоящее время полет на самолёте стал обыденной повседневностью, но понимают, почему самолет летает и что необходимо, чтобы создать летательный аппарат, немногие. Моя работа посвящена изучению истории  возникновения летательных  аппаратов.

Проблема

Как же человек поднялся в небо?

Объектом исследования в данной работе выступает возможность возникновения летательных аппаратов.    

Предмет исследования: летательные аппараты.

Гипотеза:

Возможно, человек умеет летать...

Цель:

проследить весь процесс изобретения человеком возможностей для полетов.

Задачи:

1. изучить первые шаги человека для осуществления мечты, летать как птицы;
2. систематизировать историю и последовательность возникновения управляемых аппаратов (воздушные шары, дирижабли, самолеты);
3. сделать выводы по применению летательных аппаратов в настоящее время.

Методы работы:

Знакомство с материалами по изучаемой теме, их анализ.

Обобщение и систематизация всего материала.

Сбор информации из книг, журналов, газет, посещение музея.

Результат исследования.

Мы показали полную историю, как человечество стремилось осуществить вековечную мечту — полететь.

Этапы исследовательской работы:

        Июль 2014 года – посещение музеи космонавтики в Калуге. В этот момент пришла идея описания истории, как люди добрались до космоса. После этого начался подготовительный этап исследовательской работы. Вначале я послушал внимательно экскурсовода, который рассказал не только о космически аппаратах и о том, как человек оказался в космосе, но и какие были пройдены шаги, чтобы создать ракету. Я собрал всю необходимую информацию, сохранил ее в виде электронного документа в формате Word.

Август - Сентябрь 2014 – сбор литературы на тему космических и летательных аппаратов. Были выбраны и приобретены книги, касающиеся всех попыток человека летать. Таких книг оказалось немало, но они все рассказывают про историю развития отдельных летательных аппаратов. Мне необходимо же было построить все этапы развития способностей и возможностей человека летать.

        Октябрь – декабрь 2014 года – ознакомление (прочтение всей литературы) с историей полетов человека. Мы внимательно ознакомились с отобранной литературой, а также мы просмотрели много источников в интернете. Собралось значительное количество исторических событий.

Январь – февраль 2015 года – подборка рисунков на тему, обработка собственного фотоальбома с цифровыми фотографиями. Результатом работы на этом этапе была презентация.

Летом 2014 года я вместе с родителями был в музее космонавтики в Калуге. Обычно, моего внимания не хватает до конца экскурсии. Мне, конечно, интереснее покататься на каруселях, автомобилях, поиграть в компьютер. Но именно этот музей меня очень сильно поразил, и я внимательно слушал на протяжение экскурсии все, о чем говорил экскурсовод. Поэтому я решил изучить дополнительно, как же люди научились летать.

Каждого человека волнуют вопросы: почему мы не умеем летать самостоятельно, как летают птицы, почему самолет держится в воздухе, как ракета попадает в космос. Эти вопросы всегда интересны для нас. Мы решили получить ответ не некоторые из этих вопросов.

II.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1.Рожденный ползать летать не может.

 Человечество уже давно пыталось подняться в воздух с помощью искусственных средств. О мечте человека быть подобным птице говорит множество легенд. Одной из первых, дошедших до нас историй о летающем человеке, является легенда Древней Греции о Дедале и его сыне Икаре. Попав в плен царя Миноса на острове Крит, Дедал решает убежать по воздуху. Он собирает много перьев птиц и делает себе и своему сыну крылья, скрепив перья воском. Им удается улететь из плена, но позже Икар погибает, он не послушался отца и поднялся слишком высоко, воск расплавился от жаркого солнца и мальчик упал в море.

Часто в истории человечества возникла идея использования птиц для перемещения по воздуху. Англичанин Фрэнсис Годуэн в 1638 году написал фантастическую книгу «Человек на Луне», в которой главный герой воспользовался упряжкой лебедей для того, чтобы выбраться из плена. Было немало и практиков. До нас дошли сведения о первых «летчиках-испытателях». Эти герои придерживались позиции «меньше слов, больше дела». Поэтому они нацепляли на себя крылья и летели с крыш домов, холмов и башен. К сожалению, вопреки их ожиданиям, летели не вверх, а вниз. Можно только удивляться их решительности, чего бы им это не стоило, осуществить свою мечту.

2.2. Как человечество училось?

 Первый успех достигли в 18 веке. Необходимо было понять, что может поднять шар в воздух? В средние века возникло две подъемные силы аэростата: горячий воздух и водород (открыли в 1766 году). Этот газ в 14 раз легче воздуха! Но еще надо было найти подходящий материал для самого шара. Все существующие на тот момент ткани были очень тяжелыми или же не могли удерживать газ.

Братья Монгольфье не имели знаний о свойствах газов, но были большими энтузиастами. Несколько их первых попыток не были успешными, они пытались использовать пар и дым. Братья использовали идею горячего воздуха. Первый воздушный шар был небольшим – около кубического метра в объеме. Он сумел подняться на высоту 300 метров. Второй шар изобретатели сделали 11 м в диаметре и 600 куб. м объема. Оболочкой служил шелк, обклеенный изнутри бумагой. Внизу шара размещалась жаровня. 05.06.1783 г. братья Монгольфье в присутствии множества зрителей запустили свой аэростат. Горячий воздух смог поднять шар на высоту 2.000 м. Представьте, как радовались братья, а вместе с ними и вся Франция. Путь в небо открыт! С того момента прогресс рванул вперед.

Еще один француз Жак Шарль запускал шар. Он начал активную разработку своего водородного шара. Ему надо было решить две проблемы: приготовить материал для оболочки, добыть водород (он был очень дорогой и был в наличии только в специальных лабораториях). При помощи братьев Роберов (они были механиками) он изготовил шар диаметром 3,6 метра из пропитанного каучуком шелка. Шарль придумал получать водород таким образом: на металлические опилки, политые водой, выливалась серная кислота. Происходила реакция, вследствие которой получался водород. Для очищения газа от испарений воды с кислотой (она разъедала оболочку шара), полученный газ пропускали через сосуд с холодной водой. Воду использовали также, чтобы охлаждать бочку, потому что она очень сильно нагревалась. За первый день успели наполнить оболочку лишь на одну треть. Но и эта работа пропала даром, так как на ночь по ошибке оставили кран открытым. Пришлось работать еще три дня. Полтонны железных опилок и свыше 200 кг серной кислоты было затрачено на то, чтобы поднять всего 9 кг. К 26 августа наполнение газом было закончено.

И вот 27 августа 1783 года изобретатель запустил на Марсовом поле свой первый воздушный шар, который потом назвали шарльером. Он взлетел и исчез за облаками. На высоте около километра газ начал расширяться, и оболочка лопнула, шар упал в деревне за Парижем. Пока Шарль прибыл на место, то увидел, что от его шара ничего не осталось. Люди в этой деревне очень испугались, увидев упавшее на них с неба чудище, которое шевелилось. Поэтому разорвали его вилами и цепями, так погиб первый шар.

2.3.Кто будет первым?

Возможность полета была доказана. Оставалось выяснить, насколько это безопасно для человека. В то время считали, что любое живое существо, поднявшееся даже на небольшую высоту, непременно задохнется. Поэтому сначала в воздух поднялись баран, петух и утки. Они опустились на землю и не пострадали. 21 ноября 1783 года в воздух поднялся монгольфьер с экипажем (2 человека).

Прошел всего год и смельчак Жан Пьер перелетел Ла-Манш в качестве почтальона. Он впервые в истории перевез авиапочту. Пролив Ла-Манш, разделяющий Англию и Францию, неширок, около 4 десятков километров. Однако перелет через него всколыхнул мир. В 1862 году воздушный шар уже покорил высоту 8 км. Затем была пересечена Европа, организован воздушный туризм по Америке.

2.4.Как из зонта сделать парашют?

 Парижский физик Ленорман решил изучить возможность использования идеи удержания в воздухе для спуска человека на землю, причем добивался мягкой посадки. Для первого испытания он взял два больших дождевых зонта диаметром около 75 см и соединил в них шнурами концы спиц с рукоятками. Держа по зонту в каждой руке, он прыгнул с крыши одноэтажного дома и коснулся земли мягко, без значительного толчка. Чтобы определить, какой должен быть размер зонтика для спуска с больших высот, испытатель опускал на зонтах различных животных. Так опытным путем он понял, что для спуска человека весом около 100 кг, зонтичная поверхность должна быть 4,5м. Затем Ленорман построил специальный зонтик для спуска человека с высоты, впервые назвав такой снаряд парашютом.

2.5.Мне бы в небо!

Шары не отвечали главной цели воздухоплавания – служить средством сообщения. Поэтому XIX и XX века удивили человечество дирижаблями, которые были уже управляемыми. Попытки управлять аэростатом с помощью весел, парусов (как для кораблей) успеха не принесли. Француз Анри Жиффару впервые поднял в воздух дирижабль 24 сентября 1852 года Он был оснащен паровым двигателем мощностью 3 л. с. и развивал скорость 10 км/ч. В первом полете не удалось вернуться к месту старта, сила ветра превышала скромные возможности двигателя.

Развитие дирижаблей шло по трем конструктивным направлениям: мягкие, полужесткие и жесткие. В дирижаблях мягкой схемы корпусом служит оболочка, выполненная из ткани с малой газопроницаемостью. Наиболее удачной попыткой создания такой конструкции принадлежит немецкому майору Парсевалю. Его дирижабль поднялся в воздух 26 мая 1906 года, поэтому их называют «парсевалями».

2.6.Вокруг земного шара за 12 дней!

Жесткие дирижабли представляют собой металлический каркас, на который натянута ткань. Такой дирижабль изобрел граф фон Цеппелин. В качестве подъемного газа использовался водород, а снизу к днищу крепилась гондола управления и гондола с моторами. Каркас делали из алюминия. Граф сразу решил, что его детище должно держаться в воздухе много часов, иметь большую грузоподъемность и быть надежным. При создании дирижабля Цеппелин изучил опыт мирового дирижаблестроения, включая и российский. В начале 1890 года помощник графа молодой инженер Кобер приезжал в Петербург и изучал труды К. Циолковского. В 1894 году был готов проект первого жесткого дирижабля. Когда его изучили эксперты, они назвали дирижабль «чудовищем», а изобретателя сумасшедшим. Первый дирижабль был медленным и неуклюжим. В движение его приводили 2 двигателя мощностью по 16 л. с. Он мог перевозить только 5 человек команды и запас топлива на 10 часов полета. В 1910 году осуществлялись регулярные полеты четырех дирижаблей внутри Германии, были построены огромные ангары и причальные мачты. С 1909 по 1914 год происходило совершенствование аппарата, двигатели разрабатывал инженер Мейбах.

В 1928 году компания реализовала самый большой проект, построен легендарный дирижабль «LZ-127 Граф Цеппелин», который с 3 посадками за 12 дней облетел вокруг земного шара. С 1931 г. этот аппарат стал совершать регулярные перелеты по маршруту Боденское озеро – Нью-Йорк – Рио-де-Жанейро. Скорость при этом достигала 109 км/ч, летал дирижабль на высоте 244 м, океан пересекал менее чем за 2 дня. В средней секции дирижабля находилась пассажирская кабина (24 пассажира) и комната отдыха, был ресторан, в котором даже стоял рояль, сделанный из алюминия.

В 1937 году новая версия под названием «Гинденбург» состояла из 25 двухместных кают, в каждой из которых был умывальник, можно было даже принять душ. На верхней палубе были каюты команды, кухня с электроплитой и огромным холодильником. Все детали интерьера были из пластика (это было неожиданно для тех лет!). Цена за полет была невероятная – билет в одну сторону стоил примерно 15.000 долларов США. 6 мая 1937 года произошла катастрофа: на высоте 70 м от земли дирижабль взорвался.

Возобновили производство Цеппелинов в только в 1997 году. Теперь уже используется менее опасный газ – гелий, он в 7 раз легче воздуха, разработаны и новые оболочки для дирижабля. Современные дирижабли могут быть востребованы для транспортировки грузов, в том числе нестандартных и необычных форм. Для России это особенно актуально, так как у нас есть множество территорий, куда крайне проблематично осуществлять доставку грузов сухопутным путем.

В России также пытаются восстановить дирижаблестроение. В начале 90-х годов в городе Долгопрудный начали разработку экспериментального полумягкого дирижабля «2ДП» с грузоподъемностью около 3 тонн. На выставке МАКС-2005 были представлены некоторые уже построенные российские дирижабли. Например, «Ау-12М» может летать на высоте 1500 м, развивает скорость до 90 км/ч, в воздухе может находиться до 6 часов, дальность полета – 350 км. Есть варианты дирижаблей, которые совершать автономные полеты до 1 месяца, непрерывно выдерживая ветер силой до 12 баллов (около 33 м/с).

Хоть и считается, что дирижабли – устаревший вид транспорта, в наши дни они помогают метеослужбам, геологам, нефтяникам. Их можно использовать как альтернативу очень дорогим спутникам на низкой орбите – от 10 до 20 км над землей. Разрабатываются и уже осуществляются проекты применения дирижаблей на других планетах. Феликс Дубинин выдвинул в черновом варианте идею исследования с помощью специальных аппаратов на Венере.

2.7.Мы были первыми!!!

 Космонавтика как наука сформировалась в середине XX века. Начало истории космонавтики положила фантазия. На чем только не летали герои сказок и легенд: на летучих мышах и коньке-горбунке, на коврах-самолетах и волшебных стрелах. Космическая эра была открыта более 50 лет назад. 4 октября 1957 года в нашей стране был запущен первый искусственный спутник Земли. Он представляет собой шар диаметром 58 см и весил 86 кг, был снабжен четырьмя антеннами, работающими от батареек. Ракетой-носителем была Р-7. Американцы произвели удачный запуск спутника только 31 января 1958 года.

12 апреля 1961 года в 9 часов 7 минут по московскому времени с космодрома Байконур в Казахстане стартовал космический корабль «Восток», на борту которого находился человек. Обогнув Землю, корабль приземлился под Саратовом. Первым в мире космонавтом стал Юрий Гагарин. На высоте 300 км «Восток» вышел на орбиту, он мчался вокруг Земли со скоростью 28 тысяч километров в час. Полет продолжался 108 минут. Корабль совершил полный виток вокруг земли.

Полеты человека в космос начались. Человек полетел! Это только самое начало полетов, об этом можно отдельно и долго еще рассказывать. Возможно, мы займемся этим в наших дальнейших проектах.

Заключение

          Вот и познакомились мы с тем, как люди научились летать. Мы увидели, как разум, упорство и знание человека помогли ему преодолеть самые невероятные препятствия на пути в небо. Человек полетел!

          Как видите, эта тема очень интересная и увлекательная. Она требует еще больше времени на изучение, анализ и представление информации. Я не мог рассказать в деталях все про летательные аппараты, но мы попытались построить хронологический ряд. Теперь можно увидеть, что за чем было изобретено. Я уверен, что у каждого из нас есть возможность воплотить свою мечту или идею в жизнь. Мы с вами можем быть не обязательно летчиками или конструкторами. Любая профессия может привести к изобретениям. А радость от того, что твое изобретение кому-то пригодилось, разве не заставляет вас летать от счастья?

III. Выводы:

Итак, передо мной стояла цель, изучить историю возникновения летательных аппаратов, которые в настоящее время используются для освоения космоса. Путь создания этих аппаратов очень длинный. Он начался с попыток мечтать, потом пытаться использовать крылья, как у птиц. Затем люди понемногу начали использовать более подходящие аппараты, были изобретены монгольфьеры и шарльеры. Ими нельзя было управлять, они двигались вместе с воздухом. Это заставило людей изобрести двигатель, рули управления, навигационные приборы. Так в воздух подняли дирижабли и самолеты. И, конечно, самый большой шаг люди сделали, когда изобрели ракеты.

V.Список        используемой литературы:

1. Земля и Вселенная. – М.: Махаон, 2010. – 304с.
2. Открытия и изобретения. – М.: Махаон, 2012. – 47с.
3. Малов В. Русские ученые и изобретатели. – М. Махаон, 2012. – 125с.
4. Цветков В.И. Звездное небо. Галактики, созвездия, метеориты. М. Эксмо. 2013. – 64с.
5. Энциклопедия школьника. Космос. – М. Махаон, 2012. – 95с.
6. Морван И. и О. Вселенная. Занимательные детские энциклопедии. М. Махаон, 2012. – 32с.
7. Космос; пер. с англ. – М.: Эксмо, 2013. – 64с.
8. Никольский М.В. Техника. – М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2013. – 96с.
9. Петрановская Л.В. Звездное небо. М.: ЗАО «ОЛМА Медиа групп», 2013. 127с.
10. Петров Г.Ф., Российский императорский воздушный флот в фотографиях начала XX века. Альбом. – СПб.: ЛИКИ РОССИИ, 2011. – 264с.
11. Спарроу, Джайлс, История космических полетов. Люди, события, триумфы, катастрофы. М.: ЗАО «БММ», 2010. – 320с.
12. Книжка для мальчишек. Энциклопедия. М.: ООО «АА-Пресс», 2008. –
13. Вейгелин К.Е., Очерки по истории летного дела, - Государственное издательство оборонной промышленности, 1940. – 474с.
14. Никитин Ю.Ф., Полеты богов и людей, М. :Вече, 2008. – 200с.
15. Вассерманн, первый полет на луну: интересные факты
16. http://nebo.dp.ua/
17. http://ru.wikipedia.org/
18. http://www.forsfortuna.com
19. http://fizportal.ru/aircraft