Исследование длительности и дальности полета самолетов оригами

Аннотация

    Издавна человек хотел летать, как птица, парить в воздухе, как птица и глядеть на землю с высоты. Чтобы взлететь в небо, как птица, человек начал изучать полёт птиц. Чем дольше изучал человек как летают птицы, тем твёрже он приходил в выводу, что для полёта нужен большой, специальный, летательный аппарат.

       Данная  исследовательская работа позволяет  рассмотреть силы, действующие на авиамодели в полете. 

    В основу  исследования взято одно из направлений японского искусства оригами - аэрогами (от яп. «гами» - бумага и лат. «аэро» - воздух).

Цель работы:

·        Изучить принцип полета самолета – оригами;

·        Сконструировать самолеты, обладающие следующими характеристиками: максимальной дальностью и длительностью  полета.

Задачи:

·        Изучить историю авиации;

·        Изучить элементы древнего восточного искусства аэрогами;

·        Познакомиться с основами аэродинамики, технологии конструирования летательных аппаратов из бумаги;

·        Провести испытания сконструированных моделей.

Гипотеза:  летные характеристики самолета зависят от его формы.

          Многими столетиями полеты в небе оставались мечтой. Немецким ученым Отто были построены более 20 планеров.

         17 декабря 1903года братьями Уилбура и Орвилла Райт построили первый  настоящий самолёт « Флайнер». В России основателем науки о самолетах – аэродинамики является Н.Е. Жуковский.

Основные конструктивные части самолёта – крыло, фюзеляж, хвостовое оперение, силовая установка, шасси, различное оборудование.

Крыло самолёта сверху изогнуто сильнее, чем снизу. Во время полёта воздух обтекает его сверху быстрее. Поэтому давление воздуха над крылом меньше, чем под ним и именно это создаёт подъёмную силу и толкает крыло вверх.

Опыт № 1.

      Для того  чтобы модель летала нужно, чтобы она опиралась на воздух.       Придадим листу бумаги нужную форму и дунем на него сверху.

        Вывод:  Лист поднимается, так как над ним уменьшается давление, потому что поток воздуха ускоряется, обтекая выпуклую поверхность.

      Точно такой же процесс происходит на крыле самолётов и моделей самолётов. Сила, которая возникает на крыле, направлена вверх и называется подъёмной силой.

Опыт № 2.

Простой лист бумаги имеет слишком большую опорную поверхность, что не способствует правильному полету.

Опыт № 3

      Давление воздуха под крылом выше, поэтому оно толкает крыло вверх.

Самолеты я собирал путем складывания, из одного листа бумаги формата А4 с минимальным  использованием разрывов и разрезов, без использования вспомогательных материалов для скрепления.

После изучения различных печатных источников и информации сайтов Интернет я сконструировал 4 модели.

1 модель – «Мотылек» (рис. 8);

2 модель – «Ястреб» (рис.9);

3 модель – «Меченосец» (рис. 10);

4 модель – «Стрела» (рис. 11).

Опыт № 4.

Испытания

Для того чтобы достичь высоких результатов при запуске, необходимо овладеть правильной техникой броска.

·        Модель № 1   «Мотылек» - чемпион  по времени нахождения в воздухе;

·        Модель № 4 «Стрела» - чемпион  по дальности полета.

          Данные виды самолетов обладают большей подъемной силой, вследствие изменения формы крыла.

         Конструкции самолетов существенно различаются в зависимости от цели их постройки. К примеру, самолеты для полетов на большие дистанции по форме напоминают дротик (модель «Стрела») – они такие же узкие, длинные, жесткие, с ярко выраженным смещением центра тяжести к носу. Самолеты для максимально длительных полетов не отличаются жесткостью, зато имеют большой размах крыльев (модель «Мотылек»).

        В этой работе мы разобрались, как летают авиамодели свободного полёта, какие основные силы на них действуют в полёте.