Исследовательская работа. «Исследование летательных характеристик бумажных самолетов различных моделей».
презентация к уроку на тему

Содержание.

1.Введение………………………………………………………………..3

2.Теоретическая часть

2.1. История возникновения первого бумажного самолета…………..5

2.2.Методика конструирования бумажных самолетиков……………..7

3.Практическая часть

3.1. Наблюдение и опыт………………………………………………….9

3.2. Выводы………………………………………………………………11

4. Список литературы…………………………………………………...12

1.Введение.

        Я неоднократно посещал музей В.П.Чкалова и всегда когда видел самолеты, задавался вопросами:

 -Как должен быть устроен самолет, чтобы подняться высоко в небо?

 -Какую скорость может развивать самолет?

       У нас в школе, каждый год 2 февраля проходит мероприятие посвященное дню рождения В.П.Чкалову, где рассказывают о его героических подвигах, о его знаменитых моделях самолетов, а также проводят конкурс «Лети, модель!», где ученики представляют свои модели самолетов и запускают их в воздух. У меня была самая простая модель самолета, которая не требовала много времени. Когда я запустил свою модель самолета и она, к сожалению, пролетела всего лишь 3 метра, тогда я решил провести исследовательскую работу 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;
• Непосредственное наблюдение, экспериментирование;
• Создание экспериментальных пилотных моделей самолетов;

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

Задачи:

- Проанализировать информацию, полученную из первоисточников;

- Изучить элементы древнего восточного искусства аэрогами;

- Провести испытания сконструированных моделей;

- Выработать навыки правильного, результативного запуска моделей;

2. Теоретическая часть.

2.1.История появления первых бумажных самолетов.

  Вид оригами, японского искуства складывания из бумаги, который занимается бумажными самолётиками, называется аэрогами. Хотя никто не видел, когда точно крошечные самолётики впервые появились в небе, использование бумаги для создания игрушек появилось как минимум 2000 лет назад, тогда популярным видом развлечения в Китае были бумажные змеи.

   В эпоху возрождения, Леонардо Да Винчи соорудил модель аэроплана из пергамента. Позже, в 17-м веке, во Франции братьями Монгольфье была сделана модель воздушного шара из бумаги. Говорят, что изобретателем моделей планеров был Джон Кэли, который сделал самолётики изо льна, что бы запускать их в ручную в начале 18-го века.

   Поговаривали, что братья Райт ставили эксперементы с самолётиками из бумаги, 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", использовал бумажные самолёты, что бы понять идею настоящего полёта на самолёте.

А спортивные состязания по запусканию самолетиков из бумаги  проходят на мировом уровне. Придумал их британец Энди Чиплинг. Многие годы он с друзьями занимался созданием бумажных моделей и в конце-концов в 1989 году основал  Ассоциацию Бумажного Авиастроения. Именно он написал свод правил по запуску бумажных самолетов. 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).

2.2. Методика конструирования бумажных самолетиков.

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

        Сложить бумажный самолетик не так просто, как кажется. Действия должны быть уверенными и точными, сгибы – идеально прямыми и в нужных местах. Простые конструкции прощают ошибки, в сложной же пара неидеальных углов может завести процесс сборки в тупик. Кроме того, есть случаи, когда сгиб необходимо намеренно выполнить не очень точно.

Например, если на одном из последних шагов требуется сложить толстую многослойную конструкцию пополам, сгиб не получится, если не сделать поправку на толщину в самом начале складывания. Такие вещи не описываются в схемах, они приходят с опытом. А от симметрии и точной развесовки модели зависит, насколько хорошо она полетит.

Ключевой момент в «бумажной авиации» – расположение центра тяжести. Создавая различные конструкции, я предлагаю утяжелить нос самолета, разместив в нем больше бумаги, сформировать полноценные крылья, стабилизаторы, киль. Тогда бумажным самолетиком можно управлять, как настоящим.

Например, экспериментальным путём я выяснил, что скорость и траекторию полета можно корректировать, сгибая заднюю часть крыльев подобно настоящим закрылкам, слегка поворачивая бумажный киль. Такое управление лежит в основе «бумажной аэробатики».

Конструкции самолетов существенно различаются в зависимости от цели их постройки. 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. Самолеты для максимально длительных полетов не отличаются жесткостью, зато имеют большой размах крыльев, хорошо сбалансированы. 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.

3. Практическая часть.

3.1. Наблюдение и опыт.

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 решил начать с модели № 1, которую я назвал её «Мотылек». (Приложение 1).                                                

Собрав ее и подвергнув испытаниям, я был удивлен довольно низкой дальностью полета,  и слабой маневренностью. Я пробовал ее запускать под разными углами, с разной силой броска, все напрасно и мы с папой приняли решение внести в конструкцию изменения, в результате получилась модель  № 2 - «Жук» (Приложение 2).

 Аэродинамика улучшилась, но дальность полета была все же очень мала. И я решил,  собрать модель - схему, которой мы нашли на одном  Интернет - сайте, с заявлением, что эта модель – чемпион по дальности полета.

Собрав модель № 3  «Стрела» (Приложение 3). При испытании данной модели я получил максимальную дальность полета, во время третьего броска. Самолет улетел на дальность – 13м 60см.  Взяв модель за основу, доработав данную конструкцию (добавил ей пару малых крыльев), я добился максимальной дальности полета. И получил модель № 5 «Звезда» (Приложение 4).

Вопреки нашим ожиданиям, рекорда дальности она не поставила, но в воздухе держалась дольше всех, совершив при запуске  круга и продолжила лететь вперед.

В результате поэтапного изменения формы самолета  я получил две усовершенствованные модели, отличающиеся особыми летными характеристиками:

• Модель № 3  «Стрела» - чемпион  по дальности полета;
• Модель № 4 «Звезда» - чемпион  по времени нахождения в воздухе.

3.2.Вывод.

 Проделав серию опытов, проведя описанные выше эксперименты, я пришел к главному выводу, что летные характеристики самолета зависят от его формы.

В ходе испытаний Модель № 3 во время третьего броска показала максимальную дальность полета. Средний результат продемонстрировала модель № 2. Худшие показатели у модели № 1.

Модель № 4 «Звезда» оказалась самой долголетающей.

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.

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.