Изготовление крыла авиационной модели класса «воздушный бой»
методическая разработка по теме

Отдел образования управления образования, культуры, молодежной политики и спорта  администрации Красненского района

Белгородской области

Муниципальное образовательное учреждение  дополнительного образования детей Дом детского творчества с. Красное  Красненского района

Белгородской области

 Изготовление крыла авиационной модели класса «воздушный бой»

(Методические рекомендации)

                                                                  Педагог дополнительного образования  

                                            Дома детского творчества

                                                             Берестов Александр Михайлович

                                                 с. Красное,  ул. Подгорная, 2

с. Красное  - 2009 г.

План

I Пояснительная записка……………………………………………………..с.3-4

II Введение…………………………………………………………………….с.5-6

III Алгоритм изготовления крыла авиационной модели класса «воздушный

    бой»………………………………………………………………………...с.7-11

    3.1. Теоретическая часть

    3.2. Практическая часть

    3.3. Испытание модели в полете

IV Результативность применения методических рекомендаций……….с.12-14

V Заключение…………………………………………………………………..с.15

VI Список литературы…………………………………………………………с.16

VII  Приложения……………………………………………………………с.17-24

VIII Словарь терминов………………………………………………………..с.25

Пояснительная  записка

         В настоящее время, в связи с развитием в стране новых социально-экономических отношений, научно-техническое творчество учащихся приобретает особую значимость. Известно, что благосостояние членов общества напрямую зависит от уровня развития реального сектора экономики, а его рост могут обеспечить только технически грамотные, высококлассные специалисты различных производственных отраслей.

         Авиация – это всегда самые современные технологии и конструкционные материалы, в ней сочетается красота и прочность конструкции при минимальном весе. И первая ступень к авиации – авиационное моделирование. Оно дает возможность не только познакомиться с современной техникой, но и по настоящему полюбить авиацию. Помогает решить вопрос о выборе своей будущей профессии.

        Авиамоделирование связано с такими изучаемыми  в школе предметами как: геометрия, математика, физика, основы безопасности жизнедеятельности, которые необходимы в современной жизни.

        Техническое  творчество вообще, и авиамоделирование в особенности, неотделимо от военно-патриотического и духовно-нравственного воспитания молодежи.

        На занятиях объединения технической направленности ребята знакомятся с историей отечественной авиации и космонавтики, традициями русской и российской  гражданской и военной авиации.

        Применение рекомендаций на занятиях авиамодельных кружков и объединений в сфере дополнительного образования позволит углубить практические навыки по обработке конструкционных материалов и приобрести основные навыки по расчету и конструированию авиационных  моделей класса «воздушный бой».      

       Методические рекомендации рассчитаны на воспитанников в возрасте от 13 до 17 лет. В процессе реализации методических рекомендаций возможно использование таких методов как: исследовательский, частично-поисковый, проблемного изучения.  Методические рекомендации предусматривают углубление  воспитанниками основных знаний и умений:

- о теории и практики конструирования авиационных моделей;

- о правилах техники безопасности при работе в школьной мастерской;

- о правилах техники электробезопасности при работе с электроинструментами;

- о принципе работы и устройстве авиационных двигателей внутреннего сгорания;

- понятия о работе воздушного винта;

- практические навыки по обработке конструкционных материалов;

- оказание первой медицинской помощи;

- правила поведения при проведении соревнований по «воздушному бою».

         Развитие творческой инициативы, самодеятельности, социальной активности профессиональной ориентации – основное направление в совместной деятельности педагога и воспитанников.  

Введение

         Захватывающее зрелище – «воздушный бой», поэтому не удивительно, что приходящие в кружок мальчишки хотят строить именно «бойцовки», и как можно скорее.

        Целью разработки методических рекомендаций является на уровне педагога дополнительного образования совершенствование работы; на уровне обучающегося формирование интереса к моделированию.

 В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

- создать мультимедийный проект, сопровождающий изготовление крыла авиационной модели;

- научить целенаправленно применять имеющиеся и полученные знания и практические навыки в разработке и изготовлении модели;

- воспитать гражданские качества личности: патриотизм, оптимизм, чувство долга;

- способствовать развитию изобретательности, конструкторского мышления, выдумки и смекалки.

      Актуальность данной методической разработки проявляется  в применении современных технологий  на занятиях авиамоделизмом, оказании помощи школе и родителям в воспитании ребенка, способного принимать решения и отвечать за них; создании условий для удовлетворения потребностей ребенка в техническом развитии, самовыражении и самоутверждении в честной спортивной борьбе.  Это достигается развитием у обучающихся творческой инициативы, технического мышления, изобретательности, постоянным знакомством  с новейшими достижениями в области авиамодельного спорта и технического совершенствования моделей.  

         В ходе занятий даются теоретические знания и прививаются практические умения в использовании сложного инструмента и станков, устройств и систем управления моделями. Спортсмены готовятся к соревнованиям, показательным выступлениям, конкурсам и выставкам.

        В данных рекомендациях  раскрыта методика организации и проведения занятий по изготовлению авиационной модели класса «воздушный бой».

         Рассмотрим вопросы, связанные с подготовкой и проведением занятий. С организационной точки зрения занятия делятся по своей структуре на три этапа: 1 этап – теоретическая часть

           2 этап – практическая часть

           3 этап – испытание модели в полете

Алгоритм изготовления крыла авиационной модели

класса «воздушный бой»

3.1. Теоретическая часть

1.1.Выбор и обоснование схемы модели

         Описания  схем моделей «бойцовок» рассматриваются в различной методической литературе, журналах «Моделист-конструктор», «Дополнительное образование», «Мир техники для детей».  Кроме этого, целесообразно использование собственного опыта постройки моделей этого класса. В частности, при построении модели применены чертежи, опубликованные в журналах №1, №11 за 1993 год (Приложение 1,2). Проанализировав материалы, педагог обращает внимание на положительные аспекты выбранной схемы и на существенные недостатки в ней.

         При выборе схемы остановились на отработанной, устоявшейся схеме: пенопластовый лобик и наборная задняя часть «летающего крыла». Ее достоинства - обеспечение высокой прочности и живучести модели, малая масса, технологичность работ - привлекательны для спортсменов всех уровней.

3.2. Практическая часть                          

2.1. Подбор материалов, инструментов, оборудования

        Для изготовления модели используются:

- липовые заготовки для центральной нервюры;

- сосновые рейки (3х10 мм) для лонжеронов и задней кромки (6х6 мм);

- бальзовый шпон толщиной 4 мм для изготовления нервюр и боковых законцовок.

Все соединения деталей и узлов модели выполняются с использованием клея ПВА «Столяр»

 2.2.Подготовка стапеля малой авиации

        Для стапеля малой авиации использовалась древесно-стружечная плита (ДСП) размером 120 х 50 см. После подготовки плиты на нее наклеивается чертеж модели в натуральную величину.    Для изготовления чертежа модели используется чертежная бумага, карандаши, линейки и фломастеры

2.3. Вырезание нервюр крыла по шаблонам

        Шаблоны целесообразно изготавливать из строительной фанеры толщиной 5 мм. Нервюры крыла изготавливаются из бальзы толщиной 4 мм. В начале производится разметка бальзового шпона, затем нарезаются пластины требуемого размера, производится соединение пластин в пакет между шаблонами и механическая обработка пакета пластин.

2.4. Изготовление передней и задней  кромок, лонжеронов

          Передняя кромка выполняется из упаковочного мелкозернистого пенопласта с помощью терморезака по специальным металлическим профильным шаблонам. Задняя кромка монтируется из сосновых реек сечением 6 х 6 мм, соединенных под углом 1430 с помощью соснового «уголка», а после обработки прямого участка длиной около 55 мм  весь узел усиливается обвязкой- нитью СВМ с одновременной установкой под нить трубки с внутренним диаметром 2 мм. Последняя служит для удержания оси подвески руля высоты из проволоки ОВС диаметром 2 мм, длиной около 100 мм (велосипедная спица).

2.5. Сборка крыла

         Собранную кромку монтируют на нервюрах силовой части крыла и одновременно вклеивают бальзовые законцовки. Затем ставят оставшиеся промежуточные нервюры. Стыки с задней кромкой усиливаются бальзовыми уголками. В зоне правой законцовки размещается груз массой 20 грамм.

          После сборки крыла и изготовления высоты, все деревянные части модели покрываются мебельным лаком марки НЦ в два слоя.

2.6. Изготовление топливного бака  

          Топливный бак паяется из луженой жести с обычной схемой проводки трубок дренажа, заправки и питания. Контейнер для бака из бальзовых пластин размещается за лобиком; место вывода топливного шланга заклеивается фанерным шпоном.

2.7. Изготовление и монтаж на модели системы управления: «качалки» и «кабанчика»

         «Качалка» управления капроновая (можно использовать листовой алюминий толщиной 2,5 мм), длина ее плеч 60 и 10 мм. Осью ее вращения является болт М3 длиной 60 мм. На «качалке» смонтированы карабины для корд, выгнутые из проволоки ОВС диаметром 1 мм. Велосипедная стальная спица диаметром 2,5 мм служит тягой связи с рулем высоты. Руль высоты бальзовый, по центру оклеивается фанерным шпоном. Капроновый (алюминиевый) «кабанчик» ставится на винтах М3. Разборный узел подвески позволяет при необходимости быстро заменить поломанный руль.

2.8. Монтаж на модели двигателя

          Дюралюминиевые детали моторамы привинчиваются к центральной нервюре на винтах М3, причем один из винтов несет карабин для зацепки ленты (Приложение 3).

2.9. Обтяжка модели лавсановой пленкой

           Обтяжка модели лавсановой пленкой ведется по известной среди моделистов технологии: в начале пленка приклеивается клеем («Момент», БФ-2) ко всем силовым элементам каркаса крыла, а затем с помощью горячего утюга производится натяжка (термоусадка) пленки.

3.3. Испытание модели в полете

          Испытания модели в полете направлены на выяснение правильности сборки всех узлов в целом. Перед полетом определяется центр тяжести модели. Он должен располагаться на расстоянии 15-20% длины хорды крыла от передней кромки. Длину корды для первых полетов выбирают 12-15 м. Совершать полеты желательно при скорости ветра не более 1-2 м/с. Во время полета рука должна быть расслаблена, а пилоту необходимо постоянно уяснять реакцию модели на отклонение ручки управления. Рука пилота должна быть вытянута и составлять с кордой прямую линию.

3.1. Запуск, регулировка и обкатка двигателя

          Новым двигателям требуется горячая обкатка. Для двигателей с рабочей парой поршень-гильза АВС (материал рабочей пары: алюминий, латунь, хром) требуется время обкатки около 30 минут. Обкатка производится на испытательном стенде при установки двигателя на соответствующим образом вырезанную доску. Испытательный стенд или доска должен быть надежно закреплены.

          Двигатель для авиационной модели необходимо обкатывать для того, чтобы внутренние поверхности рабочих деталей «притерлись» друг к другу. Хорошо и правильно обкатанный двигатель развивает максимальную мощность и обороты на валу, вследствие чего достигается высокая скорость и, как правило, победа в «бою».

          При обкатки двигателя нужно соблюдать меры предосторожности, которые способствуют надежной и долгой работы модели самолета и указания по эксплуатации  после обкатки двигателя. (Приложение 4)

Категорически запрещается закреплять двигатель в тисках.

           Чтобы запустить  двигатель необходимо:

- установить и закрепить воздушный винт так, чтобы при вращении против часовой стрелки он слегка наклонялся вправо при начале фазы сжатия (начинает расти усиление поворота винта);

- закрыть входное отверстие карбюратора кончиком пальца и несколько раз провернуть вал двигателя; затем открыть входное отверстие карбюратора, еще несколько раз провернуть вал двигателя; подается напряжение на свечу зажигания (1,5 -2 В) и двигатель заводится резким рывком за лопасть воздушного винта в направлении против часовой стрелки или используя электростартер;

- использовать толстые перчатки, чтобы избежать травмы рук.        

3.2. Изучение приемов пилотирования моделей класса  «воздушный бой»

          Приемы пилотирования авиационных моделей класса «воздушный бой» имеют характерные особенности. Ввиду того, что в воздухе находятся две модели, велика вероятность их столкновения. Только хорошо освоив технику пилотирования, воспитанник может рассчитывать на победу в «бою» и успешное выступление в соревнованиях любого ранга. (Приложение 5)

Результативность применения методических рекомендаций

        Для оценки результативности данной методической разработки проводилось анкетирование и социологический опрос среди обучающихся.

        По результатам анкетирования «Как вы относитесь к занятиям в авиамодельном объединении?» выяснилось, что

        Данная разработка поможет правильно определить содержание работы авиамодельного кружка, решить ряд методических вопросов в организации коллективного творчества обучаемых и будет способствовать улучшению работы по развитию технического творчества и воспитанию гармонично развитого молодого человека.

        Проведенный анализ образовательной деятельности в авиамодельном объединении выявил положительные результаты в применении методических рекомендаций по данному направлению творчества.

Количественный состав обучающихся авиамодельного объединения «Чкаловец»

          Анализ наполняемости авиамодельного кружка «Чкаловец» Дома детского творчества по количественному и качественному уровню обучающихся позволяет сделать вывод об увеличении занимающихся в объединении, о преобладании мальчиков и стабильном посещении девочек.

         Интерес мальчишек к занятиям в авиамодельном кружке выше, чем у девочек. Это объясняется рядом причин: история авиации и космонавтики неразрывно связана с мужскими именами; уважение ребят к  героическим подвигам  летчиков во время Великой Отечественной войны; руководителем кружка является мужчина, воин запаса Вооруженных сил России, а в этом возрасте, учитывая психологию, мальчики тянутся к сильному полу, видя в нем авторитет.

         Количество посещающих объединения технической направленности  напрямую зависит от качественного проведения занятий, систематического участия кружковцев в областных соревнованиях, районных конкурсах. Призовые места, завоеванные обучающимися  служат существенным стимулом для посещения авиамодельного объединения.

Динамика участия воспитанников авиамодельного объединения «Чкаловец» в областных соревнованиях

1. учебный год

количество обучаемых – 20 человек

25 %

20 %

10 %

25 %

20 %

1. учебный год

количество обучаемых – 40 человек

30 %

12,5 %

10 %

47,5 %

          Анализ участия воспитанников авиамодельного объединения «Чкаловец» в областных соревнованиях  показал следующие причины снижения количества  участия воспитанников в региональных конкурсах:

- увеличение числа воспитанников объединения;

- предоставление только одной команды от района для участия в конкурсе;

- не достаточное количество денежных средств для поездок на областные соревнования.

Заключение

          В предложенных методических рекомендациях рассмотрен опыт постройки авиационных моделей класса «воздушный бой». При выборе вариантов мы остановились на отработанной схеме: пенопластовый лобик и наборная задняя кромка крыла. Для уменьшения веса модели использовали бальзовый шпон (нервюры, руль высоты, боковые законцовки). Средний вес, построенных по такой технологии модели, находился в пределах 340-360 грамм. Испытание моделей показали высокую скорость, хорошую маневренность и управляемость. Данные методические рекомендации составлены с учетом возраста и спортивной квалификации спортсменов. Воспитанники среднего уровня подготовки (13-15 лет) умело управляют такими моделями на соревнованиях и добиваются хороших спортивных результатов.

         В целом, материал методических рекомендаций, используемый на практике, подтвердил его необходимость, успешную реализацию целей и задач, достижение практических результатов.

         Методические рекомендации «Изготовление крыла авиационной модели класса «воздушный бой»» могут использоваться педагогами технической направленности в процессе обучения детей в системе дополнительного образования. Они позволят решить основные задачи в области образования, воспитания, развития личности. Средствами технического творчества совершенствуется содержание обучения и воспитания подрастающего поколения.

        Успешное освоение во время занятий  технических умений и навыков, знаний об авиамоделировании, позволило ребятам сделать свой выбор: заинтересовавшись авиамоделизмом или отдав предпочтение конструированию.

Список литературы

1. Биселев Б.А. Модели воздушного боя. - Москва, ДОСААФ – 1981 г.

2. Гаевский О.А. Авиамоделирование. - Москва, ДОСААФ, 1970 г.

3. Дузь П.Д. История воздухоплавания и авиации в России. -  Москва. Машиностроение, 1981 г.

4. Ермаков А. Авиамодельный спорт. -  Москва, ДОСААФ, 1979 г.

5. Костенко В.И., Микиртумов Э.Б. Летающие модели. - Москва. Молодая гвардия, 1954 г.

6. Роликов В.С. Строим летающие модели. – Москва. Патриот, 1990 г.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Меры предосторожности при запуске двигателя

- категорически запрещается вставлять в окно гильзы любые предметы для фиксации поршня и затяжки гайки крепления винта;

- нельзя допускать попадания компонентов топливной смеси на поверхность кожи, слизистых оболочек глаз, носа и рта; в случае, если это произошло, необходимо промыть эти места большим количеством чистой холодной воды;

- запуск производить только на открытом воздухе или в помещении с соответствующей вытяжной вентиляцией;

- ни в коем случае не касаться вращающегося воздушного винта во избежании тяжелых травм.

Указания по эксплуатации двигателя после обкатки двигателя

- перед каждым запуском двигателя необходимо проверить надежность крепления его на модели, соединений трубопроводов и затяжки гайки воздушного винта;

- топливо использовать на основе метилового спирта (в крайнем случае - на основе этилового спирта);

- для отворачивания крепежных винтов использовать только исправный, качественный инструмент и все операции производить «мягко», без рывков;

- для чистоты всасываемого воздуха при высокой запыленности использовать воздушные фильтры;

- при попадании посторонних твердых предметов внутрь двигателя, его нельзя проворачивать за вал предварительно не промыв.

Приложение 5

Изучение приемов пилотирования моделей класса  «воздушный бой»

      1. Определение соревнований моделей «воздушного боя»

Соревнования моделей «воздушного боя» происходят, когда две модели летают в одном и том же кругу в течение определенного времени. Целью полетов является срезание бумажной ленты, прикрепленной в вертикальной плоскости продольной оси модели соперника. Очки присуждаются за каждый сделанный отруб ленты и время полета модели. Пилот, который зарегистрирован и известен как участник соревнований, может использовать максимум 2-х механиков в каждом бою. В течение «воздушного боя», пилот и его механики должны носить защитные шлемы с застегнутыми ремешками.

      2. Контрольно-техническая проверка

Длина корд должна быть 15,92 +0,04 м. Она измеряется от внутренней стороны захвата ручки управления до продольной оси модели. В системе управления должны использоваться две многожильные кордовые нити с минимальным диаметром 0,385 мм (без минусового допуска). Ручка управления и корды не должны иметь свободных концов, которые могли бы запутать корд противника. Не допускается наличие связок, спаек и прочих соединений по всей длине корд, кроме соединений с ручкой и моделью. Перед каждым «боем» комплект корд, подлежащий использованию, должен быть проверен на длину и диаметр. Ручка управления, корды и модель в сборе, используемые в «бою», должны быть подвергнуты нагрузке на натяжение, равной 150 Ньютонам.

        3. Методика проведения старта

Как только начальник старта убедился, что оба экипажа заняли стартовые позиции и получили ленты у членов жюри, он объявляет  о минутной готовности до начала периода прогрева двигателей. Двигатель запускается вращением пропеллера рукой. Первый сигнал, подаваемый начальником старта, «Внимание, 60 секунд!», означает начало 60-ти секундного периода, когда механик или пилот могут запускать, прогревать и регулировать свои двигатели. Сигнал о начале 60-ти секундного периода подается сразу же по истечении минуты подготовительного времени.

          Второй сигнал подается начальником старта через 50 секунд после первого: «Внимание, 10….4,3,2,1, старт!», означает начало периода отсчета времени «Боя», после которого модели могут быть выпущены. Сигнал «старт» сопровождается отмашкой флага. С момента подачи начальником старта, «воздушный бой» продолжается в течение четырех минут, во время которого все команды подает центр-маршал. После того, как центр-маршал убедился в том, что каждая модель пролетела два круга горизонтально против часовой стрелки, и они разделены приблизительно на пол круга, а ленты обеих моделей полностью распущены, он подает сигнал «начало боя», по которому можно начать «бой».

         4. Поведение экипажей

Во время полета модели пилот должен находиться в пределах центрального круга, за исключением момента выпуска его модели механиком. В течение «боя» за каждым экипажем наблюдает специально назначенный член жюри, в дополнение к центр-маршалу, чтобы обеспечить честное ведение «боя» в соответствии с правилами.

           5. Нарушения (штрафы) 

Участник соревнований получает штрафные очки если:

- модель выпускается до подачи сигнала «старт»;

- пилот ненамеренно покидает центральный круг, когда его модель в воздухе;

- механики входят в полетный круг под косым углом или срезают полетный круг, чтобы достать уставшую модель.

           6. Аннулирование полета   

Участник снимается с «боя», а его соперник объявляется победителем, если:

- он умышленно атакует ленту модели соперника до начала сигнала центр-маршалом «начало боя»;

- модель не оказалась в воздухе в течение 2-х минут после подачи сигнала «старт»;

- мешает своему сопернику или принуждает его покинуть центральный круг;

- умышленно опасно пилотирует;

- оставляет в центральном круге корды или любую из его моделей, которая в этот момент не в полете;

- экипаж не вышел на старт в течение одной минуты после вызова его на старт;

- пилот или механик снял защитный шлем или у них расстегнуты ремешки шлема до окончания «боя».

Словарь терминов

Бальза – редкая порода древесины, в сухом виде чрезвычайно мягкая и  легкая, которая просто и легко обрабатывается. При одной и той же массе конструкция из бальзы более жесткая, чем из липы или сосны.

Законцовки – боковые элементы крыла авиамодели.

Качалка – деталь управления модели, передает усилия от тросиков управления (корд) на руль высоты.

Кабанчик – деталь управления модели, которая крепится на руле высоты и воспринимает усилия от тяги управления, закрепленной на качалке.

Киль – вертикальная неподвижная поверхность, выполняющая роль стабилизатора только относительно вертикальной оси.

Корды – металлические тросики, толщиной 0,3 мм, служащие для управления моделью в полете.

Лонжерон – продольный (верхний или нижний) элемент силового каркаса крыла.

Моторама – устройство для крепления двигателя на модели.

Нервюра – поперечный элемент силового каркаса крыла.

Стабилизатор – элемент хвостового «оперения» модели, обеспечивающий продольную устойчивость в полете.

Стапель – ровная доска с размещенным на ней чертежом модели в натуральную величину.