Презентация к исследовательской работе "Бумажная авиация"

Бумажные самолетики – начало большой авиации

Научный руководитель:

Порошин А.В.

Автор проекта:

Гедгафова З.Х.,

Порошин Арсений,

классный руководитель

ученик 3 класса «Д»

АКТУАЛЬНОСТЬ

Человек не птица, а летать стремится!

Так уж сложилось, что человека всегда тянуло к небу. Люди пытались сделать себе крылья, позже летательные аппараты. И их старания оправдались, они смогли все-таки взлететь. Появление самолетов ничуть не уменьшило актуальность древнего желания. В современном мире летательные аппараты заняли почетное место, они помогают людям преодолевать большие расстояния, перевозят почту, лекарства, гуманитарную помощь, тушат пожары и спасают людей. Так кто же построил первый в мире самолет и совершил на нем управляемый полет? Кто сделал этот столь важный для человечества шаг, ставший началом новой эры, эры авиации?

Тема нашей работы посвящена изучению и изготовлению моделей бумажных самолетиков. Занятия бумажным моделированием позволяют привлечь родителей к совместной работе. Бумажные самолетики популярны во всем мире, мы узнали, что проводятся международные соревнования по длительности и дальности полета бумажной авиации, мы заметили, что все самолётики летают по-разному.

проблема

зависят ли лётные характеристики бумажных самолётиков от модели самолётика?

Перед нами возникла проблема : зависят ли лётные характеристики бумажных самолётиков от модели самолётика?

гипотеза

если изменять форму крыла, носа, хвоста бумажного самолетика, то может измениться дальность, продолжительность и скорость его полета.

Мы выдвинули гипотезу : если изменять форму крыла, носа, хвоста бумажного самолетика, то может измениться дальность, продолжительность и скорость его полета.

Цель исследования

выявление моделей самолётов, обладающих наилучшими лётными характеристиками.

Цель исследования – выявление моделей самолётов, обладающих наилучшими лётными характеристиками.

задачи

• изучить информацию по данному исследованию;
• ознакомиться с различными моделями бумажных самолетов и научиться их выполнять;
• выяснить, что влияет на дальность и длительность полета бумажного самолета;
• провести эксперименты на длительность и дальность полета моделей бумажных самолетов.

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи, которые вы видите на слайде

Какую скорость

может развивать самолет?

• Фото с папой

Что дает самолету самую хорошую летную характеристику?

Однажды мы с папой устроили соревнования бумажных самолетиков. Одни самолеты проиграли, а другие летали гораздо лучше и дальше. Мы задумались почему. Таким образом, я заинтересовался этим вопросом и решил вместе с папой провести исследование по изучению летных характеристик бумажных самолетов разных моделей. Тем более мой папа закончил Ленинградский политехнический институт по специальности аэродинамика. Он рассказал мне, что далеко не каждый может сказать, откуда же берется та самая подъемная сила, которая поднимает самолет в воздух. А между тем объяснить ее происхождение можно просто, буквально «на пальцах».

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

главная несущая поверхность самолета — это крыло

Как известно, главная несущая поверхность самолета — это крыло. Оно практически всегда имеет определенный профиль, у которого нижняя часть плоская, а верхняя выпуклая (по определенному закону). Воздушный поток, проходя под нижней частью профиля, почти не меняет своей структуры и формы. Зато, проходя над верхней частью, он сужается, ведь для него верхняя поверхность профиля — это как вогнутая стенка в трубе, по которой этот самый поток как бы протекает. Теперь, чтобы через эту «продавленную» трубу прогнать за определенное время тот же объем воздуха, его нужно двигать быстрее, что и происходит на самом деле.

закон Бернулли

По закону Бернулли, который гласит, что чем выше скорость потока, тем ниже давление. Благодаря этому давление над крылом ниже, чем давление под крылом. При всем этом возникает сила, которая как бы “выдавливает” крыло, тем самым поднимая его вверх. В момент, когда подъемная сила становится больше веса, происходит взлет. И, кстати, чем выше наша скорость, тем больше подъемная сила. Если же в дальнейшем подъемная сила и вес сравняются по величине, то самолет перейдет в горизонтальный полет. А хорошую скорость нам придаст мощный авиационный двигатель или, точнее, сила тяги, которую он создает.

Аэро-гами

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

Александр Федорович Можайский 1882г.- « воздухоплавательный снаряд ».

Можайский создавал модели самолёта и демонстрировал их полёты. Применение бумажных авиамоделей помогло Н. Е. Жуковскому открыть законы движения тел в воздухе.

История появления первых бумажных самолетиков

Несмотря на кажущуюся несерьезность этого занятия, оказалось, что пускание самолетиков  - целая наука.

Нортроп использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов.

В начале 30-х годов крылья из бумаги были обязаны как минимум двум людям: английскому художнику и инженеру Уоллису Ригби и изобретателю Джеку Нортропу. Современный бумажный самолетик, был изобретен (да, да, именно так!) в 1930 году Джеком Нортропом — сооснователем компании Lockheed Corporation.

Инженер Уоллис Ригби и изобретатель Джек Нортроп,

1930 год. 

В 1989 году Энди Чиплинг основал Ассоциацию бумажного авиастроения, а в 2006 году был проведён первый чемпионат по запуску бумажных самолётов.

самая длинная дистанция

дисциплины

самое долгое планирование

аэробатика - выполнение фигур высшего пилотажа

Соревнования проводятся в трёх дисциплинах: самая длинная дистанция, самое долгое планирование и аэробатика - выполнение фигур высшего пилотажа бумажными моделями.

15

Рекорды бумажной авиации .

• Дальность полета:
• 1985 Кен Блэкберн - 58,82 м (дротики)
• 2012 Джон Коллинз – 69,14 м (планеры)
• 2022 Ким Кю Тэ  - 77,13 м
• Продолжительность полета:
• 1998 Кен Блэкберн - 27,6 с
• 2010 Такуо Тода - 29,2 с
• 2022 Такуо Тода - 29,7 с

Коллинз отошел от самолетов дротиков и вернул бумажную авиацию к планирующему полету.

15

Спортсмены из  Малайзии и Южной Кореи запустили самолётик на расстояние 77,13 метров.  

Такуо Тода в 2009 году он смог запустить бумажный снаряд, который продержался в воздухе 29,2 секунды.

Самый дорогостоящий бумажный самолет был использован в космическом челноке во время очередного полета в космос.

Самый маленький бумажный оригами-самолетик был создан под микроскопом в Японии.(2,9 мм)

А вот самый большой в мире самолет из бумаги запустили в 2015 году в Канаде. Он был 14 м в длину и 8 м в ширину.

Самолет планер №2

Самолет планер №1

1. Самолет Ригби (первая напечатанная схема самолетика).

2. Самолет Нортропа (кстати это хорошо всем известный самолетик, который хотя бы раз запускал каждый). Самая распространённая модель самолёта из бумаги, прост в изготовления

15

« Утка »

«Дарт»

• Изготовление данного бумажного самолёта является довольно сложным, с точки зрения технологии сборки.
• Самолет Блэкберна. Много лет держал рекорд дальности полета

15

«Сюзанна» «Дельта»

• Рекордный самолет Коллинза
• Эта модель бумажного самолётика имеет самую широкую площадь крыльев, за счёт этого она может планировать с минимальным уклоном очень продолжительное время.

15

«Меченосец» «Пиранья»

• Исполнение данной модели требует высокой точности исполнения загибов на листе бумаги, она должна получиться симметричной .
• Исполнение модели является довольно трудоёмким занятием и требует точности исполнения загибов на листе бумаги.

15

«Зеро Файтер»

Newsilke (можно перевести как «вкрадчивый»).

9. Выглядит довольно неуклюже, но летает прекрасно. Самолет Блэкберна. Модель-рекордсмен из соревнований на длительность полета.

10. Рекордный самолет Тодда.

15

Сводная таблица дальности и продолжительности полета разных моделей бумажных самолетов

Название

Дальность полета, м

планер № 1

9.0

Продолжительность полета, с

планер № 2

«Утка»

9,3

Особенности полета

2,9

Рывком. Волнообразно летит

модели

2,4

10,4

«Дарт»

бросать плавно

5,0

13,4

«Сюзанна»

бросать плавно

3,5

9,5

«Дельта»

2,5

сильный бросок

12,0

«Меченосец»

резко идет вниз

2,3

6,0

«Пиранья»

Рывком. Прямо

3,3

7,9

«Вкрадчивый»

«Зеро Файтер»

Закручивается. Бросок вперёд и под углом в 45ᴼ. Переворачивается в полете

1,9

8,7

15,4

Рывком. Крутился вокруг себя

5,5

бросать вверх

3,5

бросать вверх

У каждой модели было несколько попыток, чтобы показать свои летные характеристики. В данной таблице мы зафиксировали лучшие попытки у каждой модели и особенности полета.

Из наших испытаний можно сделать следующие выводы ( для средних физических возможностей) : дальше летают самолеты плотные с узкими стреловидными крыльями, а дольше – легкие с большой площадью крыла.

Изучение лётных качеств, при изменении элементов модели

Действия

Изменения

Особенности при полёте

Уплотнить нос

Крутился, взлетал и поворачивался. Далеко пролетел.

Сделать рули поворота

Петлю сделал и упал. Разворачивался назад.

На модели «Планер №2» изучили лётные качества, изменяя элементы модели .

Отогнуть крылья вверх

Сделать хвост, для этого надрезать и вывернуть полоску хвостовой части

Летит прямо по курсу, развернулся и полетел назад.

Волнообразные движения. Крутился на месте. Самый длинный полет.

Таким образом, уплотнение носа ведёт к увеличению дальности полёта модели. Рули поворота приводят к поворотам налево и направо. Когда отогнём крылья, у самолёта появляются стабилизаторы, и он полетит ровнее. Хвост обеспечивает волнообразный полёт.

Заключение

В ходе экспериментов выяснили, что, для того чтобы запустить самолет на максимальную дистанцию – нет стандартного подхода. Для каждой модели пришлось находить свой способ.

Запускание в небо бумажных самолётиков уже не кажется простой детской забавой!

Видео рекордных запусков

• Ким Кю Тэ – рекорд дальности 2022 год
• Джон Коллинз - рекорд дальности 2012 год