НПК учащихся Ш.

Министерство образования и науки РБ

Комитет по образованию г. Улан-Удэ

Муниципальное автономное образовательное учреждение

«Лицей №27 г. Улан-Удэ»

Научно-практическая работа

ТЕМА: «Воздушный змей»

Выполнил: ученик 3 «А» класса

Родионов Андрей

Руководитель: учитель начальных классов

Собенникова Ольга Михайловна

Улан-Удэ

2022 г.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………3

Глава 1. История воздушного змея ………..……………….………………….4

Глава 2. Классификация воздушных змеев…….…………..………………… .6

Глава 3.. Технологическая часть ………………..……………………………..8

Глава 5. Советы по запуску воздушного змея………………………………….11

Заключение……………………………………………………………………….12

Источники информации, использованные при выполнении проекта ...……...12

Приложения………………………………………………………………………13

Введение

Мы живем в поселке Восточный, около Улан-Удэнского авиационного завода. Очень часто я вижу как взлетают новые самолеты и вертолёты и я мечтаю стать конструктором таких машин. На одном из уроков окружающего мира мы проходили тему «Транспорт», учитель нам рассказал про воздушных змеев. Мы узнали, что, его можно сделать самим и решили организовать занятия по изготовлению воздушных змеев.

Цель: изготовление плоского воздушного змея.

Для достижения поставленной цели работы были поставлены следующие задачи:

- знать конструктивные элементы плоского змея;

- освоить технологию изготовления плоского змея;

- изготовить летающую модель плоского воздушного змея;

- запустить змея;

-сформулировать выводы по результатам выполненного эксперимента.

Объект исследования: моделирование и конструирование воздушного змея.

Предмет исследования: воздушный змей.

 В ходе выполнения работы использовались следующие методы и приемы:

теоретический (анализ, систематизация и обобщение литературы);

практический (эксперимент, моделирование).

Практическая значимость исследовательского проекта:

• воздушного змея можно использовать как развлечение;

• использовать, как необычный подарок друзьям и родственникам;

• полученные знания пригодятся при выборе профессии конструктора, инженера;

• изготовленных змеев можно представить на конкурсы по направлению «Техническое

творчество» и участвовать в фестивале-конкурсе.

Глава 1. Из истории появления воздушных змеев.

ИСТОРИЯ ВОЗДУШНОГО ЗМЕЯ – ДРЕВНЯЯ И ЗАХВАТЫВАЮЩАЯ! Запуск воздушных змеев относится к числу самых древних развлечений в мире. Никто не может с определенностью сказать, когда точно оно появилось, но достоверно известно, что люди знали об этом занятии много веков назад и что пришло оно с Востока. Более того, изобретение воздушного змея отвечало вековым стремлениям человека овладеть воздушным пространством.

В истории завоевания человеком воздушного океана змеи занимают важное место. Нельзя сказать с определенностью, кто их изобрел и когда они впервые поднялись в воздух. Древнегреческие источники утверждают, что это произошло в IV веке до нашей эры и что честь их изобретения принадлежит Архитасу из Тарен-тума. В корейских древних свитках говорится, что один генерал в те далекие времена запустил воздушного змея с прикрепленным к нему фонарем, чтобы вдохнуть смелость в своих воинов. Они поверили тому, что это — новая звезда, которая сулит им помощь небес. 

Но одно известно доподлинно — в IV веке до нашей эры воздушные змеи были широко распространены в Китае. Полагают, что первые китайские воздушные змеи были сделаны из дерева. Скорее всего, они представляли собой бамбуковые каркасы, обтянутые шелком, изобретенным китайцами более 4000 лет назад. Вполне вероятно, что его стали использовать и в изготовлении змеев. Примерно около 105 года китайцы из волокон растений научились делать бумагу. Новоизученный материал сразу послужил и для обтяжки змеев.

Если говорить о целях и задачах запуска воздушных змеев китайцами в столь древние времена, то мы найдем здесь немало интересного. Древние китайские историки писали, что змеев использовали для переброски веревок через широкие реки и глубокие горные ущелья. А потом к ним крепились деревянные пешеходные мосты.

  Рассказывают, что китайский генерал династии Хань обратил вражеское войско в бегство, запустив над лагерем противника ночью музыкального воздушного змея. Враги бежали, подумав, что это звуки голосов ангелов-хранителей, предупреждающих их об опасности. Змеев, поднимавших в воздух людей, использовали при осаде городов и для переброски воинов через линии вражеских войск. Трудно сказать, когда точно это происходило, потому что даты в те времена не указывали. Известно лишь, что в XVII веке китайские и японские войска использовали воздушных змеев для разведки вражеских позиций.

Воздушный змей как развлечение

Воздушные змеи — одно из традиционных народных развлечений на Востоке. С самого начала нашей эры там делали самых разнообразных змеев в виде птиц, зверей, чудовищ и героев. Их украшали фонариками и ветряными вертушками, что, вероятно, послужило толчком к изобретению пропеллера. Определенные типы воздушных змеев были созданы для сражений между ними. Верхнюю часть линя покрывали острыми осколками стекла. Необходимо было обрезать линь змея противника и заставить змея упасть на землю.

 

Через века до нас дошли гравюры, на которых изображены запуски воздушных змеев. На одной из них все небо заполнено парящими воздушными змеями, которые запускают все — от детей до глубоких стариков. Автор не может не упомянуть здесь о своих личных впечатлениях. Не так давно он видел двух пожилых китайцев, запускавших воздушного змея во дворе больницы, когда другие достаточно бодрые пациенты играли в крикет или занимались дыхательной гимнастикой.

 

Существует мнение, что воздушные змеи были известны и в Древних Греции и Риме. Нельзя утверждать это наверняка, но, приняв за отправную точку Китай IV века, можно проследить распространение воздушных змеев по разным странам, вплоть до таких, как Новая Зеландия. Местные жители — маори использовали для их изготовления перфорированный тростник. Считалось, что звуки, которые издают такие воздушные змеи, отпугивают злых духов.

  История воздушного змея в Европе

В Европу воздушные змеи попали в XV веке, но, возможно, о них знали и раньше. Венецианец Марко Поло оказался в Китае в конце XIII века и провел там семнадцать лет. За это время он стал членом свиты императора и получил возможность свободно разъезжать по стране. Возвратившись в Венецию с богатой коллекцией предметов роскоши, он, возможно, взял и воздушных змеев. Кроме того, рассказывая о людях, которых он встречал, Марко Поло не мог не упомянуть об их пристрастии к запуску воздушных змеев. Обращаясь к истокам зарождения искусства запуска змея в Европе, необходимо отметить, что сведения о нем могли быть занесены сюда случайно торговцами с Востока.

Современный фестиваль змеев

Сегодня ежегодно проводится фестивали воздушных змеев в городе Вэйфань (Китай). Это мероприятие носит международный характер. На нем присутствуют почитатели воздушных змеев со всего мира, а также и производители этих замечательных аппаратов. Немало здесь и просто туристов.

Конструкции демонстрируемых змеев очень многочисленны. Но самый большой популярностью пользуется дракон, и это не случайно. В Китае во все времена дракон выступал символом мудрости и силы. Ему поклонялись, считая, что он унесет все беды и дурные помыслы. Такое поверье бытует и в наши дни — в день змея во многих китайских семьях запускают такого дракона.

Этот воздушный змей очень сложен в изготовлении, поскольку состоит из 20-30 каркасов, обтянутых тканью либо бумагой. Это тело дракона, которое способно изгибаться в воздухе. Змей имеет большую голову с открытой пастью — через нее внутрь конструкции поступает воздух и удерживает змея на лету. Тело может быть сделано также из круглых дисков, диаметр которых уменьшается к хвосту, соединенных шнурами. Веревка прикреплена к пасти, а на хвост навешиваются ленты, фонарики, либо трубочки с горючей смесью, которые в полете вспыхивают разными цветами.В качестве спецэффекта на празднике используют так называемую «змеиную музыку». Это шум, напоминающий вой ветра в трубе. Издает его приспособление из сухих головок мака, в которые вставлены свистки из камыша.

Подобные мероприятия проводятся не только в Китае, но и в Японии, Таиланде, Тайвани, Корее, а также на Бали. Здесь можно увидеть самых разных воздушных змеев, выполненных в традиционных стилях. Эти летательные аппараты не что иное, как дитя народной фантазии различных стран!

 

Историческая справка.

Интересно, что эта древняя игрушка не всегда служила только для забавы. Так, в начале 20 века она стала применяться для подъема метеорологических приборов, радиоантенн, фотоаппаратов (для аэрофотосъемки). И тут ничего удивительного. Воздушные змеи просты по конструкции, просты в изготовлении, дешевы, а грузоподъемность, например, коробчатых змеев достигает нескольких десятков килограммов, высота же, на которую они поднимаются, несколько тысяч метров.

Во время Первой мировой войны, при наличии подходящих погодных условий, воздушные змеи использовались для подъема на высоту корректировщиков артиллерийского огня и наблюдением за полем боя а так же для прикрытия военных объектов от налетов вражеской авиации. В отличие от шаров и аэростатов воздушный змей был сложной мишенью - сбить его было весьма непростой задачей. Воздушный змей для метеорологических наблюдений, сконструированный сотрудником Линденбергской погодной обсерватории Рудольфом Грюндом. Благодаря хорошим летным качествам – большой подъемной силе и устойчивости в полете, воздушный змей привлек внимание люфтваффе, которые стали использовать их в том же качестве, что и заградительные аэростаты, в конструкцию змея были внесены лишь очень незначительные изменения. Воздушный змей для метеорологических наблюдений, сконструированный сотрудником Линденбергской погодной обсерватории Рудольфом Грюндом. Благодаря хорошим летным качествам – большой подъемной силе и устойчивости в полете, воздушный змей привлек внимание люфтваффе, которые стали использовать их в том же качестве, что и заградительные аэростаты, в конструкцию змея были внесены лишь очень незначительные изменения.

Глава 2. Классификация воздушных змеев.

Воздушные змеи могут быть большими или не очень. Существует очень большое разнообразие форм воздушных змеев. Древние змеи изготовлялись при помощи деревянных рамок и натянутыми на них листами шелка или бумаги. Почти все современные воздушные змеи делаются из углепластиковых пластмасс и синтетических тканей.

Плоские воздушные змеи

Подразделюятся по аэродинамической конструкции на два вида:

Flat – плоские воздушные змеи. Самая древняя форма воздушных змеев. И самая простая. Образно представляют из себя плоскую пластину прямоугольной или любой другой формы (звезда, треугольник, в виде проекции птицы и т.д.), к которой подвязан леер при помощи уздечки. Уздечка задает змею определенный угол атаки змея относительно ветра, что и вызывает подъемную силу. Практически все расчеты подъемной силы змея, приведенные в разных источниках, производят расчет именно такой модели змея прямоугольной формы. Все плоские змеи требуют наличие большого хвоста для поддержания устойчивого полета.

Bowed — категория воздушных змеев, с земли очень напоминающая плоских. Однако данный вид воздушных змеев является дальнейшим развитием плоских в плане устойчивости. Для придания устойчивости данные змеи имеют изгиб или излом в продольной оси, что как бы приподнимает концы крыла и создает v-образное крыло. Такое решение придает значительный запас устойчивости. В ильгельм Эдди запатентовал такую конструкцию воздушного змея в 1900 году. Так же как и плоских змеев, существует очень большое разнообразие подобных змеев, выраженное в форме. Но некоторые модели, скорее всего из за простоты и технологичности конструкции, представляют отдельные категории.

Как уже сказано, плоские змеи в плане могут выполняться во всевозможных формах начиная от квадрата и заканчивая фантазией художника. Рассмотрим основные из них:

Прямоугольный воздушный змей является самым распространенным примером воздушных змеев из учебников, однако он мало отличается у стойчивостью от своих "больших" собратьев. Змей имеет три планки: две из них служат диагоналями («крестом»), а третья находится вверху и скрепляет диагонали. По контуру будущего змея натягивают прочную нить, соединяющую все уголки, и наклеивают обтяжку из бумаги или ткани. Змей обязательно оснащается длинным и достаточно тяжелым хвостом для придания ему устойчивости в полете. Змеи подобной конструкции были распространены в Японии, на прямоугольное полотно наносились изображения драконов. Змеи были могли быть огромных размеров.

К оробчатые воздушные змеи

Коробчатые змеи появились как результат развития плоских. Люди заметили, что вертикальные поверхности очень сильно влияют на стабильность полета змея. Так появился первый змей в виде коробки. Коробчатые змеи в большинстве своем не нуждаются в хвосте.

Ромбический - наиболее простой коробчатый змей, не сложен по устройству, устойчив в полёте и легко запускается. Основу его составляют четыре продольные рейки (лонжероны). Между ними вставлены две крестовины, каждая из которых состоит из двух реек-распорок. О бтяжка змея изготавливается из двух полосок бумаги или синтетической ткани. Таким образом получаются две коробки — передняя и задняя. Змей данной конструкции был изобретен австралийским исследователем Лоуренсом Харгрейвом в 1893 году при попытках построить пилотируемый летательный аппарат.

Бескаркасные воздушные змеи

К бескаркасным относятся змеи не имеющие жестких частей. Форму змей принимает раздуваясь за счет набегающего потока воздуха. Отсюда два достоинства этих змеев - вероятность поломки при падении равна нулю и компактность при транспортировке. Второе преимущество позволяет изготавливать змеев о чень больших размеров. К слову, все змеи, производимые нашей компанией AVIAtoys, относятся как раз к этой категории воздушных змеев.

FlowForm – змей очень распространенной конструкции, так как является одним из самых устойчивых бескаркасных одностропных воздушных змеев. При правильной проработке в ровный ветер может летать без хвоста. Однако в сильный и порывистый ветер использование хвоста все же рекомендуется. Змей очень часто используют для подъема предметов (Lifters), проведения аэрофотосъемки путем подъема фотокамеры (KAPing). Могут быть изготовлены действительно гигантских размеров, площадь в 3 кв.м считается самой обычной. Так же изготавливаются с большим к оличеством секций, шесть, восемь и даже больше. Для уменьшения лобового сопротивления змея, и как следствие, увеличения угла затяжки, на задней кромке есть отверстие, способствующее сквозному проходу воздуха сквозь змей - отличительная черта всех "Флоуформов". Вы можете купить воздушный змей данной конструкции в нашем конструкторском бюро.

Глава 3.Технологическая часть

Выбор лучшего варианта.

1. вариант. Можно изготовить , но требует

большого опыта, и навыков

1. вариант. Воздушный змей управляемый двумя руками. Для первого полета сложный управлении

3 вариант. Прямоугольный воздушный змей наиболее подходящий вариант для изготовления на занятиях. (управляется одной рукой).

Культура труда:

Работать деревянными рейками удобнее всего на большом столе. Обязательно застелите стол старой клеенкой. Во время работы ваши руки будут пачкаться в клее, поэтому их надо чаще протирать влажной тряпочкой.

Повторил технику безопасности:

1. Правила работы с клеем.

2.Правила работы с ножницами.

3. Правила работы с лобзиком.

План работы:

• Нарисовать эскиз

• Подготовить инструменты и материалы

• Изготовление каркаса

• Обшивка каркаса

• Запуск змея

Характеристика материалов и оборудования и обоснование выбора

Необходимые материалы :

• 2 сосновые рейки по 720 мм, 1- 420 мм

• клей ПВА, х/б и капроновые нитки,

• полиэтиленовый пакет,

• капроновая нить,

• скотч широкий.

Необходимые инструменты;

• ножницы,

• карандаш,

• линейка,

• угольник,

• кисточка для клея,

• наждачная бумага,

• скотч широкий

• лобзик.

Знакомство с конструктивными элементами плоского змея:

обшивка, каркас, соединительные детали, уздечка, хвост, леер, катушка для запуска.

Технологическая карта изготовления плоского воздушного змея

№ п/п	Этапы изготовления	Графическое изображение	Инструменты и приспособления
1	Выполнить эскиз		Бумага, графитный карандаш,
2	Нарезать сосновые рейки согласно размерам в эскизе: две рейки размером 4*4 мм длиной 720мм и одну длиной 420мм. Обработать рейки наждачной бумагой.		сосновые рейки, наждачная бумага.
3.	склеиваем две рейки размером 720 мм под углом , закрепляем место соединения реек нитками, затем проклеиваем		Рейки, клей, нитки
4.	Берем рейку длиной 420мм и приклеиваем ее с одной стороны, отступая 1 см, закрепляем нитками и проклеиваем		Рейки, клей, нитки
5	Сделать лобзиком пропилы с торцов реек и натянуть капроновую нить, стой стороны , где рейка; места соединения ниток закрепляем клеем		клей, капроновые нитки лобзик,
6	Обтягиваем каркас змея капроновой ниткой, протягивая ее через пропилы; места соединения ниток закрепляем клеем.		клей, капроновые нитки
7	По рейке АВ нужно его прогнуть, оставляя обшивку на внешней стороне, и зафиксировать этот прогиб с помощью нитки, натянутой между концами прогнутой рейки		клей, капроновые нитки
8	Расположить каркас змея на пленке, и разметить контур змея с припуском в 2 сантиметра, вырезать обшивку по размеченным линиям. В середине обшивки сделать отверстие , на месте соединения реек.		каркас змея, пленка, ножницы
9	Приклеить пленку к рейкам. Обтянуть каркас змея обшивкой, подворачивая припуск вокруг нитки, фиксируя его клеем; широким скотчем укрепить места склеивания. Отверстие заклеиваем кружочком.		Клей, скотч
10	К углам корпуса в местах пересечения реек (точки А и В) привязывается нитка такой длинны, чтобы середина нитки при натяжении достигла центр корпуса змея в точке О. Так мы получим верхние стропки. Затем в точке О корпуса прокалывают два отверстия (по обе стороны листа пересечения центральных реек), в отверстия продевается нитка и прочно завязывается вокруг реек. Длина этой нижней стропки равна расстоянию на корпусе от точки О до середины рейки АВ. Привязав нижнюю стропку по середине верхней, получим путы. В точке соединения стропок привязывается шнур для запуска. Путы к корпусу змея крепятся со стороны обшивки, чтобы воздушные потоки при полете змея прижимали обшивку к приклеенным рейкам корпуса		капроновые нитки
11	Подхвосток привязывается нитками к нижним углам корпуса змея (в точках С и D). К подхвостку в его середине привязывается, хвост. Половины подхвостка СМ и DM должны быть равны, иначе змей в полете будет крутиться.		Капроновые нитки, лента от видеокассет.

Расчет себестоимости изделия

№ п/п	Наименование товара	Условная цена за единицу	Расход материала на изделие	Затраты на материал
1	Соснове рейки	40 руб.	3 шт	120 руб.
2	Капроновая нить	40 руб.	1 катушка	40 руб.
3	Нить х/б	-	1 катушка	Были в наличии
4	скотч	-	1 катушка	Был в наличии
5	Целлофановый пакет	-	1 шт	Был в наличии
	итого			160 руб.

Глава 4. Советы по запуску воздушного змея.

1. Выбирая место для запуска воздушного змея, следует обратить внимание на открытые площадки. Люб ые близко расположенные преграды для ветра, деревья, ларьки, статуи и проч. свернут ветер с истинного пути и придадут ему ненужные завихрения. Выбранная поляна не должна находится рядом с оживленным шоссе.

2. Обслюнявив палец, выясни направление ветра. Вручи змея своему другу, которого ты предусмотрительно захватил с собой, а сам становись напротив него, но так, чтобы ветер дул тебе в спину. Катушка с леером пусть будет в твоих руках. Сделай несколько шагов назад, разматывая леску. Змея надо держать обеими руками над головой, стараясь расположить его перпендикулярно направлению ветра.

3. Отойдя на 15-20 м, крикни другу: «Отпускай!» ― и рывком потяни леер на себя. Если ветер приличный, змей сам поднимется наверх, и тебе останется стоять с катушкой, радостно наблюдая за его полетом. В противном случае, придется пробежаться еще несколько метров, пока змей не поймает ветер. 

4. Если змей летит, только когда ты бежишь, значит, ветер сегодня слабый. При нормально дующем ветре летающая конструкция трепещет в высоте, пока ее просто держат на вытянутой руке. Оптимальным для новичка считается скорость ветра 3-6 м/c. При меньшей скорости смогут подняться лишь самые легкие конструкции, при значительно большей ― змей будет рваться из рук и окажется подвластен лишь специалисту.

5. Если леер сильно тянет, нужно размотать немного катушку. Полет при стихающем ветре регулируют, подтягивая змея на себя. При удачном стечении обстоятельств, змей станет болтаться в воздухе несколько часов, и у тебя появится время отдохнуть от суеты.

6. По окончании запуска, змея притягивают к земле, постепенно сматывая леер.

Глава 5. Заключительная часть.

По результатам моей работы можно сделать следующие выводы:

Для достижения поставленной цели в моей работе были оределены следующие задачи:

- знать конструктивные элементы плоского змея;

- освоить технологию изготовления плоского змея;

- изготовить летающую модель плоского воздушного змея;

- запустить змея;

Все задачи данного проекта мы выполнили.

А еще узнали, почему змеи летают! Для того, чтобы воздух мог поднять змея, он должен быть расположен под некоторым углом к потоку воздуха. Угол a, образованный плоскостью змея и направлением потока воздуха, называется углом атаки.

Источники, использованные при выполнении работы:

1.Учебник «Технология. Индустриальные технологии.»

2.Интернет ресурсы.

Приложения

Из истории

Фестивали