Institución educativa autónoma municipal
promedio Escuela secundaria No. 41 p. Aksakovo
distrito municipal distrito de Belebeevsky
I. Introducción ___________________________________________páginas 3-4
II. historia de la aviación ________________________ páginas 4-7
III ________p.7-10
IV.Parte practica: Organización de una exposición de modelos.
aviones hechos de diferentes materiales y que transportan
investigación _______________________________________ páginas 10-11
V. Conclusión __________________________________________ página 12
VI. Referencias. _________________________________ página 12
VII. Solicitud
I.Introducción.
Pertinencia:“El hombre no es un pájaro, sino que se esfuerza por volar”
Da la casualidad de que el hombre siempre se ha sentido atraído por el cielo. La gente intentó fabricarse alas y, más tarde, aviones. Y sus esfuerzos fueron justificados, aún pudieron despegar. La llegada de los aviones no disminuyó en lo más mínimo la relevancia del antiguo deseo. mundo moderno Los aviones han ocupado un lugar destacado; ayudan a las personas a viajar largas distancias, transportar correo, medicinas, ayuda humanitaria, apagar incendios y salvar personas. Entonces, ¿quién lo construyó y realizó vuelos controlados? ¿Quién dio este paso, tan importante para la humanidad, que se convirtió en el comienzo? nueva era, era de la aviación?
El estudio de este tema me parece interesante y relevante.
Objeto del trabajo: estudiar la historia de la aviación y la historia de la aparición de los primeros aviones de papel, explorar modelos de aviones de papel
Objetivos de la investigación:
Alexander Fedorovich Mozhaisky construyó un "proyectil aeronáutico" en 1882. Esto estaba escrito en la patente correspondiente en 1881. Por cierto, ¡la patente del avión también fue la primera en el mundo! Los hermanos Wright patentaron su dispositivo recién en 1905. Mozhaisky creó un avión real con todas las piezas que necesitaba: un fuselaje, un ala, una central eléctrica formada por dos motores de vapor y tres hélices, tren de aterrizaje y cola. Se parecía mucho más a un avión moderno que al avión de los hermanos Wright.
Despegue del avión de Mozhaisky (según un dibujo del famoso piloto K. Artseulov)
una plataforma de madera inclinada especialmente construida, despegó, voló una cierta distancia y aterrizó de manera segura. El resultado, por supuesto, es modesto. Pero la posibilidad de volar en un aparato más pesado que el aire quedó claramente demostrada. Otros cálculos mostraron que el avión de Mozhaisky simplemente no tenía suficiente energía de la central eléctrica para un vuelo completo. Tres años más tarde murió y durante muchos años estaba en Krasnoye Selo bajo Aire libre. Luego fue transportado cerca de Vologda a la finca Mozhaisky y allí fue incendiado en 1895. Bueno, ¿qué puedo decir? Es una pena…
III. La historia de la primera. aviones de papel
La versión más común de la época de la invención y el nombre del inventor es 1930, Northrop es cofundador de Lockheed Corporation. Northrop utilizó aviones de papel para probar nuevas ideas en el diseño de aviones reales. A pesar de la aparente frivolidad de esta actividad, resultó que volar aviones es toda una ciencia. Nació en 1930, cuando Jack Northrop, cofundador de Lockheed Corporation, utilizó aviones de papel para probar nuevas ideas en el diseño de aviones reales.
Y a nivel mundial se celebran competiciones deportivas de lanzamiento de aviones de papel, Red Bull Paper Wings. Fueron inventados por el británico Andy Chipling. Durante muchos años, él y sus amigos crearon modelos de papel y finalmente fundaron la Paper Aircraft Association en 1989. Fue él quien escribió las reglas para el lanzamiento de aviones de papel. Para crear un avión se debe utilizar una hoja de papel tamaño A-4. Todas las manipulaciones con el avión deben implicar doblar el papel; no está permitido cortarlo ni pegarlo, ni utilizar objetos extraños para fijarlo (clips, etc.). Las reglas de la competición son muy simples: los equipos compiten en tres disciplinas (alcance de vuelo, tiempo de vuelo y acrobacia aérea: un espectáculo espectacular).
El Campeonato Mundial de Aviones de Papel se celebró por primera vez en 2006. Tiene lugar cada tres años en Salzburgo, en un enorme edificio esférico de cristal llamado Hangar 7. 
El Planeador de Avión, aunque parece un volador perfecto, planea bien, por eso en el Campeonato Mundial pilotos de algunos países lo volaron en una competencia por el mayor por mucho tiempo vuelo. Es importante tirarlo no hacia adelante sino hacia arriba. Luego descenderá suavemente y durante mucho tiempo. Ciertamente, un avión de este tipo no necesita ser lanzado dos veces; cualquier deformación es fatal para él. El récord mundial de vuelo sin motor es ahora de 27,6 segundos. Lo instalé piloto americano Ken Blackburn .
Mientras trabajábamos, nos encontramos con palabras desconocidas que se utilizan en la construcción. miramos en diccionario enciclopédico, esto es lo que descubrimos:
Glosario de términos.
Aviette- un avión de pequeño tamaño con un motor de baja potencia (la potencia del motor no supera los 100 caballos de fuerza), generalmente monoplaza o biplaza.
Estabilizador– uno de los planos horizontales que garantiza la estabilidad de la aeronave.
Quilla- este es un plano vertical que asegura la estabilidad de la aeronave.
Fuselaje- la carrocería de la aeronave, que sirve para alojar a la tripulación, los pasajeros, la carga y el equipo; conecta el ala, la cola, a veces el tren de aterrizaje y la central eléctrica.
IV. Parte práctica:
Organizar una exposición de modelos de aviones fabricados con diferentes materiales y realizar pruebas. .
Bueno, ¿qué niño no ha hecho aviones? En mi opinión, es muy difícil encontrar personas así. Fue una gran alegría lanzar estos modelos de papel, y hacerlo es interesante y sencillo. Porque un avión de papel es muy fácil de hacer y no requiere ningún coste de material. Todo lo que necesita para un avión de este tipo es tomar una hoja de papel y, después de unos segundos, convertirse en el ganador del patio, la escuela o la oficina en la competencia por el vuelo más largo o más largo.
También hicimos nuestro primer avión: Kid en una lección de tecnología y los volamos directamente en el salón de clases durante el recreo. Fue muy interesante y divertido.
Nuestra tarea era hacer o dibujar un modelo de avión a partir de cualquier
material. Organizamos una exhibición de nuestros aviones, donde actuaron todos los estudiantes. Allí había aviones dibujados: con pinturas y lápices. Aplicación de servilletas y papeles de colores, maquetas de aviones de madera, cartón, 20 cajas de cerillas, botella de plástico.
Queríamos saber más sobre aviones y Lyudmila Gennadievna sugirió que un grupo de estudiantes averiguara quien lo construyo e hizo un vuelo controlado en él, y el otro - la historia de los primeros aviones de papel. Encontramos toda la información sobre los aviones en Internet. Cuando nos enteramos del concurso de lanzamiento de aviones de papel, también decidimos realizar un concurso de este tipo para la distancia más larga y la planificación más larga.
Para participar, decidimos hacer aviones: "Dart", "Glider", "Baby", "Arrow", y a mí mismo se me ocurrió el avión "Falcon" (diagramas de aviones en el Apéndice No. 1-5).
Los modelos se ejecutaron 2 veces. El ganador fue el avión “Dart”, era un prolemetro.
Los modelos se ejecutaron 2 veces. El avión ganador fue el Glider, estuvo en el aire durante 5 segundos.
Los modelos se ejecutaron 2 veces. El ganador fue un avión fabricado con papel de oficina.
papel, voló 11 metros.
Conclusión: Así, nuestra hipótesis se confirmó: "Dardo" voló más lejos (15 metros), "Planeador" estuvo en el aire más tiempo (5 segundos), los aviones hechos de papel de oficina vuelan mejor.
Pero disfrutamos mucho aprendiendo todo lo nuevo y nuevo que encontramos en Internet. nuevo modelo aviones a partir de módulos. El trabajo, por supuesto, es minucioso: requiere precisión y perseverancia, pero es muy interesante, especialmente el montaje. Fabricamos 2000 módulos para el avión. Un diseñador de aviones" href="/text/category/aviakonstruktor/" rel="bookmark">un diseñador de aviones y diseñará un avión en el que volarán personas.
VI. Referencias:
1.http://ru. Wikipedia. org/wiki/avión de papel...
2. http://www. *****/noticias/detalle
3 http://ru. Wikipedia. org›wiki/Airplane_Mozhaisky
4. http://www. ›200711.htm
5. http://www. *****›avia/8259.html
6. http://ru. Wikipedia. org›wiki/Hermanos Wright
7. http://locales. Maryland> 2012 /stan-chempionom-mira…samolyotikov/
8 http:// *****› de módulos de aviones MK
SOLICITUD
https://pandia.ru/text/78/230/images/image010_1.gif" width="710" height="1019 src=">
Ser padre de casi un egresado escuela secundaria, se vio envuelto en una historia divertida con un final inesperado. Tiene una parte educativa y una conmovedora parte política y vital.
Ayuno en vísperas del Día de la Cosmonáutica. Física avion de papel.
Poco antes del Año Nuevo, mi hija decidió comprobar su propio rendimiento académico y descubrió que el profesor de física, al rellenar el diario después del hecho, había dado algunas B adicionales y la nota de los seis meses oscilaba entre "5" y "4". Aquí debe comprender que la física en el grado 11 es, por decirlo suavemente, una materia no básica, todos están ocupados con la preparación para la admisión y el terrible Examen Estatal Unificado, pero esto afecta la puntuación general. Con el corazón crujiendo, por razones pedagógicas, me negué a intervenir, como si lo descubriera usted mismo. Se recompuso, vino a descubrirlo, reescribió un trabajo independiente allí mismo y recibió cinco meses de seis meses. Todo estaría bien, pero el maestro pidió, como parte de la solución del problema, registrarse en Povolzhskaya. conferencia científica(Universidad de Kazán) a la sección "física" y redactar un informe. La participación de los estudiantes en esta mierda cuenta para la certificación anual de los profesores, y es como, "Entonces definitivamente cerraremos el año". Se puede entender al profesor; en general, este es un acuerdo normal.
El niño cargó, se dirigió al comité organizador y tomó las normas de participación. Como la niña es bastante responsable, empezó a pensar y a pensar en algún tema. Naturalmente, acudió a mí, el intelectual técnico más cercano de la era postsoviética, en busca de consejo. En Internet encontramos una lista de ganadores de congresos anteriores (dan diplomas de tres títulos), esto nos dio alguna orientación, pero no ayudó. Los informes eran de dos tipos: uno: "nanofiltros en innovaciones petroleras", el segundo: "fotografías de cristales y un metrónomo electrónico". Para mí, la segunda variante es normal: los niños deberían cortar un sapo y no ganar puntos para las subvenciones del gobierno, pero realmente no hemos tenido más ideas. Tenía que seguir las reglas, algo así como "se da preferencia trabajo independiente y experimentos."
Decidimos que haríamos algún tipo de reportaje divertido, visual y divertido, sin galimatías ni nanotecnología: divertiríamos a la audiencia, la participación era suficiente para nosotros. Duró un mes y medio. Copiar y pegar era fundamentalmente inaceptable. Después de pensarlo un poco, nos decidimos por el tema: "Física". avion de papel". Pasé mi infancia en el modelismo de aviones y a mi hija le encantan los aviones, por lo que el tema está más o menos cerca. Tuve que hacer un estudio práctico completo de un enfoque físico y, de hecho, escribir un artículo. A continuación publicaré los resúmenes de este trabajo, algunos comentarios e ilustraciones/foto Al final estará el final de la historia, lo cual es lógico si te interesa responderé las preguntas en fragmentos ya ampliados.
Resultó que el avión de papel tiene una complicada pérdida de flujo en la parte superior del ala, que forma una zona curva, similar a un perfil aerodinámico en toda regla.
Para los experimentos tomamos tres modelos diferentes.
Modelo número 1. El diseño más común y conocido. Por regla general, la mayoría de la gente se imagina exactamente esto cuando escucha la expresión "avión de papel".
Modelo nº 2. “Flecha” o “Lanza”. Modelo característico con un ángulo de ala pronunciado y una alta velocidad esperada.
Modelo No. 3. Modelo con ala de alto alargamiento. Diseño especial, ensamblado por el lado ancho de la lámina. Se supone que tiene buenas propiedades aerodinámicas debido al alto alargamiento del ala.
Todos los aviones se ensamblaron a partir de hojas idénticas de papel A4. La masa de cada avión es de 5 gramos.
Para determinar los parámetros básicos, se llevó a cabo un experimento simple: una cámara de video grabó el vuelo de un avión de papel contra el fondo de una pared con marcas métricas aplicadas. Dado que se conoce el intervalo de fotogramas para la grabación de vídeo (1/30 de segundo), la velocidad de planeo se puede calcular fácilmente. En función del descenso de altitud, el ángulo de planeo y la calidad aerodinámica del avión se encuentran en los marcos correspondientes.
En promedio, la velocidad de un avión es de 5 a 6 m/s, lo cual no es tan poco.
Calidad aerodinámica: alrededor de 8.
Para recrear las condiciones de vuelo, necesitamos un flujo laminar de hasta 8 m/s y la capacidad de medir la sustentación y la resistencia. El método clásico para este tipo de investigaciones es el túnel de viento. En nuestro caso, la situación se simplifica por el hecho de que el avión en sí tiene pequeñas dimensiones y velocidad y puede colocarse directamente en una tubería de dimensiones limitadas, por lo que no nos molesta la situación en la que el modelo volado difiere significativamente en tamaño. el original, que, debido a la diferencia en los números de Reynolds, requiere compensación durante las mediciones.
Con una sección de tubería de 300x200 mm y una velocidad de flujo de hasta 8 m/s, necesitaremos un ventilador con una capacidad de al menos 1000 metros cúbicos/hora. Para cambiar la velocidad del flujo, se necesita un controlador de velocidad del motor y, para medirlo, un anemómetro con la precisión adecuada. El velocímetro no tiene por qué ser digital; es muy posible arreglárselas con una placa desviable con graduación angular o un anemómetro líquido, que tiene mayor precisión.
El túnel de viento se conoce desde hace bastante tiempo; Mozhaisky lo utilizó en investigaciones, y Tsiolkovsky y Zhukovsky ya lo han desarrollado en detalle; tecnología moderna experimento, que no ha cambiado fundamentalmente.
El túnel de viento de mesa se implementó sobre la base de un ventilador industrial bastante potente. Detrás del ventilador hay placas perpendiculares entre sí que orientan el flujo antes de entrar en la cámara de medición. Las ventanas de la cámara de medición están equipadas con vidrio. En la pared inferior se corta un orificio rectangular para los soportes. Un impulsor de anemómetro digital se instala directamente en la cámara de medición para medir la velocidad del flujo. La tubería tiene un ligero estrechamiento en la salida para “retroceder” el flujo, lo que reduce la turbulencia a costa de reducir la velocidad. La velocidad del ventilador se controla mediante un sencillo controlador electrónico doméstico.
Las características de la tubería resultaron ser peores de lo calculado, principalmente debido a la discrepancia entre el rendimiento del ventilador y las especificaciones. El retorno de flujo también redujo la velocidad en el área de medición en 0,5 m/s. Como resultado velocidad máxima- ligeramente por encima de 5 m/s, lo que, sin embargo, resultó suficiente.
Número de Reynolds para tubería:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (velocidad) = 5 m/s
L (característica) = 250 mm = 0,25 m
ν (coeficiente (densidad/viscosidad)) = 0,000014 m^2/s
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143
Para medir las fuerzas que actúan sobre la aeronave se utilizaron escalas aerodinámicas elementales con dos grados de libertad basadas en un par de balanzas electrónicas de joyería con una precisión de 0,01 gramos. El avión se fijó en dos soportes en el ángulo deseado y se instaló en la plataforma de la primera balanza. Estos, a su vez, estaban colocados sobre una plataforma móvil con una palanca que transmitía fuerza horizontal a la segunda balanza.
Las mediciones han demostrado que la precisión es suficiente para los modos básicos. Sin embargo, era difícil fijar la esquina, por lo que era mejor desarrollar un esquema de fijación adecuado con marcas.
Al soplar los modelos, se midieron dos parámetros principales: la fuerza de arrastre y la fuerza de elevación, dependiendo de la velocidad del flujo en un ángulo determinado. Se construyó una familia de características con valores bastante realistas para describir el comportamiento de cada avión. Los resultados se resumen en gráficos con una mayor normalización de la escala en relación con la velocidad.
Modelo número 1.
Media dorada. El diseño se corresponde lo más posible con el material: el papel. La fuerza de las alas corresponde a su longitud, la distribución del peso es óptima, por lo que un avión correctamente plegado se alinea bien y vuela suavemente. Fue la combinación de tales cualidades y la facilidad de montaje lo que hizo que este diseño fuera tan popular. La velocidad es menor que la del segundo modelo, pero mayor que la del tercero. A altas velocidades, la ancha cola, que antes estabilizaba perfectamente el modelo, comienza a interferir.
Modelo nº 2.
El modelo con peores características de vuelo. El gran barrido y las alas cortas están diseñadas para funcionar mejor a altas velocidades, que es lo que sucede, pero la sustentación no aumenta lo suficiente y el avión realmente vuela como una lanza. Además, no se estabiliza adecuadamente en vuelo.
Modelo número 3.
Representante de la escuela de “ingeniería”, el modelo fue concebido especialmente con características especiales. Las alas con una relación de aspecto alta en realidad funcionan mejor, pero la resistencia aumenta muy rápidamente: el avión vuela lentamente y no tolera la aceleración. Para compensar la rigidez insuficiente del papel, se utilizan numerosos pliegues en la punta del ala, lo que también aumenta la resistencia. Sin embargo, el modelo es muy impresionante y vuela bien.
Algunos resultados sobre la visualización de vórtices.
Si introduces una fuente de humo en el flujo, podrás ver y fotografiar los flujos que rodean el ala. No teníamos a nuestra disposición generadores de humo especiales; usábamos varitas de incienso. Se utilizó un filtro de procesamiento de fotografías para aumentar el contraste. El caudal también disminuyó porque la densidad del humo era baja.
Formación de flujo en el borde de ataque del ala.
“Cola” turbulenta.
Los flujos también se pueden examinar utilizando hilos cortos pegados al ala o una sonda delgada con un hilo al final.
Está claro que un avión de papel es, ante todo, sólo una fuente de alegría y una maravillosa ilustración del primer paso hacia el cielo. En la práctica, sólo las ardillas voladoras, que no tienen una gran importancia económica nacional, al menos en nuestra región, utilizan un principio similar de vuelo.
Una similitud más práctica con un avión de papel es el "Wing suite", un traje de alas para paracaidistas que permite el vuelo horizontal. Por cierto, la calidad aerodinámica de un traje de este tipo es menor que la de un avión de papel: no más de 3.
Se me ocurrió un tema, un plan: 70 por ciento, edición de teoría, hardware, edición general, un plan de discurso.
Recopiló toda la teoría, hasta la traducción de artículos, mediciones (muy laboriosas, por cierto), dibujos/gráficos, texto, literatura, presentación, informe (había muchas preguntas).
Me estoy saltando la sección donde vista general Se consideran problemas de análisis y síntesis que permiten construir la secuencia inversa: diseñar un avión según unas características dadas.
Teniendo en cuenta el trabajo realizado, podemos añadir coloración al mapa mental indicando la realización de las tareas asignadas. Verde Aquí hay puntos que se encuentran en un nivel satisfactorio, verde claro - temas que tienen algunas limitaciones, amarillo - áreas abordadas pero no desarrolladas adecuadamente, rojo - áreas prometedoras que necesitan investigación adicional (la financiación es bienvenida).
Un mes pasó desapercibido: mi hija estaba navegando por Internet, pasando una pipa sobre la mesa. La balanza se inclinaba, los aviones pasaban volando de la teoría. El resultado fueron 30 páginas de texto decente con fotografías y gráficos. El trabajo fue enviado a la ronda por correspondencia (solo varios miles de trabajos en todas las secciones). Otro mes después, horror de los horrores, publicaron una lista de informes en persona, donde el nuestro estaba contiguo al resto de los nanococodrilos. El niño suspiró tristemente y comenzó a hacer una presentación durante 10 minutos. Inmediatamente excluyeron la lectura, el habla, tan vívida y significativa. Antes del evento, hubo un repaso de tiempos y protestas. Por la mañana, el orador privado de sueño, con la sensación correcta de "no recuerdo ni sé nada", fue a KSU a buscar una sierra.
Al final del día comencé a preocuparme, no hubo respuesta, ni saludos. Se llega a un estado tan precario en el que no se comprende si la broma arriesgada fue un éxito o no. No quería que el adolescente terminara de alguna manera con esta historia. Resultó que todo se retrasó y su informe llegó a las 4 de la tarde. El niño envió un SMS: “Te lo dije todo, el jurado se ríe”. Bueno, pienso, vale, gracias, al menos no me regañan. Y después de aproximadamente otra hora, un "diploma de primer grado". Esto fue completamente inesperado.
Pensamos en cualquier cosa, pero en el contexto de una presión absolutamente salvaje por parte de los participantes y los lobbystas, para recibir el primer premio para siempre, pero el trabajo informal es algo de una época completamente olvidada. Más tarde dijo que el jurado (bastante autorizado, por cierto, nada menos que la Facultad de Ciencias Matemáticas) mató a los nanotecnólogos zombificados a la velocidad del rayo. Al parecer, en los círculos científicos todo el mundo está tan harto que han levantado incondicionalmente una barrera tácita al oscurantismo. Llegó al punto de la ridiculez: el pobre niño leyó algo de ciencia ficción descabellada, pero no pudo responder en qué medida se medía el ángulo durante sus experimentos. Los supervisores científicos influyentes palidecieron un poco (pero se recuperaron rápidamente), para mí es un misterio por qué organizaron tal desgracia, incluso a expensas de los niños. Como resultado, todos los premios fueron entregados a chicos agradables con ojos normales y vivaces y buenos temas. El segundo diploma, por ejemplo, lo recibió una chica con un modelo de motor Stirling, que rápidamente lo puso en marcha en el departamento, cambió rápidamente de modo y comentó inteligentemente todo tipo de situaciones. Otro diploma lo recibió un chico que estaba sentado en un telescopio de la universidad buscando algo bajo la guía de un profesor que definitivamente no permitía ninguna “ayuda” externa. Esta historia me dio algo de esperanza. El hecho de que existe una voluntad de la gente común y corriente hacia el orden normal de las cosas. No es un hábito de injusticia predeterminada, sino una disposición a hacer esfuerzos para restaurarla.
Al día siguiente, en la ceremonia de premiación, el presidente del comité de admisiones se acercó a los ganadores y les dijo que todos se habían matriculado anticipadamente en el departamento de física de KSU. Si quieren inscribirse simplemente deberán traer documentos ajenos al concurso. Este beneficio, por cierto, existió una vez, pero ahora ha sido cancelado oficialmente, al igual que se cancelaron las preferencias adicionales para los medallistas y las Olimpiadas (excepto, al parecer, para los ganadores de las Olimpiadas rusas). Es decir, fue una pura iniciativa del consejo académico. Está claro que ahora hay una crisis de aspirantes y no tienen muchas ganas de estudiar física, por otro lado, esta es una de las facultades más normales y con buen nivel. Entonces, corrigiendo los cuatro, el niño acabó en la primera fila de los inscritos. No puedo imaginar cómo se las arreglará, pero si lo descubro, lo escribiré.
¿Su hija podría hacer este tipo de trabajo sola?
Ella también preguntó: como papá, no lo hice todo yo mismo.
Mi versión es así. Hiciste todo tú mismo, entiendes lo que está escrito en cada página y puedes responder cualquier pregunta: sí. ¿Sabe más sobre la región que los aquí presentes y sus conocidos? Sí. Entendí la tecnología general de un experimento científico desde el inicio de una idea hasta el resultado + investigación secundaria, sí. Hizo un trabajo importante, sin duda. Ella presentó este trabajo de manera general sin patrocinio, sí. Defendido - está bien. El jurado está cualificado, sin lugar a dudas. Entonces esta es tu recompensa por la conferencia escolar.
Soy ingeniero acústico, una pequeña empresa de ingeniería, me gradué de ingeniería en sistemas de aviación y luego estudié.
Una persona volará confiando no en la fuerza de sus músculos, sino en la fuerza de su mente.
(N. E. Zhukovsky)
¿Por qué y cómo vuela un avión? ¿Por qué los pájaros pueden volar aunque sean más pesados que el aire? ¿Qué fuerzas levantan un enorme avión de pasajeros que puede volar más rápido, más alto y más lejos que cualquier pájaro, porque sus alas están inmóviles? ¿Por qué un planeador sin motor puede flotar en el aire? Todas estas y muchas otras preguntas tienen respuesta la aerodinámica, una ciencia que estudia las leyes de interacción del aire con los cuerpos que se mueven en él.
En el desarrollo de la aerodinámica en nuestro país, el profesor Nikolai Egorovich Zhukovsky (1847 -1921), "el padre de la aviación rusa", como lo llamó V.I. El mérito de Zhukovsky radica en el hecho de que fue el primero en explicar la formación de la fuerza sustentadora de un ala y formular un teorema para calcular esta fuerza. Zhukovsky no sólo descubrió las leyes que subyacen a la teoría del vuelo, sino que también preparó el terreno para el rápido desarrollo de la aviación en nuestro país.
Al volar en cualquier avión cuatro fuerzas actúan, cuya combinación le impide caer:
Gravedad- una fuerza constante que atrae el avión hacia el suelo.
Fuerza de tracción, que proviene del motor y hace avanzar el avión.
Fuerza de resistencia, lo opuesto al empuje y es causado por la fricción, lo que ralentiza el avión y reduce la sustentación de las alas.
Fuerza de elevación, que se forma cuando el aire que se mueve sobre el ala crea una presión reducida. Sujeto a las leyes de la aerodinámica, todos los aviones despegan, empezando por los aviones deportivos ligeros.
A primera vista, todos los aviones son muy similares, pero si miras de cerca, puedes encontrar diferencias entre ellos. Pueden diferir en las alas, la cola y la estructura del fuselaje. De esto dependen su velocidad, altitud de vuelo y otras maniobras. Y cada avión tiene sólo su propio par de alas.
Para volar, no es necesario batir las alas, es necesario hacer que se muevan en relación con el aire. Y para hacer esto, al ala simplemente se le debe dar velocidad horizontal. De la interacción del ala con el aire surgirá una fuerza de sustentación, y tan pronto como su valor sea mayor que el peso del ala misma y todo lo relacionado con ella, comenzará el vuelo. Lo único que queda por hacer es fabricar un ala adecuada y poder acelerarla hasta la velocidad requerida.
Los observadores se dieron cuenta hace mucho tiempo de que las alas de los pájaros no son planas. Considere un ala cuya superficie inferior es plana y cuya superficie superior es convexa.
El flujo de aire que fluye hacia el borde de ataque del ala se divide en dos partes: una fluye alrededor del ala desde abajo y la otra desde arriba. El aire de arriba tiene que recorrer un camino un poco más largo que el de abajo, por lo que la velocidad del aire de arriba también será ligeramente mayor que la de abajo. Se sabe que a medida que aumenta la velocidad, la presión en el flujo de gas disminuye. También en este caso la presión del aire debajo del ala es mayor que encima. La diferencia de presión se dirige hacia arriba y esa es la fuerza de elevación. Y si añades un ángulo de ataque, la sustentación aumentará aún más.
¿Cómo vuela un avión real?
El ala de un avión real tiene forma de lágrima, lo que hace que el aire que pasa por encima del ala se mueva más rápido en comparación con el aire que pasa por la parte inferior del ala. Esta diferencia en el flujo de aire crea sustentación y el avión vuela.
Y la idea fundamental aquí es la siguiente: el flujo de aire es cortado en dos por el borde de ataque del ala, y una parte fluye alrededor del ala a lo largo de la superficie superior y la segunda parte a lo largo de la superficie inferior. Para que los dos flujos converjan detrás del borde de fuga del ala sin crear un vacío, el aire que fluye sobre la superficie superior del ala debe moverse más rápido en relación con el avión que el aire que fluye alrededor de la superficie inferior, ya que tiene un mayor distancia a recorrer.
Una presión baja desde arriba empuja el ala hacia sí misma y una presión más alta desde abajo la empuja hacia arriba. El ala se eleva. Y si la fuerza de elevación excede el peso del avión, entonces el avión mismo cuelga en el aire.
Los aviones de papel no tienen alas con forma, entonces, ¿cómo vuelan? La sustentación se crea mediante el ángulo de ataque de sus alas planas. Incluso con alas planas, notarás que el aire que se mueve sobre el ala viaja un poco más lejos (y se mueve más rápido). La sustentación se crea mediante la misma presión que con las alas perfiladas, pero, por supuesto, esta diferencia de presión no es tan grande.
El ángulo de ataque de una aeronave es el ángulo entre la dirección de la velocidad del flujo de aire que incide sobre el cuerpo y la dirección longitudinal característica elegida en el cuerpo, por ejemplo, para un avión esta será la cuerda del ala - la eje de construcción longitudinal, para un proyectil o cohete: su eje de simetría.
Ala recta
La ventaja de un ala recta es su alto coeficiente de sustentación, que permite aumentar significativamente la carga específica sobre el ala y, por tanto, reducir las dimensiones y el peso, sin temor a un aumento significativo de la velocidad de despegue y aterrizaje.
La desventaja que determina la inadecuación de un ala de este tipo a velocidades de vuelo supersónicas es un fuerte aumento en la resistencia del avión.
ala delta
Un ala delta es más rígida y ligera que un ala recta y se utiliza con mayor frecuencia a velocidades supersónicas. El uso de un ala delta está determinado principalmente por consideraciones de resistencia y diseño. Las desventajas de un ala delta son la aparición y desarrollo de una crisis de olas.
CONCLUSIÓN
Si cambia la forma del ala y la nariz de un avión de papel durante el modelado, el alcance y la duración de su vuelo pueden cambiar.
Las alas de un avión de papel son planas. Para garantizar la diferencia en los flujos de aire por encima y por debajo del ala (para generar sustentación), se debe inclinar en un cierto ángulo (ángulo de ataque).
Los aviones para vuelos más largos no son especialmente rígidos, pero tienen una gran envergadura y están bien equilibrados.
Panaiotov Georgy
Objeto del trabajo: Diseñar aeronaves con las siguientes características: alcance máximo y duración del vuelo.
Tareas:
Analizar información obtenida de fuentes primarias;
Estudie los elementos del antiguo arte oriental del aerogami;
Familiarícese con los conceptos básicos de la aerodinámica, la tecnología para construir aviones a partir de papel;
Realizar pruebas de modelos diseñados;
Desarrollar habilidades para lanzar modelos de manera correcta y efectiva;
Descargar:
Avance:
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Títulos de diapositivas:
Trabajo de investigación “Estudio de las propiedades de vuelo de varios modelos de aviones de papel”
Hipótesis: se puede suponer que las características de vuelo de un avión dependen de su forma.
Experimento número 1 “El principio de creación de un ala” El aire que se mueve a lo largo de la superficie superior de la tira ejerce menos presión que el aire estacionario ubicado debajo de la tira. Levanta la tira.
Experimento No. 2 El aire en movimiento ejerce menos presión que el aire estacionario que se encuentra debajo de la hoja.
Experimento No. 3 “Soplo” El aire estacionario en los bordes de las tiras ejerce una presión más fuerte que el aire en movimiento entre ellas. La diferencia de presión empuja las tiras una hacia la otra.
Pruebas: Modelo No. 1 Rango de intento No. 1 6m 40cm No. 2 10m 45cm No. 3 8m
Pruebas: Modelo No. 2 Rango de intento No. 1 10m 20cm No. 2 14m No. 3 16m 90cm
Pruebas: Modelo No. 3 Rango de intento No. 1 13m 50cm No. 2 12m No. 3 13m
Pruebas: Modelo No. 4 Rango de intento No. 1 13m 60cm No. 2 19m 70cm No. 3 21m 60cm
Pruebas: Modelo No. 5 Rango de intento No. 1 9m 20cm No. 2 13m 20cm No. 3 10m 60cm
Resultados de la prueba: Campeón en rango de vuelo Modelo No. 4 Campeón en tiempo de permanencia en el aire Modelo No. 5
Conclusión: las características de vuelo de un avión dependen de su forma.
Avance:
Introducción
Cada vez que veo un avión, un pájaro plateado que se eleva hacia el cielo, admiro el poder con el que supera fácilmente la gravedad y surca el océano del cielo y me hago preguntas:
- ¿Cómo se debe diseñar el ala de un avión para soportar una carga pesada?
- ¿Cuál debería ser la forma óptima de un ala que corta el aire?
- ¿Qué características del viento ayudan a que un avión vuele?
- ¿Qué velocidad puede alcanzar un avión?
El hombre siempre ha soñado con elevarse al cielo “como un pájaro” y desde la antigüedad intenta hacer realidad su sueño. En el siglo XX, la aviación comenzó a desarrollarse tan rápidamente que la humanidad no pudo preservar muchos de los originales de este tecnología compleja. Pero en los museos se han conservado muchos ejemplos en forma de modelos reducidos, que ofrecen una imagen casi completa de las máquinas reales.
Elegí este tema porque ayuda en la vida no solo a desarrollar el pensamiento técnico lógico, sino también a adquirir habilidades prácticas para trabajar con papel, ciencia de materiales y tecnología para diseñar y construir aviones. Y lo más importante es crear tu propio avión.
Planteamos una hipótesis: se puede suponer que características de vuelo Los aviones dependen de su forma.
Utilizamos los siguientes métodos de investigación:
- Estudiar literatura científica;
- Obtención de información en Internet;
- Observación directa, experimentación;
- Creación de modelos de aviones piloto experimentales;
Objeto del trabajo: Diseñar aeronaves con las siguientes características: alcance máximo y duración del vuelo.
Tareas:
Analizar información obtenida de fuentes primarias;
Estudie los elementos del antiguo arte oriental del aerogami;
Familiarícese con los conceptos básicos de la aerodinámica, la tecnología para construir aviones a partir de papel;
Realizar pruebas de modelos diseñados;
Desarrollar habilidades para lanzar modelos de manera correcta y efectiva;
Basé mi investigación en una de las áreas del arte japonés del origami: aerogami (del japonés "gami" - papel y del latín "aero" - aire).
La aerodinámica (de las palabras griegas aer - aire y dinamis - fuerza) es la ciencia de las fuerzas que surgen cuando los cuerpos se mueven en el aire. El aire, gracias a su propiedades fisicas, resiste el movimiento de cuerpos sólidos en él. Al mismo tiempo, surgen fuerzas de interacción entre los cuerpos y el aire, que son estudiadas por la aerodinámica.
La aerodinámica es base teórica aviación moderna. Cualquier aeronave, vuela, obedeciendo las leyes de la aerodinámica. Por tanto, para un diseñador de aviones, el conocimiento de las leyes básicas de la aerodinámica no sólo es útil, sino también simplemente necesario. Mientras estudiaba las leyes de la aerodinámica, realicé una serie de observaciones y experimentos: “Elegir la forma de un avión”, “Principios para crear un ala”, “Soplar”, etc.
Construcción.
Doblar un avión de papel no es tan fácil como parece. Las acciones deben ser seguras y precisas, las curvas deben ser perfectamente rectas y en los lugares correctos. Los diseños simples perdonan los errores, pero en los complejos, un par de ángulos no ideales pueden llevar el proceso de ensamblaje a un callejón sin salida. Además, hay casos en los que la curvatura debe ser deliberadamente poco precisa.
Por ejemplo, si uno de los últimos pasos requiere doblar una estructura gruesa de múltiples capas por la mitad, el plegado no funcionará a menos que se realicen ajustes para el grosor al comienzo del plegado. Estas cosas no se describen en diagramas, vienen con la experiencia. Y qué tan bien volará depende de la simetría y la distribución precisa del peso del modelo.
El punto clave en la "aviación de papel" es la ubicación del centro de gravedad. Creando varios diseños, propongo hacer más pesado el morro del avión colocándolo en él. más papel, forman alas completas, estabilizadores, quilla. Entonces el avión de papel podrá controlarse como si fuera real.
Por ejemplo, a través de la experimentación descubrí que la velocidad y la trayectoria de vuelo se pueden ajustar doblando la parte posterior de las alas como si fueran aletas reales, girando ligeramente la aleta de papel. Este control es la base de las “acrobacias aéreas en papel”.
Los diseños de aeronaves varían significativamente según el propósito de su construcción. Por ejemplo, los aviones para vuelos de larga distancia tienen forma de dardo: son igualmente estrechos, largos, rígidos y con un pronunciado desplazamiento del centro de gravedad hacia la nariz. Los aviones para vuelos más largos no son especialmente rígidos, pero tienen una gran envergadura y están bien equilibrados. El equilibrio es extremadamente importante para los aviones lanzados al aire libre. Deben mantener la posición correcta a pesar de las vibraciones desestabilizadoras del aire. Los aviones lanzados en interiores se benefician al mover el centro de gravedad hacia la nariz. Estos modelos vuelan más rápido, son más estables y son más fáciles de lanzar.
Pruebas
Para lograr altos resultados al lanzar, es necesario dominar la técnica de lanzamiento correcta.
- Para enviar un avión a distancia máxima, debes lanzarlo hacia adelante y hacia arriba en un ángulo de 45 grados con la mayor fuerza posible.
- En las competiciones de tiempo de vuelo, debes lanzar el avión a altura máxima para que tarde más en deslizarse hacia abajo.
Lanzar en al aire libre además de problemas adicionales (viento) crea beneficios adicionales. Usando corrientes de aire ascendentes, puedes hacer que un avión vuele increíblemente lejos y durante mucho tiempo. Se puede encontrar una fuerte corriente ascendente, por ejemplo, cerca de un gran edificio de varios pisos: al golpear la pared, el viento cambia de dirección a vertical. En un día soleado se puede encontrar un colchón de aire más agradable en un aparcamiento. El asfalto oscuro se calienta mucho y el aire caliente que hay encima se eleva suavemente.
parte principal
1.1 Observaciones y experimentos.
Observaciones
Elegir la forma del avión.(Apéndice 11)
Hechos increíbles
Muchos de nosotros hemos visto, o tal vez hecho, aviones de papel y los hemos lanzado, viéndolos volar en el aire.
¿Alguna vez te has preguntado quién fue el primero en crear un avión de papel y por qué?
Hoy en día, los aviones de papel los fabrican no solo niños, sino también empresas serias de fabricación de aviones: ingenieros y diseñadores.
Cómo, cuándo y para qué se utilizaron y se siguen utilizando los aviones de papel se puede encontrar aquí.
Algunos hechos históricos relacionados con los aviones de papel.
* El primer avión de papel se creó hace unos 2.000 años. Se cree que los primeros en tener la idea de hacer aviones de papel fueron los chinos, a quienes también les gustaba crear cometas voladoras a partir de papiro.
* Los hermanos Montgolfier, Joseph-Michel y Jacques-Etienne, también decidieron utilizar papel para los vuelos. Ellos fueron los que inventaron globo y papel usado para esto. Esto sucedió en el siglo XVIII.
*Leonardo da Vinci escribió sobre el uso de papel para crear modelos de un ornitóptero (avión).
* A principios del siglo XX, las revistas de aviación utilizaban imágenes de aviones de papel para explicar los principios de la aerodinámica.
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* En su afán por construir la primera máquina voladora capaz de transportar a una persona, los hermanos Wright utilizaron aviones de papel y alas en túneles de viento.
* En la década de 1930, el artista e ingeniero inglés Wallis Rigby diseñó su primer avión de papel. Esta idea pareció interesante a varios editores, que empezaron a colaborar con él y a publicar sus modelos en papel, bastante fáciles de montar. Vale la pena señalar que Rigby intentó hacer no solo modelos interesantes, sino también modelos voladores.
* También a principios de la década de 1930, Jack Northrop, de Lockheed Corporation, utilizó varios modelos de papel de aviones y alas para realizar pruebas. Esto se hizo antes de la creación de aviones realmente grandes.
* Durante la Segunda Guerra Mundial, muchos gobiernos restringieron el uso de materiales como el plástico, el metal y la madera, por considerarlos estratégicamente importantes. El papel se volvió ampliamente disponible y muy popular en la industria del juguete. Esto es lo que hizo popular el modelado en papel.
* En la URSS, el modelado en papel también era muy popular. En 1959 se publicó el libro de P. L. Anokhin "Paper Flying Models". Como resultado, este libro se hizo muy popular entre los modelistas durante muchos años. En él se podía aprender sobre la historia de la construcción de aviones, así como sobre el modelado en papel. Todos los modelos en papel eran originales; por ejemplo, se podía encontrar un modelo en papel volador del avión Yak.
Datos inusuales sobre los modelos de aviones de papel.
*Según la Asociación de Aviones de Papel, un avión de papel lanzado al espacio exterior no volará, sino que se deslizará en línea recta. Si un avión de papel no choca con algo, puede flotar en el espacio para siempre.
* El avión de papel más caro se utilizó en el transbordador espacial durante su próximo vuelo al espacio. El coste del combustible utilizado para llevar el avión al espacio en el transbordador es suficiente para considerar que este avión de papel es el más caro.
* La envergadura más grande de un avión de papel es de 12,22 cm. Un avión con tales alas pudo volar casi 35 metros antes de chocar contra una pared. Un avión de este tipo fue fabricado por un grupo de estudiantes de la Facultad de Ingeniería Aeronáutica y de Cohetes del Instituto Politécnico de Delft, Países Bajos.
El lanzamiento tuvo lugar en 1995, cuando el avión fue lanzado dentro de un edificio desde una plataforma de 3 metros de altura. Según las normas, el avión debía volar unos 15 metros. Si no fuera por el espacio limitado, habría volado mucho más lejos.
* Científicos, ingenieros y estudiantes utilizan aviones de papel para estudiar aerodinámica. La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) envió un avión de papel al espacio en el transbordador espacial.
*Se pueden hacer aviones de papel. varias formas. Según Ken Blackburn, poseedor del récord, los aviones con forma de "X", de aro o de futurista astronave, puede volar como simples aviones de papel si se hace correctamente.
*Especialistas de la NASA junto con astronautas. realizó una clase magistral para escolaresen el hangar de su centro de investigación en 1992. Juntos construyeron grandes aviones de papel, cuya envergadura podía alcanzar los 9 metros.
* El avión de origami de papel más pequeño fue creado bajo un microscopio por el Sr. Naito de Japón. Dobló un avión a partir de una hoja de papel de 2,9 metros cuadrados. milímetro. Una vez realizado, el avión se colocaba en la punta de una aguja de coser.
* El vuelo más largo de un avión de papel tuvo lugar el 19 de diciembre de 2010 y fue lanzado por el japonés Takuo Toda, director de la Asociación Japonesa de Aviones de Origami. La duración del vuelo de su modelo, lanzado en Fukuyama, prefectura de Hiroshima, fue de 29,2 segundos.
Cómo hacer un avión por Takuo Toda
Robot monta un avión de papel
