Ποιες είναι οι προϋποθέσεις για τον μακροχρόνιο σχεδιασμό ενός χάρτινου αεροπλάνου. Χάρτινα αεροπλάνα που πετούν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα: διαγράμματα, περιγραφές και συστάσεις

αντίγραφο

1 Ερευνητική εργασία Θέμα Ιδανικό χάρτινο αεροπλάνοΣυμπληρώθηκε από: Vitaliy Andreevich Prokhorov, μαθητής 8ης τάξης του γυμνασίου Smelovskaya Επικεφαλής: Tatyana Vasilievna Prokhorova, δασκάλα ιστορίας και κοινωνικών σπουδών του γυμνασίου Smelovskaya 2016

2 Περιεχόμενα Εισαγωγή Τα στοιχεία της επιτυχίας του ιδανικού αεροπλάνου Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα για τις δυνάμεις εκτόξευσης αεροπλάνου σε ένα αεροπλάνο σε Flight Pro Wing Δοκιμές αεροπλάνου εκτόξευσης μοντέλων αεροπλάνου Δοκιμή εμβέλειας πτήσης και χρόνου ολίσθησης Ιδανικό μοντέλο αεροπλάνου Για να συνοψίσουμε: θεωρητικό μοντέλοΤο δικό του μοντέλο και οι δοκιμές του Συμπεράσματα Παραπομπές Παράρτημα 1. Σχέδιο της πρόσκρουσης των δυνάμεων στο αεροπλάνο κατά την πτήση Παράρτημα 2. Σύρετε Παράρτημα 3. Επέκταση φτερού Παράρτημα 4. Σάρωμα φτερού Παράρτημα 5. Μέση αεροδυναμική χορδή του πτερυγίου (MAC) Παράρτημα 6. Γωνία εκτόξευσης πτερύγιου Appendix 9. Μοντέλα αεροπλάνων για το πείραμα

3 Εισαγωγή Το χάρτινο αεροπλάνο (αεροπλάνο) είναι ένα παιχνίδι-αεροπλάνο κατασκευασμένο από χαρτί. Είναι ίσως η πιο κοινή μορφή aerogami, ένας κλάδος του origami (η ιαπωνική τέχνη του διπλώματος χαρτιού). Στα Ιαπωνικά, ένα τέτοιο αεροσκάφος ονομάζεται 紙飛行機 (kami hikoki; kami=χαρτί, hikoki=αεροπλάνο). Παρά τη φαινομενική επιπολαιότητα αυτής της δραστηριότητας, αποδείχθηκε ότι η εκτόξευση αεροπλάνων είναι μια ολόκληρη επιστήμη. Γεννήθηκε το 1930, όταν ο Jack Northrop, ιδρυτής της Lockheed Corporation, χρησιμοποίησε χάρτινα αεροπλάνα για να δοκιμάσει νέες ιδέες σε πραγματικά αεροπλάνα. Και οι διαγωνισμοί εκτόξευσης χάρτινων αεροπλάνων Red Bull Paper Wings πραγματοποιούνται σε παγκόσμιο επίπεδο. Εφευρέθηκαν από τον Βρετανό Andy Chipling. Για πολλά χρόνια ο ίδιος και οι φίλοι του ασχολούνταν με τη δημιουργία χάρτινων μοντέλων, το 1989 ίδρυσε την Paper Aircraft Association. Ήταν αυτός που έγραψε το σύνολο κανόνων για την εκτόξευση χάρτινων αεροπλάνων, που χρησιμοποιούνται από ειδικούς από το βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες και που έχουν γίνει οι επίσημες εγκαταστάσεις του παγκόσμιου πρωταθλήματος. Το Origami, και μετά το aerogami, ήταν το πάθος μου εδώ και πολύ καιρό. Έχω φτιάξει διάφορα χάρτινα μοντέλα αεροπλάνων, αλλά μερικά από αυτά πετούσαν υπέροχα, ενώ άλλα έπεσαν αμέσως από το ρόπαλο. Γιατί συμβαίνει αυτό, πώς να φτιάξετε ένα μοντέλο ιδανικού αεροπλάνου (που πετάει για μεγάλο χρονικό διάστημα και μακριά); Συνδυάζοντας το πάθος μου με τη γνώση της φυσικής, ξεκίνησα την έρευνά μου. Σκοπός της μελέτης: εφαρμόζοντας τους νόμους της φυσικής, να δημιουργηθεί ένα μοντέλο ιδανικού αεροπλάνου. Καθήκοντα: 1. Να μελετήσει τους βασικούς νόμους της φυσικής που επηρεάζουν την πτήση ενός αεροπλάνου. 2. Εξάγετε τους κανόνες για τη δημιουργία του τέλειου αεροπλάνου. 3

4 3. Εξετάστε τα ήδη δημιουργημένα μοντέλα αεροπλάνων για εγγύτητα με το θεωρητικό μοντέλο ενός ιδανικού αεροπλάνου. 4. Δημιουργήστε το δικό σας μοντέλο αεροπλάνου που να είναι κοντά στο θεωρητικό μοντέλο ενός ιδανικού αεροπλάνου. 1. Ιδανικό αεροπλάνο 1.1. Συστατικά της επιτυχίας Αρχικά, ας ασχοληθούμε με το ερώτημα πώς να φτιάξετε ένα καλό χάρτινο αεροπλάνο. Βλέπετε, η κύρια λειτουργία ενός αεροπλάνου είναι η ικανότητα να πετάει. Πώς να φτιάξετε ένα αεροσκάφος με τις καλύτερες επιδόσεις. Για να το κάνουμε αυτό, στρεφόμαστε πρώτα σε παρατηρήσεις: 1. Ένα αεροπλάνο πετά γρηγορότερα και περισσότερο, όσο πιο δυνατή είναι η ρίψη, εκτός αν κάτι (τις περισσότερες φορές ένα κομμάτι χαρτί που κυματίζει στη μύτη ή κρέμονται χαμηλωμένα φτερά) δημιουργεί αντίσταση και επιβραδύνει το αεροπλάνο προς τα εμπρός. 2. Όσο κι αν προσπαθήσουμε να ρίξουμε ένα φύλλο χαρτιού, δεν θα μπορέσουμε να το πετάξουμε όσο ένα μικρό βότσαλο έχει το ίδιο βάρος. 3. Για ένα χάρτινο αεροπλάνο, τα μακριά φτερά είναι άχρηστα, τα κοντά φτερά είναι πιο αποτελεσματικά. Τα βαριά αεροπλάνα δεν πετούν μακριά 4. Ένας άλλος βασικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι η γωνία με την οποία το αεροπλάνο κινείται προς τα εμπρός. Περνώντας στους νόμους της φυσικής, βρίσκουμε τις αιτίες των παρατηρούμενων φαινομένων: 1. Οι πτήσεις των χάρτινων αεροπλάνων υπακούουν στον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα: η δύναμη (στην περίπτωση αυτή, η άντωση) είναι ίση με τον ρυθμό μεταβολής της ορμής. 2. Είναι όλα σχετικά με την οπισθέλκουσα, ένας συνδυασμός αντίστασης αέρα και αναταράξεων. Η αντίσταση του αέρα που προκαλείται από το ιξώδες του είναι ανάλογη με την περιοχή διατομής του μετωπικού τμήματος του αεροσκάφους, 4

5 με άλλα λόγια, εξαρτάται από το πόσο μεγάλο είναι το ρύγχος του αεροσκάφους όταν το βλέπουμε από μπροστά. Ο στροβιλισμός είναι το αποτέλεσμα της δράσης των δινορευτικών ρευμάτων αέρα που σχηματίζονται γύρω από το αεροσκάφος. Είναι ανάλογο με την επιφάνεια του αεροσκάφους, το βελτιωμένο σχήμα το μειώνει σημαντικά. 3. Τα μεγάλα φτερά του χάρτινου αεροπλάνου κρεμούν και δεν μπορούν να αντισταθούν στην κάμψη της δύναμης ανύψωσης, καθιστώντας το αεροπλάνο βαρύτερο και αυξάνοντας την αντίσταση. Το υπερβολικό βάρος εμποδίζει το αεροσκάφος να πετάξει μακριά και αυτό το βάρος δημιουργείται συνήθως από τα φτερά, με τη μεγαλύτερη ανύψωση να εμφανίζεται στην περιοχή του πτερυγίου που βρίσκεται πιο κοντά στην κεντρική γραμμή του αεροσκάφους. Επομένως, τα φτερά πρέπει να είναι πολύ κοντά. 4. Κατά την εκτόξευση, ο αέρας πρέπει να χτυπήσει την κάτω πλευρά των πτερυγίων και να εκτραπεί προς τα κάτω για να παρέχει επαρκή ανύψωση στο αεροσκάφος. Εάν το αεροσκάφος δεν βρίσκεται υπό γωνία ως προς την κατεύθυνση του ταξιδιού και η μύτη του δεν είναι ψηλά, δεν υπάρχει ανύψωση. Παρακάτω θα εξετάσουμε τους βασικούς φυσικούς νόμους που επηρεάζουν το αεροπλάνο, πιο αναλυτικά τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα όταν το αεροπλάνο εκτοξεύεται.Γνωρίζουμε ότι η ταχύτητα ενός σώματος αλλάζει υπό την επίδραση μιας δύναμης που ασκείται σε αυτό. Εάν στο σώμα ασκούνται πολλές δυνάμεις, τότε βρίσκεται το αποτέλεσμα αυτών των δυνάμεων, δηλαδή μια ορισμένη συνολική δύναμη που έχει συγκεκριμένη διεύθυνση και αριθμητική τιμή. Στην πραγματικότητα, όλες οι εφαρμογές διάφορες δυνάμειςσε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή μπορεί να μειωθεί στη δράση μιας προκύπτουσας δύναμης. Επομένως, για να βρούμε πώς έχει αλλάξει η ταχύτητα του σώματος, πρέπει να γνωρίζουμε ποια δύναμη ασκεί στο σώμα. Ανάλογα με το μέγεθος και την κατεύθυνση της δύναμης, το σώμα θα λάβει τη μία ή την άλλη επιτάχυνση. Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα όταν το αεροπλάνο εκτοξεύεται. Όταν ενεργούσαμε στο αεροπλάνο με μικρή δύναμη, δεν επιτάχυνε πολύ. Πότε είναι η ισχύς 5

6 η πρόσκρουση αυξήθηκε, τότε το αεροπλάνο απέκτησε πολύ μεγαλύτερη επιτάχυνση. Δηλαδή, η επιτάχυνση είναι ευθέως ανάλογη της ασκούμενης δύναμης. Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη κρούσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση που αποκτά το σώμα. Η μάζα του σώματος σχετίζεται επίσης άμεσα με την επιτάχυνση που αποκτά το σώμα ως αποτέλεσμα της δύναμης. Σε αυτή την περίπτωση, η μάζα του σώματος είναι αντιστρόφως ανάλογη με την επιτάχυνση που προκύπτει. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο μικρότερη θα είναι η επιτάχυνση. Με βάση τα παραπάνω, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι όταν το αεροπλάνο εκτοξεύεται, υπακούει στον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, ο οποίος εκφράζεται με τον τύπο: a \u003d F / m, όπου a είναι η επιτάχυνση, F είναι η δύναμη της πρόσκρουσης, m είναι η μάζα του σώματος. Ο ορισμός του δεύτερου νόμου είναι ο εξής: η επιτάχυνση που αποκτά ένα σώμα ως αποτέλεσμα της πρόσκρουσης σε αυτό είναι ευθέως ανάλογη με τη δύναμη ή ως αποτέλεσμα των δυνάμεων αυτής της κρούσης και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του σώματος. Έτσι, αρχικά το αεροπλάνο υπακούει στον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα και το εύρος πτήσης εξαρτάται επίσης από τη δεδομένη αρχική δύναμη και μάζα του αεροπλάνου. Επομένως, οι πρώτοι κανόνες για τη δημιουργία ενός ιδανικού αεροπλάνου απορρέουν από αυτό: το αεροπλάνο πρέπει να είναι ελαφρύ, αρχικά να δίνει στο αεροπλάνο μεγάλη δύναμη Δυνάμεις που ενεργούν στο αεροπλάνο κατά την πτήση. Όταν ένα αεροπλάνο πετά, επηρεάζεται από πολλές δυνάμεις λόγω της παρουσίας αέρα, αλλά όλες μπορούν να αναπαρασταθούν με τη μορφή τεσσάρων κύριων δυνάμεων: βαρύτητα, ανύψωση, η δύναμη που τέθηκε κατά την εκτόξευση και η δύναμη της αντίστασης του αέρα (αντίσταση) (βλ. Παράρτημα 1). Η δύναμη της βαρύτητας παραμένει πάντα σταθερή. Η δύναμη ανύψωσης αντιτίθεται στο βάρος του αεροσκάφους και μπορεί να είναι μεγαλύτερη ή λιγότερο βάρος, ανάλογα με την ποσότητα ενέργειας που δαπανάται για να προχωρήσουμε μπροστά. Η δύναμη που τίθεται κατά την εκτόξευση εξουδετερώνεται από τη δύναμη της αντίστασης του αέρα (διαφορετικά οπισθέλκουσα). 6

7 Σε ευθεία και επίπεδη πτήση, αυτές οι δυνάμεις είναι αμοιβαία ισορροπημένες: η δύναμη που τίθεται κατά την εκτόξευση είναι ίση με τη δύναμη της αντίστασης του αέρα, η δύναμη ανύψωσης είναι ίση με το βάρος του αεροσκάφους. Χωρίς άλλη αναλογία αυτών των τεσσάρων βασικών δυνάμεων, η ευθεία και οριζόντια πτήση είναι αδύνατη. Οποιαδήποτε αλλαγή σε οποιαδήποτε από αυτές τις δυνάμεις θα επηρεάσει τον τρόπο πτήσης του αεροσκάφους. Εάν η ανύψωση που δημιουργείται από τα φτερά είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη της βαρύτητας, τότε το αεροπλάνο ανεβαίνει. Αντίθετα, μια μείωση της ανύψωσης ενάντια στη βαρύτητα προκαλεί την κάθοδο του αεροσκάφους, δηλαδή απώλεια υψομέτρου και πτώση του. Εάν δεν διατηρηθεί η ισορροπία δυνάμεων, τότε το αεροσκάφος θα καμπυλώσει τη διαδρομή πτήσης προς την κατεύθυνση της επικρατούσας δύναμης. Ας σταθούμε αναλυτικότερα στην αντίσταση, ως έναν από τους σημαντικούς παράγοντες της αεροδυναμικής. Η μετωπική αντίσταση είναι η δύναμη που εμποδίζει την κίνηση των σωμάτων σε υγρά και αέρια. Η μετωπική αντίσταση αποτελείται από δύο τύπους δυνάμεων: δυνάμεις εφαπτομενικής (εφαπτομενικής) τριβής που κατευθύνονται κατά μήκος της επιφάνειας του σώματος και δυνάμεις πίεσης που κατευθύνονται προς την επιφάνεια (Παράρτημα 2). Η δύναμη οπισθέλκουσας στρέφεται πάντα ενάντια στο διάνυσμα της ταχύτητας του σώματος στο μέσο και, μαζί με τη δύναμη ανύψωσης, αποτελεί συστατικό της συνολικής αεροδυναμικής δύναμης. Η δύναμη οπισθέλκουσας συνήθως αναπαρίσταται ως το άθροισμα δύο συνιστωσών: έλξης με μηδενική άντωση (επιβλαβής οπισθέλκουσα) και επαγωγικής οπισθέλκουσας. Η επιβλαβής αντίσταση εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της πρόσκρουσης της πίεσης του αέρα υψηλής ταχύτητας στα δομικά στοιχεία του αεροσκάφους (όλα τα προεξέχοντα μέρη του αεροσκάφους δημιουργούν επιβλαβή αντίσταση όταν κινούνται στον αέρα). Επιπλέον, στη διασταύρωση της πτέρυγας και του «σώματος» του αεροσκάφους, καθώς και στην ουρά, εμφανίζονται αναταράξεις ροής αέρα, οι οποίες δίνουν επίσης επιβλαβή αντίσταση. Επιβλαβές 7

Η οπισθέλκουσα 8 αυξάνεται όσο το τετράγωνο της επιτάχυνσης του αεροσκάφους (αν διπλασιάσετε την ταχύτητα, η επιβλαβής οπισθέλκουσα αυξάνεται κατά τέσσερις). ΣΕ σύγχρονη αεροπορίαΤα αεροσκάφη υψηλής ταχύτητας, παρά τις αιχμηρές άκρες των φτερών και το εξαιρετικά βελτιωμένο σχήμα, αντιμετωπίζουν σημαντική θέρμανση του δέρματος όταν ξεπερνούν τη δύναμη έλξης με τη δύναμη των κινητήρων τους (για παράδειγμα, το ταχύτερο αναγνωριστικό αεροσκάφος SR-71 Black Bird στον κόσμο προστατεύεται από μια ειδική ανθεκτική στη θερμότητα επίστρωση). Το δεύτερο συστατικό της οπισθέλκουσας, η επαγωγική οπισθέλκουσα, είναι ένα υποπροϊόν της ανύψωσης. Εμφανίζεται όταν ο αέρας ρέει από μια περιοχή υψηλής πίεσης μπροστά από το φτερό σε ένα σπάνιο μέσο πίσω από το φτερό. Η ειδική επίδραση της επαγωγικής αντίστασης είναι αισθητή σε χαμηλές ταχύτητες πτήσης, η οποία παρατηρείται στα χάρτινα αεροπλάνα ( ενδεικτικό παράδειγμααυτού του φαινομένου, μπορεί να φανεί σε πραγματικά αεροσκάφη κατά την προσγείωση. Το αεροπλάνο σηκώνει τη μύτη του κατά την προσγείωση, οι κινητήρες αρχίζουν να βουίζουν πιο έντονα αυξάνοντας την ώθηση). Η επαγωγική οπισθέλκουσα, παρόμοια με την επιβλαβή αντίσταση, είναι σε αναλογία ένα προς δύο με την επιτάχυνση του αεροσκάφους. Και τώρα λίγο για τις αναταράξεις. ΛεξικόΗ εγκυκλοπαίδεια «Αεροπορία» ορίζει: «Ο αναταράκτης είναι ο τυχαίος σχηματισμός μη γραμμικών φράκταλ κυμάτων με αυξανόμενη ταχύτητα σε υγρό ή αέριο μέσο». Με τα δικά μας λόγια, αυτή είναι μια φυσική ιδιότητα της ατμόσφαιρας, στην οποία η πίεση, η θερμοκρασία, η κατεύθυνση του ανέμου και η ταχύτητα αλλάζουν συνεχώς. Εξαιτίας αυτού αέριες μάζεςγίνονται ετερογενείς σε σύνθεση και πυκνότητα. Και όταν πετάει, το αεροπλάνο μας μπορεί να πέσει σε κατερχόμενα («καρφωμένα» στο έδαφος) ή ανοδικά (καλύτερα για εμάς, γιατί ανυψώνουν το αεροπλάνο από το έδαφος) ρεύματα αέρα, και αυτές οι ροές μπορούν επίσης να κινούνται τυχαία, να στρίβουν (τότε το αεροπλάνο πετάει απρόβλεπτα, περιστρέφεται και στρίβει). 8

9 Έτσι, συμπεραίνουμε από όσα ειπώθηκαν τις απαραίτητες ιδιότητες για τη δημιουργία ενός ιδανικού αεροπλάνου κατά την πτήση: Ένα ιδανικό αεροπλάνο πρέπει να είναι μακρύ και στενό, να λεπταίνει προς τη μύτη και την ουρά σαν βέλος, με σχετικά μικρή επιφάνεια για το βάρος του. Ένα αεροπλάνο με αυτά τα χαρακτηριστικά πετά σε μεγαλύτερη απόσταση. Εάν το χαρτί διπλωθεί έτσι ώστε η κάτω πλευρά του αεροπλάνου να είναι επίπεδη και επίπεδη, η ανύψωση θα ενεργήσει πάνω σε αυτό καθώς κατεβαίνει και θα αυξήσει την εμβέλειά του. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η ανύψωση συμβαίνει όταν ο αέρας χτυπά την κάτω επιφάνεια ενός αεροσκάφους που πετά με τη μύτη του ελαφρώς ανυψωμένη στο φτερό. Άνοιγμα φτερών είναι η απόσταση μεταξύ επιπέδων παράλληλων προς το επίπεδο συμμετρίας του φτερού και εφαπτομένων σε αυτό. ακραία σημεία. Το άνοιγμα των φτερών είναι ένα σημαντικό γεωμετρικό χαρακτηριστικό ενός αεροσκάφους που επηρεάζει την αεροδυναμική του και απόδοση πτήσης, και είναι επίσης μία από τις κύριες συνολικές διαστάσεις του αεροσκάφους. Επέκταση φτερού - ο λόγος του ανοίγματος των φτερών προς τη μέση αεροδυναμική χορδή του (Παράρτημα 3). Για μια μη ορθογώνια πτέρυγα, λόγος διαστάσεων = (τετράγωνο του ανοίγματος)/εμβαδόν. Αυτό μπορεί να γίνει κατανοητό εάν πάρουμε μια ορθογώνια πτέρυγα ως βάση, ο τύπος θα είναι απλούστερος: αναλογία διαστάσεων = άνοιγμα / χορδή. Εκείνοι. εάν το φτερό έχει άνοιγμα 10 μέτρα και η χορδή = 1 μέτρο, τότε η επιμήκυνση θα είναι = 10. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιμήκυνση, τόσο μικρότερη είναι η επαγωγική αντίσταση του πτερυγίου που σχετίζεται με τη ροή αέρα από την κάτω επιφάνεια της πτέρυγας προς την επάνω μέσω της άκρης με το σχηματισμό ακραίων στροβίλων. Στην πρώτη προσέγγιση, μπορούμε να υποθέσουμε ότι το χαρακτηριστικό μέγεθος μιας τέτοιας δίνης είναι ίσο με τη χορδή - και με την αύξηση του ανοίγματος, η δίνη γίνεται όλο και μικρότερη σε σύγκριση με το άνοιγμα των φτερών. 9

10 Φυσικά, όσο χαμηλότερη είναι η επαγωγική αντίσταση, τόσο μικρότερη είναι η συνολική αντίσταση του συστήματος, τόσο υψηλότερη είναι η αεροδυναμική ποιότητα. Φυσικά, υπάρχει ο πειρασμός να γίνει η επιμήκυνση όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Και εδώ αρχίζουν τα προβλήματα: μαζί με τη χρήση υψηλών αναλογιών διαστάσεων, πρέπει να αυξήσουμε τη δύναμη και την ακαμψία του πτερυγίου, κάτι που συνεπάγεται δυσανάλογη αύξηση της μάζας του πτερυγίου. Από πλευράς αεροδυναμικής, το πιο συμφέρον θα είναι ένα τέτοιο φτερό, το οποίο έχει τη δυνατότητα να δημιουργεί όσο το δυνατόν περισσότερη ανύψωση με όσο το δυνατόν λιγότερη αντίσταση. Για να εκτιμηθεί η αεροδυναμική τελειότητα της πτέρυγας, εισάγεται η έννοια της αεροδυναμικής ποιότητας της πτέρυγας. Η αεροδυναμική ποιότητα ενός πτερυγίου είναι ο λόγος της ανύψωσης προς τη δύναμη έλξης του φτερού. Το καλύτερο από την άποψη της αεροδυναμικής είναι ένα ελλειπτικό σχήμα, αλλά ένα τέτοιο φτερό είναι δύσκολο να κατασκευαστεί, επομένως χρησιμοποιείται σπάνια. Ένα ορθογώνιο φτερό είναι λιγότερο πλεονεκτικό αεροδυναμικά, αλλά πολύ πιο εύκολο στην κατασκευή. Το τραπεζοειδές πτερύγιο είναι καλύτερο από πλευράς αεροδυναμικών χαρακτηριστικών από ένα ορθογώνιο, αλλά είναι κάπως πιο δύσκολο να κατασκευαστεί. Τα σαρωτά και τριγωνικά φτερά από την άποψη της αεροδυναμικής σε χαμηλές ταχύτητες είναι κατώτερα από τα τραπεζοειδή και τα ορθογώνια (τέτοια φτερά χρησιμοποιούνται σε αεροσκάφη που πετούν με υπερηχητικές και υπερηχητικές ταχύτητες). Το ελλειπτικό φτερό σε κάτοψη έχει την υψηλότερη αεροδυναμική ποιότητα - την ελάχιστη δυνατή αντίσταση με τη μέγιστη ανύψωση. Δυστυχώς, μια πτέρυγα αυτής της μορφής δεν χρησιμοποιείται συχνά λόγω της πολυπλοκότητας του σχεδιασμού (ένα παράδειγμα χρήσης μιας πτέρυγας αυτού του τύπου είναι το αγγλικό μαχητικό Spitfire) (Παράρτημα 6). Γωνία σάρωσης πτερυγίων της απόκλισης φτερού από την κανονική προς τον άξονα συμμετρίας του αεροσκάφους, που προβάλλεται στο επίπεδο βάσης του αεροσκάφους. Σε αυτή την περίπτωση, η κατεύθυνση προς την ουρά θεωρείται θετική (Παράρτημα 4). Υπάρχουν 10

11 σαρώστε κατά μήκος της μπροστινής ακμής του πτερυγίου, κατά μήκος της ακμής που ακολουθεί και κατά μήκος της γραμμής χορδής τετάρτου. Αντίστροφη πτέρυγα σάρωσης (KOS) με αρνητική σάρωση (παραδείγματα μοντέλων αεροσκαφών με αντίστροφη σάρωση: Su-47 Berkut, Τσεχοσλοβακικό ανεμόπτερο LET L-13) . Η φόρτωση πτερυγίων είναι η αναλογία του βάρους ενός αεροσκάφους προς το εμβαδόν φέρουσας επιφάνειας του. Εκφράζεται σε kg/m² (για μοντέλα - g/dm²). Όσο χαμηλότερο είναι το φορτίο, τόσο μικρότερη είναι η ταχύτητα που απαιτείται για να πετάξετε. Η μέση αεροδυναμική χορδή του πτερυγίου (MAC) είναι ένα ευθύγραμμο τμήμα που συνδέει τα δύο πιο απομακρυσμένα σημεία του προφίλ το ένα από το άλλο. Για ένα φτερό ορθογώνιο σε κάτοψη, το MAR είναι ίσο με τη χορδή του φτερού (Παράρτημα 5). Γνωρίζοντας την τιμή και τη θέση του MAR στο αεροσκάφος και λαμβάνοντας το ως γραμμή βάσης, προσδιορίζεται η θέση του κέντρου βάρους του αεροσκάφους σε σχέση με αυτό, το οποίο μετράται σε % του μήκους MAR. Η απόσταση από το κέντρο βάρους έως την αρχή του MAR, εκφρασμένη ως ποσοστό του μήκους του, ονομάζεται κέντρο βάρους του αεροσκάφους. Είναι πιο εύκολο να βρείτε το κέντρο βάρους ενός χάρτινου αεροπλάνου: πάρτε μια βελόνα και μια κλωστή. τρυπήστε το αεροπλάνο με μια βελόνα και αφήστε το να κρεμαστεί από μια κλωστή. Το σημείο στο οποίο το αεροσκάφος θα ισορροπήσει με απόλυτα επίπεδα φτερά είναι το κέντρο βάρους. Και λίγο περισσότερο για το προφίλ του φτερού είναι το σχήμα του φτερού σε διατομή. Το προφίλ του φτερού έχει την ισχυρότερη επιρροή σε όλα τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά του φτερού. Υπάρχουν πολλοί τύποι προφίλ, επειδή η καμπυλότητα των άνω και κάτω επιφανειών του ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙδιαφορετικό, καθώς και το πάχος του ίδιου του προφίλ (Παράρτημα 6). Το κλασικό είναι όταν το κάτω μέρος είναι κοντά στο επίπεδο και το πάνω μέρος είναι κυρτό σύμφωνα με έναν ορισμένο νόμο. Αυτό είναι το λεγόμενο ασύμμετρο προφίλ, αλλά υπάρχουν και συμμετρικά, όταν το πάνω και το κάτω μέρος έχουν την ίδια καμπυλότητα. Η ανάπτυξη αεροτομών έχει πραγματοποιηθεί σχεδόν από την αρχή της ιστορίας της αεροπορίας και εξακολουθεί να πραγματοποιείται τώρα (στη Ρωσία, TsAGI Central Aerohydrodynamic 11

12 Ινστιτούτο που φέρει το όνομα του Καθηγητή Ν.Ε. Zhukovsky, στις ΗΠΑ τέτοιες λειτουργίες εκτελούνται από το Langley Research Center (τμήμα της NASA)). Ας βγάλουμε συμπεράσματα από τα παραπάνω για το φτερό ενός αεροπλάνου: Ένα παραδοσιακό αεροπλάνο έχει μακρόστενα φτερά πιο κοντά στη μέση, το κύριο μέρος, ισορροπημένα από μικρά οριζόντια φτερά πιο κοντά στην ουρά. Το χαρτί δεν έχει την αντοχή για τέτοια πολύπλοκα σχέδια, λυγίζει και τσακίζει εύκολα, ειδικά κατά τη διαδικασία εκτόξευσης. Αυτό σημαίνει ότι τα χάρτινα φτερά χάνουν αεροδυναμικά χαρακτηριστικά και δημιουργούν αντίσταση. Τα παραδοσιακά σχεδιασμένα αεροπλάνα είναι απλοποιημένα και αρκετά δυνατά, τα φτερά δέλτα τους δίνουν σταθερή ολίσθηση, αλλά είναι σχετικά μεγάλα, δημιουργούν υπερβολική έλξη και μπορούν να χάσουν την ακαμψία τους. Αυτές οι δυσκολίες μπορούν να ξεπεραστούν: Οι μικρότερες και ισχυρότερες επιφάνειες ανύψωσης με τη μορφή πτερυγίων δέλτα είναι κατασκευασμένες από δύο ή περισσότερα στρώματα διπλωμένου χαρτιού, διατηρούν καλύτερα το σχήμα τους κατά τις εκτοξεύσεις υψηλής ταχύτητας. Τα φτερά μπορούν να διπλωθούν έτσι ώστε να σχηματιστεί ένα ελαφρύ εξόγκωμα στην επάνω επιφάνεια, αυξάνοντας τη δύναμη ανύψωσης, όπως στο φτερό ενός πραγματικού αεροσκάφους (Παράρτημα 7). Η συμπαγής κατασκευή έχει μάζα που αυξάνει τη ροπή εκκίνησης, αλλά χωρίς σημαντική αύξηση της οπισθέλκουσας. Μετακινώντας τα δελτοειδή φτερά προς τα εμπρός και εξισορροπώντας την ανύψωση με ένα μακρύ, επίπεδο σώμα αεροσκάφους σε σχήμα V πιο κοντά στην ουρά, που εμποδίζει την πλευρική κίνηση (αποκλίσεις) κατά την πτήση, τα πιο πολύτιμα χαρακτηριστικά ενός χάρτινου αεροπλάνου μπορούν να συνδυαστούν σε ένα σχέδιο. 1.5 Εκτόξευση αεροπλάνου 12

13 Ας ξεκινήσουμε με τα βασικά. Ποτέ μην κρατάτε το χάρτινο αεροπλάνο σας από την πίσω άκρη του φτερού (ουρά). Δεδομένου ότι το χαρτί λυγίζει πολύ, κάτι που είναι πολύ κακό για την αεροδυναμική, οποιαδήποτε προσεκτική εφαρμογή θα διακυβευτεί. Το αεροσκάφος συγκρατείται καλύτερα από το πιο παχύ σετ στρώσεων χαρτιού κοντά στη μύτη. Συνήθως αυτό το σημείο είναι κοντά στο κέντρο βάρους του αεροσκάφους. Για να στείλετε το αεροσκάφος στη μέγιστη απόσταση, πρέπει να το πετάξετε προς τα εμπρός και προς τα πάνω όσο το δυνατόν περισσότερο σε γωνία 45 μοιρών (κατά μήκος μιας παραβολής), κάτι που επιβεβαιώθηκε από το πείραμά μας με την εκτόξευση σε διαφορετικές γωνίες προς την επιφάνεια (Παράρτημα 8). Αυτό συμβαίνει επειδή κατά την εκτόξευση, ο αέρας πρέπει να χτυπήσει την κάτω πλευρά των πτερυγίων και να εκτραπεί προς τα κάτω, παρέχοντας επαρκή ανύψωση στο αεροσκάφος. Εάν το αεροσκάφος δεν βρίσκεται υπό γωνία ως προς την κατεύθυνση του ταξιδιού και η μύτη του δεν είναι ψηλά, δεν υπάρχει ανύψωση. Το αεροσκάφος τείνει να έχει το μεγαλύτερο μέρος του βάρους προς τα πίσω, πράγμα που σημαίνει ότι το πίσω μέρος είναι κάτω, η μύτη είναι ψηλά και η άρση είναι εγγυημένη. Ισορροπεί το αεροπλάνο, επιτρέποντάς του να πετάξει (εκτός εάν ο ανελκυστήρας είναι πολύ ψηλός, με αποτέλεσμα το αεροπλάνο να αναπηδά πάνω-κάτω βίαια). Στους αγώνες ώρας πτήσης, θα πρέπει να πετάξετε το αεροπλάνο στο μέγιστο ύψος, ώστε να γλιστρά προς τα κάτω περισσότερο. Γενικά, οι τεχνικές εκτόξευσης ακροβατικών αεροσκαφών είναι τόσο διαφορετικές όσο και τα σχέδιά τους. Και έτσι είναι η τεχνική για την εκτόξευση του τέλειου αεροπλάνου: Μια σωστή λαβή πρέπει να είναι αρκετά δυνατή ώστε να συγκρατεί το αεροπλάνο, αλλά όχι τόσο δυνατή ώστε να το παραμορφώνει. Η διπλωμένη χάρτινη προεξοχή στην κάτω επιφάνεια κάτω από τη μύτη του αεροπλάνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση εκτόξευσης. Κατά την εκτόξευση, κρατήστε το αεροπλάνο σε γωνία 45 μοιρών στο μέγιστο ύψος του. 2.Δοκιμή αεροπλάνων 13

14 2.1. Μοντέλα αεροπλάνων Για να επιβεβαιώσουμε (ή να διαψεύσουμε, εάν είναι λάθος για χάρτινα αεροπλάνα), επιλέξαμε 10 μοντέλα αεροπλάνων, διαφορετικά σε χαρακτηριστικά: σάρωση, άνοιγμα φτερών, δομική πυκνότητα, πρόσθετοι σταθεροποιητές. Και φυσικά πήραμε το κλασικό μοντέλο αεροπλάνου για να εξερευνήσουμε επίσης την επιλογή πολλών γενεών (Παράρτημα 9) 2.2. Δοκιμή εμβέλειας πτήσης και χρόνου ολίσθησης. 14

15 Μοντέλο Όνομα πτήσης (M) Διάρκεια της πτήσης (μετρονόμο beats) Χαρακτηριστικά στα Pros Launch Cons 1. Twirls που γλιστρούν υπερβολικά φτωχό χειρισμό επίπεδη κάτω φτερά μεγάλα δεν σχεδιάζουν αναταραχές 2. Twisting Gliding Wings Wide Tail Hoftable Onstable On Flight Turbulence Ed Wings Wide Body Straight, σε σταθεροποιητές πτήσης χωρίς σκαθάρι τελική πτήση Arcing αλλάζει απότομα διαδρομή πτήσης απότομη αλλαγή 6. Flying ευθεία επίπεδη κάτω σώμα παραδοσιακό καλές καλές φτερά χωρίς τόξο planing 15

16 7. Κατάδυση Στενωμένα φτερά Βαριά μύτη Πέταγμα μπροστά Μεγάλα φτερά, ίσια Στενό σώμα μετατοπισμένο προς τα πίσω Κατάδυση δύτης Καμπυλωτό (λόγω πτερυγίων στο φτερό) Δομική πυκνότητα 8. Ανιχνευτής που πετάει κατά μήκος Μικρού σώματος Φαρδιά φτερά ευθεία ολίσθηση Μικρό μέγεθοςσε μήκος Καμπύλη Σφιχτή κατασκευή 9. Λευκός κύκνος Πετά κατά μήκος Στενού σώματος ευθεία Σταθερά στενά φτερά σε επίπεδο κάτω πτήση Σφιχτή κατασκευή Ισορροπημένη 10. Stealth Πετώντας καμπύλη ευθεία ολίσθηση Αλλαγές τροχιάς Άξονας φτερών στενεμένο πίσω Χωρίς τόξο Φαρδιά φτερά Μεγάλο σώμα Όχι πυκνό, χαμηλότερη κατασκευή Κύκνος Μήκος πτήσης (από το μεγαλύτερο στο μικρότερο): Λευκός Κύκνος, Σκαθάρι και Παραδοσιακό, Προσκοπικό. Οι κορυφαίοι σε δύο κατηγορίες βγήκαν: ο Λευκός Κύκνος και ο Σκαθάρι. Για να μελετήσετε αυτά τα μοντέλα και, συνδυάζοντάς τα με θεωρητικά συμπεράσματα, να τα λάβετε ως βάση για ένα μοντέλο ιδανικού αεροπλάνου. 3. Μοντέλο ιδανικού αεροπλάνου 3.1 Συνοψίζοντας: θεωρητικό μοντέλο 16

17 1. το αεροπλάνο πρέπει να είναι ελαφρύ, 2. να δίνει αρχικά περισσότερη δύναμη στο αεροπλάνο, 3. μακρόστενο, κωνικό προς τη μύτη και την ουρά σαν βέλος, με σχετικά μικρή επιφάνεια για το βάρος του, 4. η κάτω επιφάνεια του αεροπλάνου είναι επίπεδη και οριζόντια, 5. μικρές και ισχυρότερες ανυψωτικές επιφάνειες με τη μορφή βολβών με τη μορφή φτερών 6. η επάνω επιφάνεια, 7. μετακινήστε τα φτερά προς τα εμπρός και ισορροπήστε την ανύψωση με το μακρύ, επίπεδο σώμα του αεροσκάφους σε σχήμα βέι προς την ουρά, 8. μια συμπαγή δομή, 9. η λαβή πρέπει να είναι αρκετά δυνατή και από το χείλος στην κάτω επιφάνεια, 10. εκτόξευση σε γωνία 45 μοιρών και στο μέγιστο ύψος. 11. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα, φτιάξαμε σκίτσα του ιδανικού αεροπλάνου: 1. Πλάγια όψη 2. Κάτω όψη 3. Μπροστινή όψη Έχοντας σχεδιάσει το ιδανικό αεροπλάνο, στράφηκα στην ιστορία της αεροπορίας για να δω αν τα συμπεράσματά μου συνέπεσαν με τους σχεδιαστές αεροσκαφών. Και βρήκα ένα πρωτότυπο αεροσκάφος με πτέρυγα δέλτα που αναπτύχθηκε μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο: το Convair XF-92 - point interceptor (1945). Και επιβεβαίωση της ορθότητας των συμπερασμάτων είναι ότι έγινε το σημείο εκκίνησης για μια νέα γενιά αεροσκαφών. 17

18 Το δικό του μοντέλο και η δοκιμή του. Όνομα μοντέλου Εύρος πτήσης (m) Διάρκεια πτήσης (χτύποι μετρονόμου) ID Χαρακτηριστικά κατά την εκτόξευση Pluses (εγγύτητα στο ιδανικό αεροπλάνο) Μειονεκτήματα (αποκλίσεις από το ιδανικό αεροπλάνο) Πετά 80% 20% ευθεία (τελειότητα (για περαιτέρω σχέδια ελέγχου δεν υπάρχει όριο) βελτιώσεις) Με απότομο αντίθετο άνεμο, "ανεβαίνει το μοντέλο μου" από το πρακτικό μοντέλο. μεγαλύτερη ομοιότητα με τον «λευκό κύκνο. Αλλά ταυτόχρονα, έκανα μια σειρά από σημαντικές αλλαγές: ένα μεγάλο σχήμα δέλτα της πτέρυγας, μια κάμψη στο φτερό (όπως στο "scout" και παρόμοια), η γάστρα μειώθηκε και πρόσθετη δομική ακαμψία δόθηκε στη γάστρα. Δεν μπορώ να πω ότι είμαι απόλυτα ικανοποιημένος με το μοντέλο μου. Θα ήθελα να μειώσω το πεζό, αφήνοντας την ίδια πυκνότητα κατασκευής. Στα φτερά μπορεί να δοθεί μεγαλύτερο δέλτα. Σκεφτείτε την ουρά. Αλλά δεν μπορεί να είναι διαφορετικά, υπάρχει χρόνος μπροστά για περαιτέρω μελέτη και δημιουργικότητα. Αυτό ακριβώς κάνουν οι επαγγελματίες σχεδιαστές αεροσκαφών, μπορείτε να μάθετε πολλά από αυτούς. Τι θα κάνω στο χόμπι μου. 17

19 Συμπεράσματα Ως αποτέλεσμα της μελέτης, γνωρίσαμε τους βασικούς νόμους της αεροδυναμικής που επηρεάζουν το αεροπλάνο. Με βάση αυτό, συνήχθησαν οι κανόνες, ο βέλτιστος συνδυασμός των οποίων συμβάλλει στη δημιουργία ενός ιδανικού αεροπλάνου. Για να ελέγξουμε τα θεωρητικά συμπεράσματα στην πράξη, συγκεντρώσαμε μοντέλα χάρτινων αεροπλάνων διαφόρων αναδιπλούμενης πολυπλοκότητας, εμβέλειας και διάρκειας πτήσης. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, καταρτίστηκε ένας πίνακας, όπου οι εμφανιζόμενες ελλείψεις των μοντέλων συγκρίθηκαν με θεωρητικά συμπεράσματα. Συγκρίνοντας τα δεδομένα της θεωρίας και του πειράματος, δημιούργησα ένα μοντέλο του ιδανικού αεροπλάνου μου. Χρειάζεται ακόμα βελτίωση, φέρνοντάς το πιο κοντά στην τελειότητα! 18

20 Αναφορές 1. Εγκυκλοπαίδεια «Αεροπορία» / τοποθεσία Ακαδημαϊκός % D0% BB% D0% B5% D0% BD% D1% 82% D0% BD% D0% BE% D1% 81% D1% 82% D1% 8C 2. Collins J. Paper planes: trans. από τα Αγγλικά. P. Mironova. Μόσχα: Mani, Ivanov and Ferber, 2014. 160с Babintsev V. Αεροδυναμική για ομοιώματα και επιστήμονες / πύλη Proza.ru. chikov P.P., Volkov A.K., Grzhe Gorzhevsky A.N., Atlas of aerodynamic features of wing profiles / 8. Αεροδυναμική αεροσκαφών / 9. Κίνηση σωμάτων στον αέρα / el. zhur. Αεροδυναμική στη φύση και την τεχνολογία. Σύντομες πληροφορίες για την αεροδυναμική Πώς πετούν τα χάρτινα αεροπλάνα; / Ενδιαφέρον. Ενδιαφέρουσα και δροσερή επιστήμη κ. Chernyshev S. Γιατί πετάει ένα αεροπλάνο; S. Chernyshev, διευθυντής του TsAGI. Εφημερίδα "Science and Life", 11, 2008 / VVS SGV 4th VA VGK - φόρουμ μονάδων και φρουρών "Αεροπορία και εξοπλισμός αεροδρομίου" - Αεροπορία για "ανδρείκελα" 19

21 12. Γκορμπούνοφ Αλ. Αεροδυναμική για «ανδρείκελα» / Gorbunov Al., Mr. Road in the clouds / jour. Πλανήτης Ιούλιος, 2013 Ορόσημα στην αεροπορία: ένα πρωτότυπο αεροσκάφος με πτέρυγα δέλτα 20

22 Παράρτημα 1. Σχέδιο της πρόσκρουσης των δυνάμεων στο αεροπλάνο κατά την πτήση. Δύναμη ανύψωσης Επιτάχυνση που δίνεται κατά την εκτόξευση Δύναμη βαρύτητας Σύρετε Παράρτημα 2. Σύρετε. Ροή εμποδίων και σχήμα Αντοχή σχήματος Αντίσταση ιξώδους τριβής 0% 100% ~10% ~90% ~90% ~10% 100% 0% 21

23 Παράρτημα 3. Επέκταση φτερού. Παράρτημα 4. Σκούπισμα φτερών. 22

24 Παράρτημα 5. Μέση αεροδυναμική χορδή φτερού (MAC). Παράρτημα 6. Το σχήμα της πτέρυγας. Σχέδιο διατομής 23

25 Παράρτημα 7. Κυκλοφορία αέρα γύρω από το φτερό Μια δίνη σχηματίζεται στην αιχμηρή άκρη του προφίλ πτερυγίου.Όταν σχηματίζεται δίνη, πραγματοποιείται κυκλοφορία αέρα γύρω από το φτερό.Η δίνη παρασύρεται από τη ροή και οι γραμμές ροής ρέουν ομαλά γύρω από το προφίλ. συμπυκνώνονται πάνω από το φτερό Παράρτημα 8. Επίπεδη γωνία εκτόξευσης 24

26 Παράρτημα 9. Μοντέλα αεροπλάνων για το πείραμα Μοντέλο από χάρτινη εντολή πληρωμής 1 Όνομα εντολής πληρωμής 6 Μοντέλο από χαρτί Όνομα Φρούτα νυχτερίδα Παραδοσιακό 2 7 Πιλότος ουράς κατάδυσης 3 8 κυνηγός ανιχνευτής 4 9 Guinness Glider White Swan 5 10 Stealth Beetle 26

Στρατηγός του κράτους εκπαιδευτικό ίδρυμαΠροσχολικό τμήμα 2 "School 37" Project "Aircraft First" Εκπαιδευτές: Anokhina Elena Alexandrovna Onoprienko Ekaterina Elitovna Σκοπός: Βρείτε ένα σχέδιο

87 Ανύψωση πτέρυγας αεροσκάφους Εφέ Magnus At κίνηση προς τα εμπρόςσώμα σε παχύρρευστο μέσο, ​​όπως φαίνεται στην προηγούμενη παράγραφο, η δύναμη ανύψωσης προκύπτει εάν το σώμα βρίσκεται ασύμμετρα

ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΦΤΕΡΩΝ ΑΠΛΗς ΜΟΡΦΗΣ ΣΕ ΣΧΕΔΙΟ ΑΠΟ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ Spiridonov A.N., Melnikov A.A., Timakov E.V., Minazova A.A., Kovaleva Ya.I. Πολιτεία του Όρενμπουργκ

ΔΗΜΟΤΙΚΟ ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΠΡΟΣΧΟΛΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΔΗΜΟΥ ΝΙΑΓΚΑΝ «ΝΗΠΙΑΓΩΓΕΙΟ 1 «SOLNYSHKO» ΓΕΝΙΚΟΥ ΑΝΑΠΤΥΞΙΑΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΜΕ ΠΡΟΤΕΡΑΙΟΤΗΤΑ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΩΝ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΗΣ ΡΩΣΙΚΗΣ ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΣ ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΚΟΣ ΚΡΑΤΙΚΟΣ ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ "SAMARA State UNIVERSITY"

Διάλεξη 3 Θέμα 1.2: ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΦΤΕΡΩΝ Σχέδιο διάλεξης: 1. Ολική αεροδυναμική δύναμη. 2. Κέντρο πίεσης του προφίλ πτερυγίου. 3. Ροπή βήματος του προφίλ πτερυγίου. 4. Εστίαση προφίλ φτερού. 5. Η φόρμουλα του Ζουκόφσκι. 6. Τυλίξτε γύρω γύρω

ΕΠΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΣΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΑΕΡΟΣΚΑΦΟΥ φυσικά χαρακτηριστικάατμόσφαιρα ανά πτήση Σταθερή οριζόντια κίνηση του αεροσκάφους Απογείωση Προσγείωση Ατμοσφαιρική

ΖΩΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ Η ευθύγραμμη και ομοιόμορφη κίνηση ενός αεροσκάφους κατά μήκος μιας τροχιάς καθοδικής κλίσης ονομάζεται ολίσθηση ή σταθερή κάθοδος Η γωνία που σχηματίζεται από τη διαδρομή ολίσθησης και τη γραμμή

Θέμα 2: ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ. 2.1. ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΟΥ ΦΤΕΡΟΥ ΜΕ ΜΕΓΙΣΤΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Κεντρική γραμμή Κύριες γεωμετρικές παράμετροι, προφίλ φτερού και ένα σύνολο προφίλ κατά μήκος του ανοίγματος, σχήμα και διαστάσεις του πτερυγίου σε κάτοψη, γεωμετρικά

6 ΡΟΗ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΣΩΜΑΤΑ ΣΕ ΥΓΡΑ ΚΑΙ ΑΕΡΙΑ 6.1 Δύναμη οπισθέλκουσας Τα ζητήματα της ροής γύρω από τα σώματα από κινούμενα ρεύματα υγρού ή αερίου τίθενται εξαιρετικά ευρέως στην ανθρώπινη πρακτική. Ειδικά

Τμήμα Εκπαίδευσης της Διοίκησης της Περιφέρειας της πόλης Ozersky της Περιφέρειας Τσελιάμπινσκ Δημοτικό Δημοσιονομικό Ίδρυμα Πρόσθετης Εκπαίδευσης "Σταθμός Νέων Τεχνικών" Εκκίνηση και προσαρμογή χαρτιού

Υπουργείο Παιδείας του Κρατικού Προϋπολογισμού Επαγγελματικού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος της Περιφέρειας Ιρκούτσκ "Irkutsk Aviation College" (GBPOUIO "IAT") Ένα σύνολο μεθοδολογικών

UDC 533.64 O. L. Lemko, I. V. Korol ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗΣ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΠΡΩΤΗΣ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗΣ ΤΟΥ ΑΕΡΟΣΚΑΦΟΥ ΜΕ ΑΕΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ

Διάλεξη 1 Κίνηση παχύρρευστου ρευστού. Φόρμουλα Poiseuille. Στρωτές και τυρβώδεις ροές, αριθμός Reynolds. Κίνηση σωμάτων σε υγρά και αέρια. Ανύψωση πτερυγίων αεροπλάνου, η φόρμουλα του Ζουκόφσκι. L-1: 8,6-8,7;

Θέμα 3. Χαρακτηριστικά της αεροδυναμικής της έλικας Η προπέλα είναι μια έλικα που κινείται από έναν κινητήρα και έχει σχεδιαστεί για να παράγει ώση. Χρησιμοποιείται σε αεροσκάφη

Σαμάρα Κρατικό Αεροδιαστημικό Πανεπιστήμιο ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΟΥ ΠΟΛΙΚΟΥ ΑΕΡΟΣΚΑΦΟΥ ΚΑΤΑ ΔΟΚΙΜΕΣ ΒΑΡΟΥΣ ΣΤΟ T-3 WINDTUNNEL SSAU 2003 Samara State Aerospace University V.

Περιφερειακός διαγωνισμός δημιουργικές εργασίεςμαθητές "Εφαρμοσμένες και θεμελιώδεις ερωτήσεις των μαθηματικών" Μαθηματική μοντελοποίηση Μαθηματική μοντελοποίηση πτήσης αεροσκάφους Loevets Dmitry, Telkanov Mikhail 11

ΑΝΩΤΩΣΗ ΤΟΥ ΑΕΡΟΣΚΑΦΟΥ Η άνοδος είναι ένας από τους τύπους κίνησης του αεροσκάφους σε σταθερή κατάσταση, κατά την οποία το αεροσκάφος κερδίζει ύψος κατά μήκος μιας τροχιάς που κάνει μια συγκεκριμένη γωνία με τη γραμμή του ορίζοντα. σταθερή άνοδος

Δοκιμές Θεωρητικής Μηχανικής 1: Ποια ή ποια από τις παρακάτω προτάσεις δεν είναι σωστή; I. Το σύστημα αναφοράς περιλαμβάνει το σώμα αναφοράς και το σχετικό σύστημα συντεταγμένων και την επιλεγμένη μέθοδο

Τμήμα Εκπαίδευσης της Διοίκησης της Περιφέρειας της πόλης Ozersky της Περιφέρειας Τσελιάμπινσκ Δημοτικό Δημοσιονομικό Ίδρυμα Πρόσθετης Εκπαίδευσης "Σταθμός Νέων Τεχνικών" Ιπτάμενα μοντέλα χαρτιού (Μεθοδολογική

UDC 533,64 OL Lemko και IV Korol

ΚΕΦΑΛΑΙΟ II ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ I. Αεροδυναμική ενός μπαλονιού Κάθε σώμα που κινείται στον αέρα ή ένα ακίνητο σώμα πάνω στο οποίο τρέχει μια ροή αέρα δοκιμάζεται. απελευθερώνει την πίεση από τον αέρα ή τη ροή του αέρα

Μάθημα 3.1. ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΓΜΕΣ Αυτό το κεφάλαιο εξετάζει την προκύπτουσα επίδραση δύναμης του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος σε ένα αεροσκάφος που κινείται σε αυτό. Εισάγονται οι έννοιες της αεροδυναμικής δύναμης,

Ηλεκτρονικό περιοδικό «Πρακτικά ΜΑΙ». Τεύχος 72 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.734/.735 Μέθοδος υπολογισμού των αεροδυναμικών συντελεστών αεροσκαφών με φτερά στο σχήμα «Χ» με μικρό άνοιγμα Burago

ΜΕΛΕΤΗ ΒΕΛΤΙΣΤΙΚΩΝ ΤΡΙΓΩΝΙΩΝ ΦΤΕΡΩΝ ΣΕ ΠΥΞΧΩΡΗ ΥΠΕΡΗΧΗΤΙΚΗ ΡΟΗ σελ. Κριούκοφ, Β.

A. Kara, I. S. Krivokhatko, και V. V. Sukhov ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΥ ΑΚΡΟΥ ΦΤΕΡΟΥ Εισαγωγή V

32 UDC 629.735.33 D.V. Tinyakov ΕΠΙΡΡΟΗ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΩΝ ΔΙΑΤΑΞΗΣ ΣΕ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΡΑΠΕΖΟΕΙΔΩΝ ΠΤΕΡΥΓΩΝ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Εισαγωγή Στη θεωρία και την πρακτική διαμόρφωσης γεωμετρικών

Θέμα 4. Δυνάμεις στη φύση 1. Η ποικιλία των δυνάμεων στη φύση Παρά τη φαινομενική ποικιλία των αλληλεπιδράσεων και δυνάμεων στον περιβάλλοντα κόσμο, υπάρχουν μόνο ΤΕΣΣΕΡΑ είδη δυνάμεων: Τύπος 1 - ΒΑΡΥΤΙΚΕΣ δυνάμεις (αλλιώς - δυνάμεις

ΘΕΩΡΙΑ ΙΣΤΙΩΝ Η θεωρία ιστιοπλοΐας είναι μέρος της υδρομηχανικής, της επιστήμης της κίνησης των ρευστών. Το αέριο (αέρας) σε υποηχητική ταχύτητα συμπεριφέρεται ακριβώς όπως ένα υγρό, επομένως όλα όσα λέγονται εδώ για ένα υγρό είναι εξίσου

ΠΩΣ ΝΑ ΔΙΠΛΩΣΕΤΕ ΕΝΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΟ οδηγίες βήμα προς βήμαγια όλα τα μοντέλα. Υπάρχουν επίσης πολλά καθολικά

Richelieu Lyceum Τμήμα Φυσικής ΚΙΝΗΣΗ ΣΩΜΑΤΟΣ ΥΠΟ ΤΗ ΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΙΚΗΣ ΔΥΝΑΜΗΣ Εφαρμογή στο πρόγραμμα προσομοίωσης υπολογιστή ΠΤΩΣΗ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Δήλωση προβλήματος Απαιτείται επίλυση του κύριου προβλήματος της μηχανικής

ΕΡΓΑ MIPT. 101 A. M. Gaifullin 1,2, G. G. Sudakov 1, A. V. Voevodin 1, V. G. Sudakov 1,2, Yu.

Θέμα 4. Εξισώσεις κίνησης αεροσκαφών 1 Βασικές διατάξεις. Συστήματα συντεταγμένων 1.1 Θέση του αεροσκάφους Ως θέση του αεροσκάφους νοείται η θέση του κέντρου μάζας του Ο. Λαμβάνεται η θέση του κέντρου μάζας του αεροσκάφους

9 UDC 69. 735. 33.018.7.015.3 O.L. Lemko, Dr. tech. Sciences, V.V. Sukhov, Dr. τεχν. Sci.

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΜΗΧΑΝΙΚΗ Εργασία 1 Ένας πλανήτης μάζας m κινείται σε ελλειπτική τροχιά, σε μία από τις εστίες της οποίας βρίσκεται ένα αστέρι μάζας M. Αν r είναι το διάνυσμα ακτίνας του πλανήτη, τότε

Τάξη. Επιτάχυνση. Ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση Επιλογή 1.1.1. Ποια από τις παρακάτω καταστάσεις είναι αδύνατη: 1. Το σώμα σε κάποια χρονική στιγμή έχει ταχύτητα στραμμένη προς τον βορρά και επιτάχυνση κατευθυνόμενη

9.3. Ταλαντώσεις συστημάτων υπό τη δράση ελαστικών και οιονεί ελαστικών δυνάμεων Ένα εκκρεμές ελατηρίου ονομάζεται ταλαντευόμενο σύστημα, το οποίο αποτελείται από ένα σώμα με μάζα m που αιωρείται σε ένα ελατήριο με ακαμψία k (Εικ. 9.5). Σκεφτείτε

Εξ αποστάσεως εκπαίδευση Abituru PHYSICS Άρθρο Kinematics Θεωρητικό υλικό

Δοκιμαστικές εργασίες για τον ακαδημαϊκό κλάδο «Τεχνική Μηχανική» ΤΚ Διατύπωση και περιεχόμενο του ΤΚ 1 Επιλέξτε τις σωστές απαντήσεις. Η θεωρητική μηχανική αποτελείται από ενότητες: α) στατική β) κινηματική γ) δυναμική

Ρεπουμπλικανική Ολυμπιάδα. Βαθμός 9 Βρέστη. 004 Προβληματικές συνθήκες. θεωρητική περιήγηση. Εργασία 1. "Γερανός φορτηγού" Ένας φορτηγός γερανός μάζας M = 15 τόνους με διαστάσεις σώματος = 3,0 m 6,0 m διαθέτει ελαφρύ ανασυρόμενο τηλεσκοπικό

ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΡΟΗ ΑΕΡΑ ΓΥΡΩ ΤΑ ΣΩΜΑΤΑ Όταν ρέει γύρω από ένα στερεό σώμα, η ροή του αέρα υφίσταται παραμόρφωση, η οποία οδηγεί σε αλλαγή στην ταχύτητα, την πίεση, τη θερμοκρασία και την πυκνότητα στους πίδακες

Περιφερειακό στάδιο της Πανρωσικής Ολυμπιάδας επαγγελματικών δεξιοτήτων για μαθητές στην ειδικότητα Χρόνος 40 λεπτά. Εκτιμάται σε 20 βαθμούς 24.02.01 Παραγωγή αεροσκαφών Θεωρητική

Η φυσικη. Τάξη. Επιλογή - Κριτήρια για την αξιολόγηση των εργασιών με λεπτομερή απάντηση C Το καλοκαίρι, με καθαρό καιρό, συχνά σχηματίζονται σύννεφα σωρεία πάνω από χωράφια και δάση μέχρι τα μέσα της ημέρας, το κάτω άκρο των οποίων βρίσκεται στο

ΔΥΝΑΜΙΚΗ Επιλογή 1 1. Το αυτοκίνητο κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα με ταχύτητα v (Εικ. 1). Ποια είναι η κατεύθυνση της συνισταμένης όλων των δυνάμεων που εφαρμόζονται στο αυτοκίνητο; Α. 1. Β. 2. Γ. 3. Δ. 4. Ε. ΣΤ =

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ ΤΩΝ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΤΟΥ ΣΧΗΜΑΤΟΣ FLYING WING ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΟΥ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑΤΟΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ FLOWVISION Καλάσνικοφ 1, Α.Α. Krivoshchapov 1, A.L. Mitin 1, N.V.

Νόμοι του Νεύτωνα ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΔΥΝΑΜΗΣ ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ Κεφάλαιο 1: Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα Τι περιγράφουν οι νόμοι του Νεύτωνα; Οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα περιγράφουν την κίνηση των σωμάτων όταν τους ασκείται δύναμη. Πρώτα διατυπώθηκαν οι νόμοι

ΚΕΦΑΛΑΙΟ III ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΝΥΨΩΣΗΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΑΕΡΟΣΤΑΤΗ 1. Ισορροπία Το αποτέλεσμα όλων των δυνάμεων που ασκούνται στο μπαλόνι αλλάζει το μέγεθος και την κατεύθυνσή του με μια αλλαγή στην ταχύτητα του ανέμου (Εικ. 27).

Kuzmichev Sergey Dmitrievich 2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΔΙΑΛΕΞΗΣ 10 Στοιχεία της θεωρίας της ελαστικότητας και της υδροδυναμικής. 1. Παραμορφώσεις. Ο νόμος του Χουκ. 2. Συντελεστής Young. αναλογία Poisson. Πλήρης συμπίεση και μονόπλευρες μονάδες

Κινηματική Καμπυλόγραμμη κίνηση. Ομοιόμορφη κυκλική κίνηση. Το απλούστερο μοντέλο καμπυλόγραμμης κίνησης είναι η ομοιόμορφη κυκλική κίνηση. Σε αυτή την περίπτωση, το σημείο κινείται κυκλικά

Δυναμική. Η δύναμη είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος, το οποίο είναι ένα μέτρο της φυσικής επίδρασης στο σώμα από άλλα σώματα. 1) Μόνο η δράση μιας δύναμης χωρίς αντιστάθμιση (όταν υπάρχουν περισσότερες από μία δυνάμεις, τότε η προκύπτουσα

1. Κατασκευή των πτερυγίων Μέρος 3. Ανεμογεννήτρια Τα πτερύγια της περιγραφόμενης ανεμογεννήτριας έχουν απλό αεροδυναμικό προφίλ, μετά την κατασκευή μοιάζουν (και λειτουργούν) σαν τα φτερά ενός αεροπλάνου. σχήμα λεπίδας -

ΟΡΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΛΟΙΟΥ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ

Διάλεξη 4 Θέμα: Δυναμική υλικού σημείου. οι νόμοι του Νεύτωνα. Δυναμική ενός υλικού σημείου. οι νόμοι του Νεύτωνα. Αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Η αρχή της σχετικότητας του Γαλιλαίου. Δυνάμεις στη μηχανική. Ελαστική δύναμη (νόμος

Ηλεκτρονικό περιοδικό "Proceedings of the MAI" Τεύχος 55 wwwrusenetrud UDC 69735335 Σχέσεις για τις περιστροφικές παραγώγους των συντελεστών των ροπών κύλισης και εκτροπής της πτέρυγας MA Golovkin Περίληψη Χρήση διανύσματος

Προπονητικές εργασίεςμε θέμα «ΔΥΝΑΜΙΚΗ» 1(Α) Ένα αεροπλάνο πετά σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα σε ύψος 9000 μ. Το σύστημα αναφοράς που σχετίζεται με τη Γη θεωρείται αδρανειακό. Σε αυτή την περίπτωση 1) στο αεροπλάνο

Διάλεξη 4 Η φύση κάποιων δυνάμεων (ελαστική δύναμη, δύναμη τριβής, βαρυτική δύναμη, δύναμη αδράνειας) Ελαστική δύναμη Εμφανίζεται σε ένα παραμορφωμένο σώμα, που κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από την παραμόρφωση Τύποι παραμόρφωσης

ΕΡΓΑ MIPT. Hong Fong Nguyen 1, V. I. Biryuk 1,2 1 Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας της Μόσχας ( Κρατικό Πανεπιστήμιο) 2 Κεντρική αεροϋδροδυναμική

Δημοτικό δημοσιονομικό εκπαιδευτικό ίδρυμα πρόσθετης εκπαίδευσης για παιδιά Κέντρο παιδική δημιουργικότηταΜεσημβρινός Σαμαρά ΕργαλειοθήκηΕκπαίδευση σε πιλοτικά ακροβατικά μοντέλα με κορδόνι.

SPINNER AIRCRAFT Spin αεροσκάφους είναι η ανεξέλεγκτη κίνηση ενός αεροσκάφους κατά μήκος μιας σπειροειδούς τροχιάς μικρής ακτίνας σε υπερκρίσιμες γωνίες επίθεσης. Οποιοδήποτε αεροσκάφος μπορεί να εισέλθει στο tailspin, όπως επιθυμεί ο πιλότος,

E S T E S T O Z N A N I E. ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ Γ Α. Νόμοι διατήρησης στη μηχανική. Ορμή σώματος Η ορμή του σώματος είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος ίσο με το γινόμενο της μάζας του σώματος και την ταχύτητά του: Ονομασία p, μονάδες

Διάλεξη 08 Γενική περίπτωση σύνθετης αντίστασης Λοξή κάμψη Κάμψη με τάση ή συμπίεση Κάμψη με στρέψη Μέθοδοι προσδιορισμού τάσεων και καταπονήσεων που χρησιμοποιούνται για την επίλυση συγκεκριμένων προβλημάτων καθαρισμού

Δυναμική 1. Τέσσερα πανομοιότυπα τούβλα βάρους 3 κιλών το καθένα στοιβάζονται (βλ. εικόνα). Πόσο θα αυξηθεί η δύναμη που ασκείται από την πλευρά του οριζόντιου στηρίγματος στο 1ο τούβλο αν τοποθετηθεί άλλο ένα από πάνω

Τμήμα Εκπαίδευσης της Διοίκησης της Περιφέρειας Moskovsky της πόλης Nizhny Novgorod MBOU Λύκειο 87 που φέρει το όνομά του. L.I. Νοβίκοβα ΕρευναΈργο "Γιατί τα αεροπλάνα απογειώνονται".

IV Yakovlev Υλικά για τη φυσική MathUs.ru Ενέργεια Θέματα του κωδικοποιητή ΧΡΗΣΗΣ: έργο δύναμης, ισχύς, κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια, νόμος διατήρησης της μηχανικής ενέργειας. Αρχίζουμε να μελετάμε

Κεφάλαιο 5. Ελαστικές παραμορφώσεις Εργαστηριακές εργασίες 5. ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΜΟΝΤΟΥ ΤΟΥ ΝΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΑΜΨΗ Σκοπός της εργασίας Προσδιορισμός του συντελεστή Young του υλικού μιας δοκού ίσης αντοχής και της ακτίνας καμπυλότητας κάμψης από μετρήσεις βραχίονα

Θέμα 1. Βασικές εξισώσεις αεροδυναμικής Ο αέρας θεωρείται τέλειο αέριο (πραγματικό αέριο, μόρια, που αλληλεπιδρούν μόνο κατά τις συγκρούσεις) που ικανοποιεί την εξίσωση κατάστασης (Mendeleev

88 Αεροϋδρομηχανική MIPT ΠΡΑΚΤΙΚΑ. 2013. Τόμος 5, 2 UDC 533.6.011.35 Vu Thanh Chung 1, V. V. Vyshinsky 1,2 1 Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας της Μόσχας (Κρατικό Πανεπιστήμιο) 2 Central Aerohydrodynamic

Ο άνθρωπος θα πετάξει, βασιζόμενος όχι στη δύναμη των μυών του, αλλά στη δύναμη του μυαλού του.

(Ν. Ε. Ζουκόφσκι)

Γιατί και πώς πετάει ένα αεροπλάνο Γιατί μπορούν τα πουλιά να πετάξουν ακόμα κι αν είναι βαρύτερα από τον αέρα; Ποιες δυνάμεις σηκώνουν ένα τεράστιο επιβατικό αεροπλάνο που μπορεί να πετάξει πιο γρήγορα, ψηλότερα και μακρύτερα από οποιοδήποτε πουλί, επειδή τα φτερά του είναι ακίνητα; Γιατί μπορεί ένα ανεμόπτερο που δεν έχει κινητήρα να πετάει στον αέρα; Όλα αυτά και πολλά άλλα ερωτήματα απαντώνται από την αεροδυναμική - μια επιστήμη που μελετά τους νόμους της αλληλεπίδρασης του αέρα με τα σώματα που κινούνται σε αυτόν.

Στην ανάπτυξη της αεροδυναμικής στη χώρα μας, εξαιρετικό ρόλο έπαιξε ο καθηγητής Nikolai Yegorovich Zhukovsky (1847 -1921) - «ο πατέρας της ρωσικής αεροπορίας», όπως τον αποκάλεσε ο V. I. Lenin. Το πλεονέκτημα του Ζουκόφσκι είναι ότι ήταν ο πρώτος που εξήγησε τον σχηματισμό της δύναμης ανύψωσης μιας πτέρυγας και διατύπωσε ένα θεώρημα για τον υπολογισμό αυτής της δύναμης. Ο Ζουκόφσκι όχι μόνο ανακάλυψε τους νόμους που διέπουν τη θεωρία της πτήσης, αλλά άνοιξε επίσης το δρόμο για την ταχεία ανάπτυξη της αεροπορίας στη χώρα μας.

Όταν πετάτε με οποιοδήποτε αεροσκάφος υπάρχουν τέσσερις δυνάμεις, ο συνδυασμός των οποίων δεν τον αφήνει να πέσει:

Βαρύτηταείναι η σταθερή δύναμη που έλκει το αεροπλάνο προς το έδαφος.

Ελκτική δύναμη, που προέρχεται από τον κινητήρα και κινεί το αεροσκάφος προς τα εμπρός.

Δύναμη αντίστασης, αντίθετη από τη δύναμη της ώθησης και προκαλείται από τριβή, επιβράδυνση του αεροσκάφους και μείωση της ανύψωσης των φτερών.

ανυψωτική δύναμη, το οποίο σχηματίζεται όταν ο αέρας που κινείται πάνω από το φτερό δημιουργεί μειωμένη πίεση. Τηρώντας τους νόμους της αεροδυναμικής, όλα τα αεροσκάφη ανεβαίνουν στον αέρα, ξεκινώντας από τα ελαφρά σπορ αεροσκάφη

Όλα τα αεροσκάφη με την πρώτη ματιά μοιάζουν πολύ, αλλά αν κοιτάξετε προσεκτικά, μπορείτε να βρείτε διαφορές σε αυτά. Μπορεί να διαφέρουν ως προς τα φτερά, την ουρά, τη δομή της ατράκτου. Η ταχύτητά τους, το ύψος πτήσης και άλλοι ελιγμοί εξαρτώνται από αυτό. Και κάθε αεροπλάνο έχει μόνο το δικό του ζευγάρι φτερά.

Για να πετάξετε, δεν χρειάζεται να χτυπάτε τα φτερά σας, πρέπει να τα κάνετε να κινούνται σε σχέση με τον αέρα. Και για αυτό, το φτερό χρειάζεται απλώς να αναφέρει την οριζόντια ταχύτητα. Από την αλληλεπίδραση του φτερού με τον αέρα, θα προκύψει ανύψωση και μόλις η αξία του είναι μεγαλύτερη από το βάρος του ίδιου του φτερού και ό,τι συνδέεται με αυτό, η πτήση θα ξεκινήσει. Το θέμα παραμένει μικρό: να φτιάξουμε ένα κατάλληλο φτερό και να μπορέσουμε να το επιταχύνουμε στην απαιτούμενη ταχύτητα.

Οι παρατηρητικοί άνθρωποι παρατήρησαν πριν από πολύ καιρό ότι τα πουλιά έχουν φτερά που δεν είναι επίπεδα. Θεωρήστε ένα φτερό του οποίου η κάτω επιφάνεια είναι επίπεδη και η επάνω επιφάνεια του είναι κυρτή.

Η ροή αέρα στο μπροστινό άκρο της πτέρυγας χωρίζεται σε δύο μέρη: το ένα ρέει γύρω από το φτερό από κάτω, το άλλο - από πάνω. Από πάνω, ο αέρας πρέπει να πάει λίγο περισσότερο από ό, τι από κάτω, επομένως, από πάνω, η ταχύτητα του αέρα θα είναι επίσης ελαφρώς μεγαλύτερη από ό, τι από κάτω. Είναι γνωστό ότι όσο αυξάνεται η ταχύτητα, η πίεση στη ροή του αερίου μειώνεται. Και εδώ η πίεση του αέρα κάτω από το φτερό είναι υψηλότερη από ό,τι πάνω από αυτό. Η διαφορά πίεσης κατευθύνεται προς τα πάνω, αυτή είναι η δύναμη ανύψωσης. Και αν προσθέσετε τη γωνία επίθεσης, τότε η δύναμη ανύψωσης θα αυξηθεί ακόμη περισσότερο.

Πώς πετάει ένα πραγματικό αεροπλάνο;

Ένα πραγματικό φτερό αεροπλάνου έχει σχήμα δακρύου, που σημαίνει ότι ο αέρας που περνά από την κορυφή του φτερού κινείται πιο γρήγορα από τον αέρα που περνά από το κάτω μέρος του φτερού. Αυτή η διαφορά στη ροή του αέρα δημιουργεί ανύψωση και το αεροσκάφος πετάει.

Και η θεμελιώδης ιδέα εδώ είναι η εξής: η ροή του αέρα κόβεται στα δύο από το μπροστινό άκρο του πτερυγίου και ένα μέρος του ρέει γύρω από το φτερό κατά μήκος της επάνω επιφάνειας και το δεύτερο μέρος κατά μήκος της κάτω. Προκειμένου τα δύο ρεύματα να συγκλίνουν πίσω από το πίσω άκρο της πτέρυγας χωρίς να δημιουργείται κενό, ο αέρας που ρέει γύρω από την άνω επιφάνεια του πτερυγίου πρέπει να κινείται ταχύτερα σε σχέση με το αεροσκάφος από τον αέρα που ρέει γύρω από την κάτω επιφάνεια, καθώς πρέπει να διανύσει μεγαλύτερη απόσταση.

Η χαμηλή πίεση από πάνω τραβάει το φτερό προς τα μέσα, ενώ η υψηλότερη πίεση από κάτω το ωθεί προς τα πάνω. Το φτερό ανεβαίνει. Και αν η δύναμη ανύψωσης υπερβαίνει το βάρος του αεροσκάφους, τότε το ίδιο το αεροσκάφος κρέμεται στον αέρα.

Τα χάρτινα αεροπλάνα δεν έχουν διαμορφωμένα φτερά, οπότε πώς πετούν; Η ανύψωση δημιουργείται από τη γωνία προσβολής των επίπεδων φτερών τους. Ακόμη και με επίπεδα φτερά, μπορείτε να δείτε ότι ο αέρας που κινείται πάνω από το φτερό διανύει ελαφρώς μεγαλύτερη απόσταση (και κινείται πιο γρήγορα). Η ανύψωση δημιουργείται από την ίδια πίεση με τα φτερά προφίλ, αλλά φυσικά αυτή η διαφορά πίεσης δεν είναι τόσο μεγάλη.

Η γωνία προσβολής του αεροσκάφους είναι η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της ταχύτητας της ροής του αέρα στο σώμα και της χαρακτηριστικής διαμήκους κατεύθυνσης που επιλέγεται στο σώμα, για παράδειγμα, για ένα αεροσκάφος θα είναι η χορδή του πτερυγίου, είναι ο διαμήκης άξονας κατασκευής, για ένα βλήμα ή πύραυλος είναι ο άξονας συμμετρίας τους.

ίσιο φτερό

Το πλεονέκτημα μιας ευθείας πτέρυγας είναι ο υψηλός συντελεστής ανύψωσης, ο οποίος σας επιτρέπει να αυξήσετε σημαντικά το συγκεκριμένο φορτίο στο φτερό και επομένως να μειώσετε το μέγεθος και το βάρος χωρίς φόβο σημαντικής αύξησης της ταχύτητας απογείωσης και προσγείωσης.

Το μειονέκτημα που προκαθορίζει την ακαταλληλότητα μιας τέτοιας πτέρυγας σε υπερηχητικές ταχύτητες πτήσης είναι η απότομη αύξηση της οπισθέλκουσας του αεροσκάφους.

πτέρυγα δέλτα

Ένα φτερό δέλτα είναι πιο άκαμπτο και ελαφρύτερο από ένα ευθύ φτερό και χρησιμοποιείται συχνότερα σε υπερηχητικές ταχύτητες. Η χρήση ενός πτερυγίου δέλτα καθορίζεται κυρίως από λόγους αντοχής και σχεδιασμού. Τα μειονεκτήματα της πτέρυγας δέλτα είναι η εμφάνιση και η ανάπτυξη μιας κυματικής κρίσης.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Εάν το σχήμα του πτερυγίου και της μύτης ενός χάρτινου αεροπλάνου αλλάξει κατά τη μοντελοποίηση, τότε το εύρος και η διάρκεια της πτήσης του μπορεί να αλλάξει.

Τα φτερά ενός χάρτινου αεροπλάνου είναι επίπεδα. Για να υπάρχει διαφορά στη ροή του αέρα από πάνω και κάτω από το φτερό (για να σχηματιστεί ανύψωση), πρέπει να έχει κλίση σε μια ορισμένη γωνία (γωνία προσβολής).

Τα αεροπλάνα για τις μεγαλύτερες πτήσεις δεν είναι άκαμπτα, αλλά έχουν μεγάλο άνοιγμα φτερών και είναι καλά ισορροπημένα.

Για να φτιάξετε ένα χάρτινο αεροπλάνο, θα χρειαστείτε ένα ορθογώνιο φύλλο χαρτιού, το οποίο μπορεί να είναι είτε λευκό είτε έγχρωμο. Εάν θέλετε, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σημειωματάριο, xerox, χαρτί εφημερίδων ή οποιοδήποτε άλλο χαρτί είναι διαθέσιμο.

Είναι προτιμότερο να επιλέξετε την πυκνότητα της βάσης για το μελλοντικό αεροσκάφος πιο κοντά στον μέσο όρο, έτσι ώστε να πετάει μακριά και ταυτόχρονα να μην είναι πολύ δύσκολο να το διπλώσετε (συνήθως είναι δύσκολο να στερεώσετε τις πτυχές σε πολύ χοντρό χαρτί και αποδεικνύονται ανομοιόμορφα).

Προσθέτουμε την απλούστερη φιγούρα ενός αεροπλάνου

Είναι καλύτερο για τους αρχάριους λάτρεις του origami να ξεκινήσουν με το πιο απλό μοντέλο αεροπλάνου γνωστό σε όλους από την παιδική ηλικία:

Για όσους δεν κατάφεραν να διπλώσουν το αεροπλάνο σύμφωνα με τις οδηγίες, εδώ είναι ένα εκπαιδευτικό βίντεο:

Εάν βαρεθήκατε αυτή την επιλογή στο σχολείο και θέλετε να επεκτείνετε τις δεξιότητές σας στην κατασκευή αεροσκαφών σε χαρτί, θα σας πούμε πώς να εκτελέσετε βήμα προς βήμα δύο απλές παραλλαγές του προηγούμενου μοντέλου.

αεροσκάφη μεγάλων αποστάσεων

Οδηγίες φωτογραφίας βήμα προς βήμα

1. Διπλώστε ένα ορθογώνιο φύλλο χαρτιού στη μέση κατά μήκος της μεγαλύτερης πλευράς. Λυγίζουμε τις δύο πάνω γωνίες μέχρι τη μέση του φύλλου. Γυρίζουμε τη γωνία που προκύπτει με μια "κοιλάδα", δηλαδή προς τον εαυτό μας.

1. Λυγίζουμε τις γωνίες του παραλληλογράμμου που προκύπτει στη μέση, έτσι ώστε ένα μικρό τρίγωνο να κρυφοκοιτάζει στη μέση του φύλλου.

1. Λυγίζουμε ένα μικρό τρίγωνο προς τα πάνω - θα διορθώσει τα φτερά του μελλοντικού αεροσκάφους.

1. Διπλώνουμε το σχήμα κατά μήκος του άξονα συμμετρίας, δεδομένου ότι το μικρό τρίγωνο πρέπει να παραμείνει έξω.

1. Λυγίζουμε τα φτερά και από τις δύο πλευρές μέχρι τη βάση.

1. Ρυθμίσαμε και τα δύο φτερά του αεροσκάφους σε γωνία 90 μοιρών για να πετάξουμε μακριά.

1. Έτσι, χωρίς να ξοδέψουμε πολύ χρόνο, παίρνουμε ένα αεροπλάνο που πετά μακριά!

Σχέδιο αναδίπλωσης

1. Διπλώστε ένα ορθογώνιο φύλλο χαρτιού κατά μήκος της μεγαλύτερης πλευράς του στη μέση.

1. Λυγίζουμε τις δύο πάνω γωνίες μέχρι τη μέση του φύλλου.

1. Τυλίγουμε τις γωνίες "κοιλάδας" κατά μήκος της διακεκομμένης γραμμής. Στην τεχνική origami, μια "κοιλάδα" είναι η πτυχή ενός τμήματος ενός φύλλου κατά μήκος μιας συγκεκριμένης γραμμής προς την κατεύθυνση "προς εσάς".

1. Προσθέτουμε το σχήμα που προκύπτει κατά μήκος του άξονα συμμετρίας έτσι ώστε οι γωνίες να είναι έξω. Φροντίστε να βεβαιωθείτε ότι τα περιγράμματα και των δύο μισών του μελλοντικού αεροπλάνου ταιριάζουν. Εξαρτάται από το πώς θα πετάξει στο μέλλον.

1. Λυγίζουμε τα φτερά και στις δύο πλευρές του αεροσκάφους, όπως φαίνεται στο σχήμα.

1. Βεβαιωθείτε ότι η γωνία ανάμεσα στο φτερό του αεροπλάνου και την άτρακτό του είναι 90 μοίρες.

1. Αποδείχθηκε τόσο γρήγορο αεροπλάνο!

Πώς να κάνετε το αεροπλάνο να πετάξει μακριά;

Θέλετε να μάθετε πώς να εκτοξεύετε σωστά ένα χάρτινο αεροπλάνο που μόλις φτιάξατε με τα χέρια σας; Στη συνέχεια, διαβάστε προσεκτικά τους κανόνες διαχείρισής του:

Εάν τηρούνται όλοι οι κανόνες, αλλά το μοντέλο εξακολουθεί να μην πετάει όπως θα θέλατε, δοκιμάστε να το βελτιώσετε ως εξής:

1. Εάν το αεροπλάνο προσπαθεί συνεχώς να πετάξει απότομα προς τα πάνω και στη συνέχεια, κάνοντας έναν νεκρό βρόχο, κατεβαίνει απότομα, πέφτοντας στη μύτη του στο έδαφος, χρειάζεται αναβάθμιση με τη μορφή αύξησης της πυκνότητας (βάρους) της μύτης. Αυτό μπορεί να γίνει λυγίζοντας ελαφρά τη μύτη χάρτινο μοντέλοστο εσωτερικό, όπως φαίνεται στην εικόνα, ή συνδέοντας ένα συνδετήρα σε αυτό από κάτω.
2. Εάν κατά τη διάρκεια της πτήσης το μοντέλο δεν πετάει ευθεία, όπως θα έπρεπε, αλλά στο πλάι, εξοπλίστε το με ένα πηδάλιο λυγίζοντας μέρος του φτερού κατά μήκος της γραμμής που φαίνεται στο σχήμα.
3. Εάν ένα αεροπλάνο πέσει σε μια ουρά, χρειάζεται επειγόντως μια ουρά. Οπλισμένο με ψαλίδι, κάντε το μια γρήγορη και λειτουργική αναβάθμιση.
4. Αλλά εάν το μοντέλο πέσει στο πλάι κατά τη διάρκεια των δοκιμών, πιθανότατα ο λόγος για την αποτυχία είναι η έλλειψη σταθεροποιητών. Για να τα προσθέσετε στο σχέδιο, αρκεί να λυγίσετε τα φτερά του αεροσκάφους κατά μήκος των άκρων κατά μήκος των γραμμών που υποδεικνύονται από τις διακεκομμένες γραμμές.

Φέρνουμε επίσης στην προσοχή σας μια οδηγία βίντεο για την κατασκευή και τη δοκιμή ενός ενδιαφέροντος μοντέλου αεροσκάφους που είναι ικανό όχι μόνο μακριά, αλλά και μια απίστευτα μεγάλη πτήση:

Τώρα που είστε σίγουροι για τις ικανότητές σας και έχετε ήδη πάρει τα χέρια σας για την αναδίπλωση και την εκτόξευση απλών αεροπλάνων, προσφέρουμε οδηγίες που θα σας πουν πώς να φτιάξετε ένα πιο περίπλοκο χάρτινο αεροπλάνο.

F-117 Stealth Plane ("Nighthawk")

βομβαρδιστικά αεροσκάφη

Σχέδιο εκτέλεσης

1. Πάρτε ένα ορθογώνιο κομμάτι χαρτί. Διπλώνουμε το πάνω μέρος του ορθογωνίου σε ένα διπλό τρίγωνο: για να το κάνουμε αυτό, λυγίζουμε την επάνω δεξιά γωνία του ορθογωνίου έτσι ώστε η πάνω πλευρά του να συμπίπτει με την αριστερή πλευρά.
2. Στη συνέχεια, κατ' αναλογία, λυγίστε την αριστερή γωνία, συνδυάζοντας ανώτερο τμήμαορθογώνιο με τη δεξιά πλευρά του.
3. Μέσω του σημείου τομής των λαμβανόμενων γραμμών, εκτελούμε μια πτυχή, η οποία στο τέλος πρέπει να είναι παράλληλη με τη μικρότερη πλευρά του ορθογωνίου.
4. Κατά μήκος αυτής της γραμμής, διπλώνουμε τα πλευρικά τρίγωνα που προκύπτουν προς τα μέσα. Θα πρέπει να λάβετε το σχήμα που φαίνεται στο σχήμα 2. Σχεδιάζουμε μια γραμμή στη μέση του φύλλου στο κάτω μέρος, κατ' αναλογία με το σχήμα 1.

1. Δηλώνουμε μια ευθεία παράλληλη στη βάση του τριγώνου.

1. Αναποδογυρίστε τη φιγούρα αντιθετη πλευρακαι λυγίστε τη γωνία προς το μέρος σας. Θα πρέπει να λάβετε το ακόλουθο σχέδιο χαρτιού:

1. Και πάλι μετατοπίζουμε το σχήμα στην άλλη πλευρά και λυγίζουμε τις δύο γωνίες προς τα πάνω, αφού λυγίσουμε το πάνω μέρος στη μέση.

1. Γυρίστε τη φιγούρα προς τα πίσω και λυγίστε τη γωνία προς τα πάνω.

1. Διπλώνουμε την αριστερή και τη δεξιά γωνία, κυκλωμένη στο σχήμα, σύμφωνα με την εικόνα 7. Ένα τέτοιο σχέδιο θα μας επιτρέψει να επιτύχουμε τη σωστή κάμψη της γωνίας.

1. Λυγίζουμε τη γωνία μακριά από τον εαυτό μας και διπλώνουμε τη φιγούρα κατά μήκος της μεσαίας γραμμής.

1. Φέρνουμε τις άκρες προς τα μέσα, ξαναδιπλώνουμε τη φιγούρα στη μέση και μετά πάνω μας.

1. Στο τέλος, θα αποκτήσετε ένα τέτοιο χάρτινο παιχνίδι - ένα βομβαρδιστικό αεροπλάνο!

Βομβαρδιστικό SU-35

Fighter "Pointed Hawk"

Σχέδιο εκτέλεσης βήμα προς βήμα

1. Παίρνουμε ένα κομμάτι ορθογώνιο χαρτί, το λυγίζουμε στη μέση κατά μήκος της μεγαλύτερης πλευράς και σκιαγραφούμε τη μέση.

1. Λυγίζουμε προς την κατεύθυνση "προς τον εαυτό μας" δύο γωνίες του ορθογωνίου.

1. Λυγίστε τις γωνίες του σχήματος κατά μήκος της διακεκομμένης γραμμής.

1. Διπλώνουμε το σχήμα κατά μήκος έτσι ώστε η οξεία γωνία να βρίσκεται στη μέση της απέναντι πλευράς.

1. Γυρίζουμε το σχήμα που προκύπτει από την πίσω πλευρά και σχηματίζουμε δύο πτυχώσεις, όπως φαίνεται στο σχήμα. Είναι πολύ σημαντικό οι πτυχές να μην είναι διπλωμένες στη μέση γραμμή, αλλά σε μια μικρή γωνία προς αυτήν.

1. Λυγίζουμε τη γωνία που προκύπτει προς τον εαυτό μας και ταυτόχρονα στρέφουμε τη γωνία προς τα εμπρός, η οποία μετά από όλους τους χειρισμούς θα βρίσκεται στο πίσω μέρος της διάταξης. Θα πρέπει να πάρετε ένα σχήμα, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

1. Λυγίζουμε τη φιγούρα στο μισό από τον εαυτό μας.

1. Κατεβάζουμε τα φτερά του αεροπλάνου κατά μήκος της διακεκομμένης γραμμής.

1. Λυγίζουμε λίγο τις άκρες των φτερών για να πάρουμε τα λεγόμενα winglets. Στη συνέχεια ανοίγουμε τα φτερά ώστε να σχηματίσουν ορθή γωνία με την άτρακτο.

Το χαρτομαχητικό είναι έτοιμο!

Fighter Planing Hawk

Οδηγίες κατασκευής:

1. Παίρνουμε ένα ορθογώνιο χαρτί και σκιαγραφούμε τη μέση, διπλώνοντάς το στη μέση κατά μήκος της μεγαλύτερης πλευράς.

1. Λυγίζουμε προς τα μέσα μέχρι τη μέση τις δύο πάνω γωνίες του ορθογωνίου.

1. Αναποδογυρίζουμε το φύλλο στην πίσω πλευρά και λυγίζουμε τις πτυχές προς την κατεύθυνση «προς τον εαυτό μας» προς την κεντρική γραμμή. Είναι πολύ σημαντικό οι επάνω γωνίες να μην λυγίζουν. Θα πρέπει να μοιάζει με αυτό το σχήμα.

1. Γυρίζουμε το πάνω μέρος του τετραγώνου διαγώνια προς το μέρος μας.

1. Διπλώνουμε τη φιγούρα που προκύπτει στη μέση.

1. Σχεδιάζουμε το δίπλωμα όπως φαίνεται στο σχήμα.

1. Γεμίζουμε με καύσιμο μέσα στο ορθογώνιο τμήμα της ατράκτου του μελλοντικού αεροπλάνου.

1. Λυγίζουμε τα φτερά προς τα κάτω κατά μήκος της διακεκομμένης γραμμής σε ορθή γωνία.

1. Αποδείχθηκε ένα τέτοιο χάρτινο αεροπλάνο! Μένει να δούμε πώς θα πετάξει.

Μαχητικό F-15 Eagle

Αεροσκάφος "Κονκόρντ"

Ακολουθώντας τις οδηγίες φωτογραφιών και βίντεο που δίνονται, μπορείτε να φτιάξετε με τα χέρια σας ένα χάρτινο αεροπλάνο μέσα σε λίγα λεπτά, το παιχνίδι με το οποίο θα γίνει ευχάριστο και διασκεδαστικό χόμπι για εσάς και τα παιδιά σας!

Πώς να φτιάξετε ένα χάρτινο αεροπλάνο - 13 χάρτινα μοντέλα αεροπλάνων DIY

Λεπτομερή σχέδια για την κατασκευή μιας ποικιλίας χάρτινων αεροπλάνων: από τα πιο απλά "σχολικά" αεροπλάνα έως τεχνικά τροποποιημένα μοντέλα.

τυπικό μοντέλο

Μοντέλο "Glider"

Μοντέλο "Advanced glider"

Μοντέλο "Scat"

Μοντέλο "καναρίνια"

Μοντέλο "Delta"

Μοντέλο "Shuttle"

Μοντέλο "Invisible"

Μοντέλο "Taran"

Μοντέλο Hawkeye

Μοντέλο "Πύργος"

Μοντέλο "Needle"

Μοντέλο "Kite"

Ενδιαφέροντα γεγονότα

Το 1989, ο Andy Chipling ίδρυσε την Paper Aircraft Association και το 2006 πραγματοποιήθηκε το πρώτο χάρτινο πρωτάθλημα πτήσης αεροπλάνων. Οι αγώνες διεξάγονται σε τρεις κλάδους: τη μεγαλύτερη απόσταση, τη μεγαλύτερη σχεδίαση και τα ακροβατικά.

Πολυάριθμες προσπάθειες να αυξηθεί ο χρόνος που το χάρτινο αεροπλάνο μένει στον αέρα κατά καιρούς οδηγούν στην κατάληψη των επόμενων φραγμών σε αυτό το άθλημα. Ο Κεν Μπλάκμπερν κατείχε το παγκόσμιο ρεκόρ για 13 χρόνια (1983-1996) και το ξαναπήρε στις 8 Οκτωβρίου 1998, πετώντας ένα χάρτινο αεροπλάνο σε εσωτερικό χώρο, έτσι ώστε να μείνει στον αέρα για 27,6 δευτερόλεπτα. Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώθηκε από εκπροσώπους του Βιβλίου Ρεκόρ Γκίνες και δημοσιογράφους του CNN. Το χάρτινο αεροπλάνο που χρησιμοποιεί η Blackburn μπορεί να ταξινομηθεί ως ανεμόπτερο.

ΦΥΣΙΚΗ ΧΑΡΤΙΝΟΥ ΑΕΡΟΠΛΑΝΟΥ.
ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ. ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ.

1. Εισαγωγή. Στόχος της εργασίας. Γενικά πρότυπα ανάπτυξης του γνωστικού πεδίου. Η επιλογή του αντικειμένου μελέτης. χάρτης του μυαλού.
2. Στοιχειώδης φυσική πτήσης με ανεμόπτερο (BS). Εξισώσεις συστήματος δυνάμεων.





9. Φωτογραφίες της αεροδυναμικής επισκόπησης των χαρακτηριστικών του σωλήνα, αεροδυναμική ισορροπία.
10. Αποτελέσματα πειραμάτων.
12. Μερικά αποτελέσματα σχετικά με την απεικόνιση των δίνων.
13. Σχέση παραμέτρων και σχεδιαστικών λύσεων. Σύγκριση επιλογών μειωμένη σε ορθογώνια πτέρυγα. Η θέση του αεροδυναμικού κέντρου και του κέντρου βάρους και τα χαρακτηριστικά των μοντέλων.
14. Ενεργειακά αποδοτικός σχεδιασμός. σταθεροποίηση πτήσης. Τακτική του παγκόσμιου ρεκόρ για τη διάρκεια της πτήσης.



18. Συμπέρασμα.
19. Κατάλογος παραπομπών.

1. Εισαγωγή. Στόχος της εργασίας. Γενικά πρότυπα ανάπτυξης του γνωστικού πεδίου. Η επιλογή του αντικειμένου της έρευνας. χάρτης του μυαλού.

Η ανάπτυξη της σύγχρονης φυσικής, πρωτίστως στο πειραματικό της κομμάτι, και ιδιαίτερα στα εφαρμοσμένα πεδία, προχωρά σύμφωνα με ένα έντονο ιεραρχικό σχήμα. Αυτό οφείλεται στην ανάγκη για πρόσθετη συγκέντρωση των πόρων που απαιτούνται για την επίτευξη αποτελεσμάτων που κυμαίνονται από υλική υποστήριξηπειράματα, πριν από την κατανομή της εργασίας μεταξύ εξειδικευμένων επιστημονικών ιδρυμάτων. Ανεξάρτητα από το αν πραγματοποιείται για λογαριασμό του κράτους, εμπορικών δομών ή ακόμα και ενθουσιωδών, αλλά σχεδιάζοντας την ανάπτυξη του τομέα γνώσης, διαχείρισης επιστημονική έρευναείναι μια σύγχρονη πραγματικότητα.
Ο σκοπός αυτής της εργασίας δεν είναι μόνο να στήσει ένα τοπικό πείραμα, αλλά και μια προσπάθεια εικονογράφησης μοντέρνα τεχνολογίαεπιστημονική οργάνωση στο απλούστερό της επίπεδο.
Οι πρώτες αντανακλάσεις που προηγούνται του πραγματικού έργου συνήθως στερεώνονται σε ελεύθερη μορφή, ιστορικά αυτό συμβαίνει στις χαρτοπετσέτες. Ωστόσο, στη σύγχρονη επιστήμη, αυτή η μορφή παρουσίασης ονομάζεται χαρτογράφηση μυαλού - κυριολεκτικά "σχήμα σκέψης". Είναι ένα διάγραμμα στο οποίο γεωμετρικά σχήματαόλα ταιριάζουν. που μπορεί να σχετίζονται με το υπό εξέταση ζήτημα. Αυτές οι έννοιες συνδέονται με βέλη που υποδεικνύουν λογικές συνδέσεις. Στην αρχή, ένα τέτοιο σχήμα μπορεί να περιέχει εντελώς διαφορετικές και άνισες έννοιες που είναι δύσκολο να συνδυαστούν σε ένα κλασικό σχέδιο. Ωστόσο, αυτή η ποικιλομορφία σας επιτρέπει να βρείτε ένα μέρος για τυχαίες εικασίες και μη συστηματοποιημένες πληροφορίες.
Ένα χάρτινο αεροπλάνο επιλέχθηκε ως αντικείμενο έρευνας - κάτι γνωστό σε όλους από την παιδική ηλικία. Θεωρήθηκε ότι η εκτέλεση ορισμένων πειραμάτων και η εφαρμογή των εννοιών της στοιχειώδους φυσικής θα βοηθούσαν στην εξήγηση των χαρακτηριστικών της πτήσης και επίσης, ίσως, θα καθιστούσαν δυνατή τη διατύπωση γενικές αρχέςκατασκευή.
Η προκαταρκτική συλλογή πληροφοριών έδειξε ότι η περιοχή δεν είναι τόσο απλή όσο φαινόταν αρχικά. Μεγάλη βοήθεια βοήθησε η έρευνα του Κεν Μπλάκμπερν, μηχανικού αεροδιαστημικής, κατόχου τεσσάρων παγκόσμιων ρεκόρ (συμπεριλαμβανομένου του τρέχοντος) για τον προγραμματισμό του χρόνου, τα οποία έθεσε με αεροπλάνα δικής του σχεδίασης.

Όσον αφορά την εργασία, ο χάρτης μυαλού μοιάζει με αυτό:

Αυτό είναι ένα βασικό περίγραμμα που αντιπροσωπεύει την επιδιωκόμενη δομή της μελέτης.

2. Στοιχειώδης φυσική πτήσης με ανεμόπτερο. Σύστημα εξισώσεων για βάρη.

Η ολίσθηση είναι μια ειδική περίπτωση κατάβασης αεροσκάφους χωρίς τη συμμετοχή της ώσης που δημιουργείται από τον κινητήρα. Για μη μηχανοκίνητα αεροσκάφη - ανεμόπτερα, ως ειδική περίπτωση - χάρτινα αεροπλάνα, η ολίσθηση είναι η κύρια λειτουργία πτήσης.
Η ολίσθηση πραγματοποιείται λόγω των βαρών που ισορροπούν μεταξύ τους και της αεροδυναμικής δύναμης, η οποία με τη σειρά της αποτελείται από δυνάμεις ανύψωσης και οπισθέλκουσας.
Το διανυσματικό διάγραμμα των δυνάμεων που ασκούνται στο αεροσκάφος (ανεμόπτερο) κατά τη διάρκεια της πτήσης έχει ως εξής:

Προϋπόθεση για απλό σχεδιασμό είναι η ισότητα

Προϋπόθεση για την ομοιομορφία σχεδιασμού είναι η ισότητα

Έτσι, για να διατηρηθεί ο ευθύγραμμος ομοιόμορφος σχεδιασμός, απαιτούνται και οι δύο ισότητες, το σύστημα

Υ=GcosA
Q=GsinA

3. εμβαθύνοντας σε βασική θεωρίααεροδυναμική. στρωτή και τυρβώδης. Αριθμός Reynolds.

Μια πιο λεπτομερής κατανόηση της πτήσης δίνεται από τη σύγχρονη αεροδυναμική θεωρία, με βάση την περιγραφή της συμπεριφοράς ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙροές αέρα, ανάλογα με τη φύση της αλληλεπίδρασης των μορίων. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ροών - στρωτές, όταν τα σωματίδια κινούνται κατά μήκος ομαλών και παράλληλων καμπυλών και τυρβώδεις, όταν αναμειγνύονται. Κατά κανόνα, δεν υπάρχουν καταστάσεις με ιδανικά στρωτή ή καθαρά τυρβώδη ροή, η αλληλεπίδραση και των δύο δημιουργεί μια πραγματική εικόνα της λειτουργίας του πτερυγίου.
Εάν λάβουμε υπόψη ένα συγκεκριμένο αντικείμενο με πεπερασμένα χαρακτηριστικά - μάζα, γεωμετρικές διαστάσεις, τότε οι ιδιότητες ροής στο επίπεδο της μοριακής αλληλεπίδρασης χαρακτηρίζονται από τον αριθμό Reynolds, ο οποίος δίνει μια σχετική τιμή και υποδηλώνει την αναλογία των παλμών δύναμης προς το ιξώδες του ρευστού. Πως περισσότερος αριθμός, τόσο μικρότερη είναι η επίδραση του ιξώδους.

Re=VLρ/η=VL/ν

V (ταχύτητα)
L (χαρακτηριστικό μεγέθους)
ν (συντελεστής (πυκνότητα/ιξώδες)) = 0,000014 m^2/s για αέρα σε κανονική θερμοκρασία.

Για ένα χάρτινο αεροπλάνο, ο αριθμός Reynolds είναι περίπου 37.000.

Δεδομένου ότι ο αριθμός Reynolds είναι πολύ χαμηλότερος από ό,τι στα πραγματικά αεροσκάφη, αυτό σημαίνει ότι το ιξώδες του αέρα παίζει πολύ μεγαλύτερο ρόλο, με αποτέλεσμα αυξημένη οπισθέλκουσα και μειωμένη ανύψωση.

4. Πώς λειτουργούν τα συμβατικά και επίπεδα φτερά.

Ένα επίπεδο φτερό από την άποψη της στοιχειώδους φυσικής είναι μια πλάκα που βρίσκεται υπό γωνία ως προς ένα κινούμενο ρεύμα αέρα. Ο αέρας «πεταχτεί» υπό γωνία προς τα κάτω, δημιουργώντας αντίθετα κατευθυνόμενη δύναμη. Αυτή είναι η συνολική αεροδυναμική δύναμη, η οποία μπορεί να αναπαρασταθεί ως δύο δυνάμεις - ανύψωση και έλξη. Μια τέτοια αλληλεπίδραση εξηγείται εύκολα με βάση τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα. Ένα κλασικό παράδειγμα μιας επίπεδης πτέρυγας ανακλαστήρα είναι ένας χαρταετός.

Η συμπεριφορά μιας συμβατικής (επίπεδης-κυρτής) αεροδυναμικής επιφάνειας εξηγείται από την κλασική αεροδυναμική ως η εμφάνιση μιας ανυψωτικής δύναμης λόγω της διαφοράς στις ταχύτητες των θραυσμάτων ροής και, κατά συνέπεια, της διαφοράς στις πιέσεις από κάτω και πάνω από το φτερό.

Ένα επίπεδο χάρτινο φτερό στη ροή δημιουργεί μια ζώνη στροβιλισμού στην κορυφή, η οποία μοιάζει με καμπύλο προφίλ. Είναι λιγότερο σταθερό και αποτελεσματικό από ένα σκληρό κέλυφος, αλλά ο μηχανισμός είναι ο ίδιος.

Το σχήμα λαμβάνεται από την πηγή (Βλ. παραπομπές). Δείχνει το σχηματισμό αεροτομής λόγω αναταράξεων στην επάνω επιφάνεια του πτερυγίου. Υπάρχει επίσης η έννοια του μεταβατικού στρώματος, στο οποίο η τυρβώδης ροή γίνεται στρωτή λόγω της αλληλεπίδρασης των στρωμάτων αέρα. Πάνω από το φτερό ενός χάρτινου αεροπλάνου, είναι μέχρι 1 εκατοστό.

5. Επισκόπηση τριών σχεδίων αεροσκαφών

Για το πείραμα επιλέχθηκαν τρία διαφορετικά σχέδια χάρτινων επιπέδων με διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Μοντέλο Νο 1. Το πιο κοινό και γνωστό σχέδιο. Κατά κανόνα, η πλειοψηφία το φαντάζεται όταν ακούει την έκφραση «χάρτινο αεροπλάνο».

Αριθμός μοντέλου 2. "Βέλος", ή "δόρυ". Χαρακτηριστικό μοντέλο με οξεία γωνίαπτέρυγα και αναμενόμενη υψηλή ταχύτητα.

Αριθμός μοντέλου 3. Μοντέλο με φτερό με υψηλό λόγο διαστάσεων. Ειδικός σχεδιασμός, συναρμολογημένος σύμφωνα με φαρδιά πλευράσεντόνι. Υποτίθεται ότι έχει καλά αεροδυναμικά δεδομένα λόγω του υψηλού λόγου διαστάσεων της πτέρυγας.

Όλα τα αεροπλάνα συναρμολογήθηκαν από τα ίδια φύλλα χαρτιού με ειδικό βάρος 80 γραμμάρια / m ^ 2 μορφή Α4. Η μάζα κάθε αεροσκάφους είναι 5 γραμμάρια.

6. Σύνολα χαρακτηριστικών, γιατί είναι.

Για να αποκτήσετε χαρακτηριστικές παραμέτρους για κάθε σχέδιο, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε αυτές τις παραμέτρους οι ίδιες. Η μάζα όλων των αεροσκαφών είναι η ίδια - 5 γραμμάρια. Είναι αρκετά εύκολο να μετρήσετε την ταχύτητα σχεδιασμού για κάθε δομή και γωνία. Ο λόγος της διαφοράς ύψους και το αντίστοιχο εύρος θα μας δώσει την αναλογία ανύψωσης προς έλξη, ουσιαστικά την ίδια γωνία ολίσθησης.
Ενδιαφέρον παρουσιάζει η μέτρηση των δυνάμεων ανύψωσης και έλξης σε διαφορετικές γωνίες επίθεσης της πτέρυγας, η φύση των αλλαγών τους στα όρια των καθεστώτων. Αυτό θα επιτρέψει τον χαρακτηρισμό των δομών με βάση αριθμητικές παραμέτρους.
Ξεχωριστά, είναι δυνατή η ανάλυση των γεωμετρικών παραμέτρων των χάρτινων επιπέδων - η θέση του αεροδυναμικού κέντρου και του κέντρου βάρους για διαφορετικές μορφέςπτέρυγα.
Οπτικοποιώντας τις ροές, μπορεί κανείς να επιτύχει μια οπτική εικόνα των διεργασιών που συμβαίνουν στα οριακά στρώματα του αέρα κοντά στις αεροδυναμικές επιφάνειες.

7. Προκαταρκτικά πειράματα (θάλαμος). Λήφθηκαν τιμές για την ταχύτητα και την αναλογία ανύψωσης προς έλξη.

Για τον προσδιορισμό των βασικών παραμέτρων, πραγματοποιήθηκε ένα απλό πείραμα - η πτήση ενός χάρτινου αεροπλάνου καταγράφηκε από βιντεοκάμερα στο φόντο ενός τοίχου με μετρικές σημάνσεις. Δεδομένου ότι το διάστημα καρέ για τη λήψη βίντεο (1/30 δευτερόλεπτο) είναι γνωστό, η ταχύτητα ολίσθησης μπορεί εύκολα να υπολογιστεί. Σύμφωνα με την πτώση του υψομέτρου, η γωνία ολίσθησης και η αεροδυναμική ποιότητα του αεροσκάφους βρίσκονται στα αντίστοιχα πλαίσια.

Κατά μέσο όρο, η ταχύτητα του αεροπλάνου είναι 5-6 m / s, που δεν είναι τόσο μικρή.
Αεροδυναμική ποιότητα - περίπου 8.

8. Απαιτήσεις για το πείραμα, Μηχανική εργασία.

Για να αναδημιουργήσουμε τις συνθήκες πτήσης, χρειαζόμαστε στρωτή ροή έως και 8 m/s και δυνατότητα μέτρησης ανύψωσης και οπισθέλκουσας. Η κλασική μέθοδος αεροδυναμικής έρευνας είναι η αεροδυναμική σήραγγα. Στην περίπτωσή μας, η κατάσταση απλοποιείται από το γεγονός ότι το ίδιο το αεροπλάνο είναι μικρό σε μέγεθος και ταχύτητα και μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας σε ένα σωλήνα περιορισμένων διαστάσεων.
Επομένως, δεν μας εμποδίζει η κατάσταση όταν το φυσητό μοντέλο διαφέρει σημαντικά σε διαστάσεις από το αρχικό, το οποίο, λόγω της διαφοράς στους αριθμούς Reynolds, απαιτεί αντιστάθμιση κατά τις μετρήσεις.
Με τμήμα σωλήνα 300x200 mm και ταχύτητα ροής έως 8 m / s, χρειαζόμαστε έναν ανεμιστήρα χωρητικότητας τουλάχιστον 1000 κυβικών μέτρων / ώρα. Για την αλλαγή του ρυθμού ροής χρειάζεται ένας ελεγκτής στροφών κινητήρα και για μέτρηση ένα ανεμόμετρο με την κατάλληλη ακρίβεια. Ο μετρητής ταχύτητας δεν χρειάζεται να είναι ψηφιακός, είναι πολύ πιθανό να τα βγάλετε πέρα ​​με μια πλάκα εκτροπής με διαβαθμίσεις γωνίας ή ένα υγρό ανεμόμετρο, το οποίο έχει μεγαλύτερη ακρίβεια.

Η αεροδυναμική σήραγγα είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό, ο Mozhaisky τη χρησιμοποίησε στην έρευνα και ο Tsiolkovsky και ο Zhukovsky το έχουν ήδη αναπτύξει λεπτομερώς μοντέρνα τεχνολογίαπείραμα, το οποίο δεν έχει αλλάξει ριζικά.
Για τη μέτρηση της δύναμης έλξης και της δύναμης ανύψωσης, χρησιμοποιούνται αεροδυναμικές ζυγαριές για τον προσδιορισμό των δυνάμεων σε διάφορες κατευθύνσεις (στην περίπτωσή μας, σε δύο).

9. Φωτογραφίες της αεροσήραγγας. Επισκόπηση χαρακτηριστικών σωλήνων, αεροδυναμική ισορροπία.

Η επιτραπέζια αεροδυναμική σήραγγα υλοποιήθηκε με βάση έναν αρκετά ισχυρό βιομηχανικό ανεμιστήρα. Πίσω από τον ανεμιστήρα βρίσκονται αμοιβαία κάθετες πλάκες, οι οποίες ισιώνουν τη ροή πριν εισέλθουν στον θάλαμο μέτρησης. Τα παράθυρα στο θάλαμο μέτρησης είναι εξοπλισμένα με γυαλί. Στον κάτω τοίχο κόβεται μια ορθογώνια τρύπα για βάσεις. Απευθείας στον θάλαμο μέτρησης, εγκαθίσταται ένα ψηφιακό ανεμόμετρο για τη μέτρηση της ταχύτητας ροής. Ο σωλήνας έχει μια ελαφριά στένωση στην έξοδο για να «ενισχύει» τη ροή, η οποία μειώνει τις αναταράξεις σε βάρος της μείωσης της ταχύτητας. Η ταχύτητα του ανεμιστήρα ελέγχεται από έναν απλό οικιακό ηλεκτρονικό ελεγκτή.

Τα χαρακτηριστικά του σωλήνα αποδείχθηκαν χειρότερα από τα υπολογιζόμενα, κυρίως λόγω της ασυμφωνίας μεταξύ της απόδοσης του ανεμιστήρα και των χαρακτηριστικών του διαβατηρίου. Η ώθηση ροής μείωσε επίσης την ταχύτητα στη ζώνη μέτρησης κατά 0,5 m/s. Ως αποτέλεσμα, η μέγιστη ταχύτητα είναι ελαφρώς πάνω από 5 m/s, η οποία, ωστόσο, αποδείχθηκε επαρκής.

Αριθμός Reynolds για σωλήνα:

Re = VLρ/η = VL/ν

V (ταχύτητα) = 5m/s
L (χαρακτηριστικό) = 250mm = 0,25m
ν (συντελεστής (πυκνότητα/ιξώδες)) = 0,000014 m2/s

Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143

Για τη μέτρηση των δυνάμεων που ασκούνται στο αεροσκάφος χρησιμοποιήθηκαν στοιχειώδεις αεροδυναμικές ζυγαριές δύο βαθμών ελευθερίας βασισμένες σε ένα ζευγάρι ηλεκτρονικών ζυγαριών κοσμήματος με ακρίβεια 0,01 γραμμαρίων. Το αεροσκάφος στερεώθηκε σε δύο ράφια στη σωστή γωνία και τοποθετήθηκε στην πλατφόρμα της πρώτης ζυγαριάς. Αυτά, με τη σειρά τους, τοποθετήθηκαν σε μια κινητή πλατφόρμα με μοχλό μετάδοσης οριζόντιας δύναμης στη δεύτερη ζυγαριά.

Οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι η ακρίβεια είναι αρκετά επαρκής για βασικούς τρόπους λειτουργίας. Ωστόσο, ήταν δύσκολο να διορθωθεί η γωνία, επομένως είναι καλύτερο να αναπτυχθεί ένα κατάλληλο σχέδιο τοποθέτησης με σημάνσεις.

10. Αποτελέσματα πειραμάτων.

Κατά τον καθαρισμό των μοντέλων, μετρήθηκαν δύο κύριες παράμετροι - η δύναμη έλξης και η δύναμη ανύψωσης, ανάλογα με την ταχύτητα ροής σε μια δεδομένη γωνία. Κατασκευάστηκε μια οικογένεια χαρακτηριστικών με επαρκώς ρεαλιστικές τιμές για να περιγράψει τη συμπεριφορά κάθε αεροσκάφους. Τα αποτελέσματα συνοψίζονται σε γραφήματα με περαιτέρω κανονικοποίηση της κλίμακας σε σχέση με την ταχύτητα.

11. Σχέσεις καμπυλών για τρία μοντέλα.

Μοντέλο Νο 1.
Χρυσή τομή. Το σχέδιο αντιστοιχεί στο υλικό - χαρτί. Η αντοχή των φτερών αντιστοιχεί στο μήκος, η κατανομή βάρους είναι βέλτιστη, επομένως ένα σωστά διπλωμένο αεροσκάφος είναι καλά ευθυγραμμισμένο και πετάει ομαλά. Είναι ο συνδυασμός τέτοιων ιδιοτήτων και της ευκολίας συναρμολόγησης που έκανε αυτό το σχέδιο τόσο δημοφιλές. Η ταχύτητα είναι μικρότερη από το δεύτερο μοντέλο, αλλά μεγαλύτερη από το τρίτο. Στις υψηλές ταχύτητες, η φαρδιά ουρά έχει ήδη αρχίσει να παρεμβαίνει, κάτι που προηγουμένως σταθεροποιούσε τέλεια το μοντέλο.

Αριθμός μοντέλου 2.
Μοντέλο με τα χειρότερα χαρακτηριστικά πτήσης. Τα μεγάλα φτερά και τα κοντά φτερά έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν καλύτερα σε υψηλές ταχύτητες, κάτι που συμβαίνει, αλλά ο ανελκυστήρας δεν μεγαλώνει αρκετά και το αεροπλάνο πετάει πραγματικά σαν δόρυ. Επιπλέον, δεν σταθεροποιείται σωστά στην πτήση.

Αριθμός μοντέλου 3.
Ο εκπρόσωπος της «μηχανικής» σχολής - το μοντέλο επινοήθηκε με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Τα φτερά με υψηλό λόγο διαστάσεων λειτουργούν καλύτερα, αλλά η αντίσταση αυξάνεται πολύ γρήγορα - το αεροπλάνο πετά αργά και δεν ανέχεται την επιτάχυνση. Για να αντισταθμιστεί η έλλειψη ακαμψίας του χαρτιού, χρησιμοποιούνται πολυάριθμες πτυχές στο δάχτυλο του πτερυγίου, γεγονός που αυξάνει επίσης την αντίσταση. Παρόλα αυτά, το μοντέλο είναι πολύ αποκαλυπτικό και πετάει καλά.

12. Μερικά αποτελέσματα σχετικά με την απεικόνιση των δίνων

Εάν εισάγετε μια πηγή καπνού στο ρέμα, μπορείτε να δείτε και να φωτογραφίσετε τα ρέματα που περνούν γύρω από το φτερό. Δεν είχαμε στη διάθεσή μας ειδικές γεννήτριες καπνού, χρησιμοποιούσαμε λιβάνια. Για την αύξηση της αντίθεσης χρησιμοποιήθηκε ειδικό φίλτρο για την επεξεργασία φωτογραφιών. Ο ρυθμός ροής μειώθηκε επίσης επειδή η πυκνότητα του καπνού ήταν χαμηλή.

Σχηματισμός ροής στο μπροστινό άκρο της πτέρυγας.

Τυρβώδης ουρά.

Επίσης, οι ροές μπορούν να εξεταστούν χρησιμοποιώντας κοντές κλωστές κολλημένες στο φτερό ή με λεπτό καθετήρα με νήμα στο άκρο.

13. Σχέση παραμέτρων και σχεδιαστικών λύσεων. Σύγκριση επιλογών μειωμένη σε ορθογώνια πτέρυγα. Η θέση του αεροδυναμικού κέντρου και του κέντρου βάρους και τα χαρακτηριστικά των μοντέλων.

Έχει ήδη σημειωθεί ότι το χαρτί ως υλικό έχει πολλούς περιορισμούς. Για χαμηλές ταχύτητες πτήσης, έχουν μακρόστενα φτερά η καλύτερη ποιότητα. Δεν είναι τυχαίο ότι τέτοια φτερά έχουν και τα πραγματικά ανεμόπτερα, ειδικά οι κάτοχοι ρεκόρ. Ωστόσο, τα χάρτινα αεροπλάνα έχουν τεχνολογικούς περιορισμούς και τα φτερά τους δεν είναι βέλτιστα.
Για να αναλυθεί η σχέση μεταξύ της γεωμετρίας των μοντέλων και των χαρακτηριστικών πτήσης τους, είναι απαραίτητο να φέρουμε ένα σύνθετο σχήμα σε ένα ορθογώνιο ανάλογο με τη μέθοδο μεταφοράς περιοχής. Ο καλύτερος τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι με προγράμματα υπολογιστή που σας επιτρέπουν να φανταστείτε διαφορετικά μοντέλασε καθολική μορφή. Μετά τους μετασχηματισμούς, η περιγραφή θα μειωθεί στις βασικές παραμέτρους - άνοιγμα, μήκος χορδής, αεροδυναμικό κέντρο.

Η διασύνδεση αυτών των ποσοτήτων και του κέντρου μάζας θα καταστήσει δυνατό τον καθορισμό των χαρακτηριστικών τιμών για διάφοροι τύποιη ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ. Αυτοί οι υπολογισμοί είναι πέρα ​​από το πεδίο αυτής της εργασίας, αλλά μπορούν να γίνουν εύκολα. Ωστόσο, μπορεί να υποτεθεί ότι το κέντρο βάρους για ένα χάρτινο αεροπλάνο με ορθογώνια φτερά βρίσκεται σε απόσταση από ένα έως τέσσερα από τη μύτη μέχρι την ουρά, για ένα αεροσκάφος με φτερά δέλτα - σε ένα δευτερόλεπτο (το λεγόμενο ουδέτερο σημείο).

14. Ενεργειακά αποδοτικός σχεδιασμός. σταθεροποίηση πτήσης.
Τακτική του παγκόσμιου ρεκόρ για τον χρόνο πτήσης.

Με βάση τις καμπύλες ανύψωσης και έλξης, μπορεί κανείς να βρει έναν ενεργειακά ευνοϊκό τρόπο πτήσης με τις λιγότερες απώλειες. Αυτό είναι σίγουρα σημαντικό για τα χιτώνια μεγάλης εμβέλειας, αλλά μπορεί επίσης να φανεί χρήσιμο στην αεροπορία χαρτιού. Εκσυγχρονίζοντας ελαφρώς το αεροπλάνο (κάμψη άκρων, ανακατανομή βάρους), μπορείτε να επιτύχετε καλύτερα χαρακτηριστικά πτήσης ή, αντίθετα, να μεταφέρετε την πτήση σε μια κρίσιμη λειτουργία.
Γενικά, τα χάρτινα αεροπλάνα δεν αλλάζουν χαρακτηριστικά κατά τη διάρκεια της πτήσης, επομένως μπορούν να κάνουν χωρίς ειδικούς σταθεροποιητές. Η ουρά, που δημιουργεί αντίσταση, σας επιτρέπει να μετακινήσετε το κέντρο βάρους προς τα εμπρός. Η ευθύτητα πτήσης διατηρείται λόγω του κατακόρυφου επιπέδου της πτυχής και λόγω του εγκάρσιου V των φτερών.
Σταθερότητα σημαίνει ότι το αεροσκάφος, όταν εκτρέπεται, τείνει να επιστρέψει σε ουδέτερη θέση. Το σημείο σταθερότητας της γωνίας ολίσθησης είναι ότι το αεροσκάφος θα διατηρήσει την ίδια ταχύτητα. Όσο πιο σταθερό είναι το αεροπλάνο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα, όπως το μοντέλο #2. Όμως, αυτή η τάση πρέπει να περιοριστεί - πρέπει να χρησιμοποιηθεί ανύψωση, επομένως τα καλύτερα χάρτινα αεροπλάνα, ως επί το πλείστον, έχουν ουδέτερη σταθερότητα, αυτός είναι ο καλύτερος συνδυασμός ποιοτήτων.
Ωστόσο, τα καθεστώτα δεν είναι πάντα τα καλύτερα. Το παγκόσμιο ρεκόρ για τη μεγαλύτερη πτήση σημειώθηκε με μια πολύ συγκεκριμένη τακτική. Πρώτον, η εκκίνηση του αεροπλάνου πραγματοποιείται σε κάθετη ευθεία γραμμή, απλά ρίχνεται στο μέγιστο ύψος. Δεύτερον, μετά τη σταθεροποίηση στο κορυφαίο σημείο λόγω της σχετικής θέσης του κέντρου βάρους και της αποτελεσματικής περιοχής πτερυγίων, το αεροπλάνο πρέπει να πάει σε κανονική πτήση. Τρίτον, η κατανομή βάρους του αεροπλάνου δεν είναι κανονική - έχει ένα υποφορτωμένο μπροστινό μέρος, επομένως, λόγω της μεγάλης αντίστασης που δεν αντισταθμίζει το βάρος, επιβραδύνει πολύ γρήγορα. Ταυτόχρονα, η ανυψωτική δύναμη του φτερού πέφτει απότομα, γνέφει και, πέφτοντας, επιταχύνει με τράνταγμα, αλλά πάλι επιβραδύνει και παγώνει. Τέτοιες ταλαντώσεις (καβράκωση) εξομαλύνονται λόγω αδράνειας στα σημεία ξεθώριασμα και, ως αποτέλεσμα, ο συνολικός χρόνος που δαπανάται στον αέρα είναι μεγαλύτερος από την κανονική ομοιόμορφη ολίσθηση.

15. Λίγα λόγια για τη σύνθεση μιας δομής με δεδομένα χαρακτηριστικά.

Θεωρείται ότι αφού καθορίσουμε τις κύριες παραμέτρους ενός χάρτινου επιπέδου, τη σχέση τους, και έτσι ολοκληρώνοντας το στάδιο της ανάλυσης, είναι δυνατόν να προχωρήσουμε στο πρόβλημα σύνθεσης - με βάση απαραίτητες απαιτήσειςδημιουργήσει μια νέα δομή. Εμπειρικά, οι ερασιτέχνες σε όλο τον κόσμο το κάνουν αυτό, ο αριθμός των σχεδίων έχει ξεπεράσει τα 1000. Αλλά δεν υπάρχει τελική αριθμητική έκφραση για μια τέτοια εργασία, όπως δεν υπάρχουν ειδικά εμπόδια για μια τέτοια έρευνα.

16. Πρακτικές αναλογίες. Ιπτάμενος σκίουρος. Πτέρυγα σουίτα.

Είναι σαφές ότι ένα χάρτινο αεροπλάνο είναι, πρώτα απ 'όλα, απλώς μια πηγή χαράς και μια υπέροχη εικονογράφηση για το πρώτο βήμα στον ουρανό. Παρόμοια αρχή στα ύψη χρησιμοποιείται στην πράξη μόνο από ιπτάμενους σκίουρους, που δεν έχουν μεγάλη οικονομική σημασία, τουλάχιστον στη λωρίδα μας.

Ένα πιο πρακτικό αντίστοιχο ενός χάρτινου αεροπλάνου είναι το "Wing suite" - ένα wingsuit για αλεξιπτωτιστές που επιτρέπει την οριζόντια πτήση. Παρεμπιπτόντως, η αεροδυναμική ποιότητα ενός τέτοιου κοστουμιού είναι μικρότερη από αυτή ενός χάρτινου αεροπλάνου - όχι περισσότερο από 3.

17. Επιστρέψτε στον χάρτη μυαλού. Το επίπεδο ανάπτυξης. Προέκυψαν ερωτήματα και επιλογές για περαιτέρω ανάπτυξη της έρευνας.

Λαμβάνοντας υπόψη τη δουλειά που έγινε, μπορούμε να εφαρμόσουμε έναν χρωματισμό στον χάρτη μυαλού που υποδεικνύει την ολοκλήρωση των εργασιών. Το πράσινο χρώμα εδώ υποδηλώνει σημεία που βρίσκονται σε ικανοποιητικό επίπεδο, το ανοιχτό πράσινο - θέματα που έχουν κάποιους περιορισμούς, το κίτρινο - περιοχές που επηρεάζονται, αλλά δεν έχουν αναπτυχθεί στον βαθμό που χρειάζεται, το κόκκινο - πολλά υποσχόμενο, που χρειάζονται πρόσθετη έρευνα.

18. Συμπέρασμα.

Ως αποτέλεσμα της εργασίας, μελετήθηκε η θεωρητική βάση της πτήσης των χάρτινων αεροπλάνων, σχεδιάστηκαν και πραγματοποιήθηκαν πειράματα, τα οποία επέτρεψαν τον προσδιορισμό των αριθμητικών παραμέτρων για διαφορετικά σχέδια και τις γενικές σχέσεις μεταξύ τους. Επηρεάζονται και οι περίπλοκοι μηχανισμοί της πτήσης, από τη σκοπιά της σύγχρονης αεροδυναμικής.
Περιγράφονται οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν την πτήση, δίνονται ολοκληρωμένες συστάσεις.
Στο γενικό μέρος, έγινε προσπάθεια συστηματοποίησης του γνωστικού πεδίου με βάση τον νοητικό χάρτη και σκιαγραφήθηκαν οι βασικές κατευθύνσεις για περαιτέρω έρευνα.

19. Κατάλογος παραπομπών.

1. Paper plane aerodynamics [Ηλεκτρονικός πόρος] / Ken Blackburn - τρόπος πρόσβασης: http://www.paperplane.org/paero.htm, δωρεάν. - Ζαγκλ. από την οθόνη. - Γιαζ. Αγγλικά

2. Προς Schütt. Εισαγωγή στη φυσική της πτήσης. Μετάφραση Γ.Α. Wolpert από την πέμπτη γερμανική έκδοση. - Μ.: Ενιαίος Επιστημονικός και Τεχνικός Εκδοτικός Οίκος της ΕΣΣΔ NKTP. Έκδοση τεχνικής και θεωρητικής βιβλιογραφίας, 1938. - 208 p.

3. Stakhursky A. Για επιδέξια χέρια: Επιτραπέζια αεροδυναμική σήραγγα. Κεντρικός Σταθμός Νέων Τεχνικών με το όνομα Ν.Μ. Shvernik - M .: Υπουργείο Πολιτισμού της ΕΣΣΔ. Κύρια Διεύθυνση Τυπογραφικής Βιομηχανίας, 13ο Τυπογραφείο, 1956. - 8 σελ.

4. Merzlikin V. Ραδιοελεγχόμενα μοντέλα ανεμόπτερα. - M: Εκδοτικός οίκος DOSAAF USSR, 1982. - 160 p.

5. Α.Λ. Στάσενκο. Φυσική πτήσης. - Μ: Επιστήμη. Κύρια έκδοση φυσικής και μαθηματικής βιβλιογραφίας, 1988, - 144 σελ.