Мой самолет летит вперед

Научный проект.

Мой самолёт летит вперёд!

Матвиенко Владислав

Динской  район, ст. Динская              БОУ СОШ №3, 3 класс

ВВЕДЕНИЕ.

Я вдаль смотрю и слышу шорох ветра
Я поднимаюсь и опять лечу.
Я словно птица, поднимаюсь к небу
И ничего не надо- я летать хочу.

      Невероятно, но всего лишь 100 с небольшим лет тому назад не было ни самолетов, ни планеров, ни аэродромов...
      А что касается реактивной авиации, то первый реактивный самолет взлетел в нашей стране 15 мая 1942 года.
      Мне посчастливилось: Этим летом я побывал во Всероссийском детском центре «Орленок». Он расположен в Краснодарском крае, на берегу Черного моря, близ города Туапсе. Есть в «Орленке» очень примечательное здание, называется оно «Дом авиации и космонавтики». В этом здании много всего интересного и связанного с космосом и авиацией. Здесь выставлены настоящие скафандры космонавтов, обмундирование летчиков-истребителей, настоящие спутники, парашюты, различная военная авиационная техника, тренажеры, на которых тренируются лётчики и космонавты, пульты управления космическими кораблями. Даже есть выставка съестных припасов, которые берут с собой в полет космонавты. (Приложение I) 

Мне захотелось самому построить самолет и побольше узнать об этих железных птицах. Как люди научились летать? Какие бывают самолёты? Как устроен самолёт? Почему самолёты летают, ведь они тяжелее воздуха? Я  решил изучить свойства бумажных самолётов, взяв для исследования 5 моделей.
   Построить много различных самолётов разного типа сложная задача, и тут нам на помощь пришла техника оригами.

Объект исследования – 6  бумажных моделей самолётов

Цель работы: изучение влияния на дальность и продолжительность полета формы и площади крыла  бумажного самолета.

В соответствии с поставленной целью мною были сформулированные следующие задачи:

• изучить информацию по данной проблеме;
• ознакомиться с различными моделями бумажных самолетов и научиться их выполнять;
• выяснить, что влияет на дальность и длительность полета бумажного самолета;
• провести эксперимент на длительность и дальность полета.

Объект исследования: бумажные модели самолетов.

 Предмет исследования: условия, при которых возможен длительный полет моделей бумажных самолетов.

Гипотеза: если при моделировании изменять форму крыла и носа бумажного самолетика, то может измениться дальность и продолжительность его полета.

При работе над проектом применялись следующие методы:

• При выполнении работы я изучал литературу по вопросу;
• Моделировал  бумажные самолёты.
•  Строил таблицы
•  Наблюдал, экспериментировал.
•  Сравнивал  полученные результаты;  

Этапы - проведение исследования включило в себя два этапа:

первый - изучение и анализ литературы;

 второй –; сравнение полученных данных с существующей информацией ; проведение серии опытов; оформление результатов исследования.

Практическая значимость работы  определяется возможностью использовать полученные знания для изготовления бумажных моделей самолетов для того, чтобы в дальнейшем участвовать в  соревнованиях по запуску бумажных самолетов, познакомиться с миром авиации.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

Глава 1. История авиации.

1.1 Мечты о крыльях.
      Среди древних раскопок археологи часто обнаруживают маленькие фигурки божков и демонов с крыльями. Крылатые люди изображены на стенах пещер, в которых обитали древние племена. Ученые полагают, что этим свидетельствам мечты о крыльях тысячи, а то и десятки тысяч лет.
      Из глубины веков дошли до нас сотни легенд, рассказов, сказок о попытках летать. А поскольку эта мечта зачастую казалась вообще несбыточной, то нет ничего удивительного, что человеческая фантазия наделяла крыльями богов, ангелов и прочих небожителей, созданных человеческим воображением. И даже знаменитая баба-яга в русских народных сказках умела летать на метле.
      А недавно археологи производили раскопки на краю Нильской долины, в Египте. Они наткнулись на очень древнее захоронение. Древние египтяне верили в загробную жизнь, поэтому при погребении клали в могилу множество самых различных вещей, которые якобы могли пригодиться для жизни "на том свете". Ученые нисколько не удивились, что рядом с мумией умершего человека лежали кувшины, посуда, бусы и другие предметы. Это обычное дело. И вдруг их внимание привлек предмет, как две капли воды напоминающий современный... планер. Откуда эта летающая игрушка могла взяться в могиле, которой 4 тысячи лет?!   Это остается загадкой. (ПриложениеII) 

 1.2. Как люди научились летать.

         Человек всегда мечтал научиться летать. Именно поэтому часто в истории человечества и появлялись различные мифы и легенды, которые рассказывали о летающих людях - например, об Икаре.

Икар, по этой легенде, был сыном искусного зодчего (то есть архитектора) Дедала.
Вместе с отцом на крыльях из перьев, скрепленных воском, Икар совершил перелет через море. Но когда Икар решил подняться поближе к солнцу, лучи солнца растопили воск, Икар потерял крылья, упал в море и утонул.

  1.3.Конструкция самолета. 

         Как выглядят самолёты? Внешне они напоминают большую птицу, только металлическую. У воздушного судна есть крылья, хвост и корпус, похожие на птичьи. В зависимости от модели, нос у самолёта может быть тупым или острым, наподобие птичьего клюва. Правда, когда пернатые приземляются, то садятся на лапы, а самолёт при посадке выпускает несколько пар небольших колёс, которые называются шасси. При взлёте шасси обычно прячутся. Есть ещё одно отличие самолёта от птицы: в полёте он не машет крыльями.
 Основные элементы летательного аппарата:

• Крыло — создаёт при поступательном движении самолёта необходимую для полёта подъёмную силу . На крыле располагаются аэродинамические органы управления.
• Фюзеляж — предназначен для размещения экипажа, пассажиров, грузов и оборудования.
• Оперение — аэродинамические поверхности.
• Шасси — система опор, необходимых для разбега самолёта при взлёте, пробега при посадке, а также передвижения и стоянки его на земле. Наибольшее распространение имеет колёсное шасси. Также известны конструкции шасси с лыжами, поплавками, полозьями. В СССР осуществлялись эксперименты с гусеничным шасси и шасси на воздушной подушке. Многие современные самолёты, в частности большинство самолётов военного назначения, а также пассажирских самолётов, имеют убираемое шасси.
• Силовая установка самолета, состоящая, вообще говоря из двигателя. (ПриложениеIV) 

     1.4. Военные и гражданские самолёты.

Самолёт способен перемещаться с высокой скоростью.  По назначению самолёты разделяют на  гражданские  и военные.                                                                              

Военные самолёты:                                                                

• Самолёт – разведчик;                                                                                                                                      
• самолёт истребитель;                                                                                                                                
• истребители-бомбардировщики;                                                                                                                    
• торпедоносец;                                                                                                                                              
• штурмовики;                                                                                                                                      
• перехватчики;                                                                                                                                              
• разведчики;                                                                                                                                          

Гражданские самолёты:                                                                                                                  

• пассажирские — перевозка пассажиров;                                                                                              
• почтовые — доставка почты;                                                                                                          
• санитарные — оказание срочной медицинской помощи;                                                                  
• пожарные — для тушения в основном лесных пожаров и др.                                                                  

Долгие годы гордость российской гражданской авиации был  – пассажирский авиалайнер  Ту - 204 .  К 2015 году планируется снять самолёт  с производства, заменив новым самолётом МС-21 .                  

Ту-144 - стал первым в мире сверхзвуковым пассажирским самолетом. мог развивать скорость 2430 км в час.Ту-144 совершил 102 рейса под флагом Аэрофлота, из них было перевезено 3194 пассажира. (Приложение V) 

За очень короткий срок российские учёные создали прекрасную авиацию, без которой мы уже не можем представить нашу сегодняшнюю жизнь.
Может быть, когда-то  и я смогу внести свой вклад в развитие авиации.

Глава 2.  Экспериментальная часть.  

1. Изготовление бумажных самолётов.

1.После изучения большого количества инструкций моделей бумажных самолетов, я выбрал шесть, понравившихся мне моделей. Детально изучив инструкции к ним, я выполнил эти модели из офисной бумаги формата А4.(ПриложениеVI) 

2.Чтобы подсчитать площадь крыла самолёта мы воспользовались палеткой. На листе разлинованной бумаги обводится форма крыла, а затем подсчитывается его площадь. Площадь крыла равна площади обведённой фигуры(Приложение VI).

3. Я провел  испытание самолётов в полете.  В качестве экспериментальной площадки был выбран школьный коридор, так как его размер позволяет с максимальной точностью зафиксировать дальность и длительность полета. Я  зафиксировал дальность и время полета каждой модели. .(ПриложениеVI)

4.Дальность полёта устанавливалась экспериментально, как и время полёта, то есть путём непосредственных измерений. Для каждой модели проводилось 5 – 6 опытов. В таблицу было записано среднее значение(Приложение VII)

5.Средняя скорость полёта для каждой модели рассчитывалась, как отношение среднего арифметического значения дальности полёта к среднему арифметическому значению времени полёта, а в итоговую таблицу записывали лишь результат (среднее значение)(Приложение VII)

6.Также отметил особенности полета: ровно летит, кружится, быстро летает или медленно.

На основе данных этих испытаний я сделал следующие выводы: 

• собирать модели не так просто, как можно было подумать.  При сборке моделей очень важно симметрично выполнять сгибы, это требует определенной сноровки и навыков. Сгибы должны быть ровными и аккуратными, у меня это получилось не сразу, было испорчено много бумаги.
• все модели  можно разделить на два вида: модели, пригодные для запуска на дальность полета, и модели, которые хорошо себя показывают при запуске на длительность полета. Очень много завит от способа запуска моделей, его для каждой модели приходится подбирать индивидуально;
• лучше всех вели  себя при запуске на дальность полета модель «Стрела»- 5.06 м , скорость 3.6 м/с и модель «Ястреб» - 4.18м, скорость 4,7 м/с. У «Стрелы» площадь больше , чем у «Ястреба» , поэтому и время в полёте больше, но благодаря форме и небольшой площади «Ястреб» имеет большую скорость. Следует отметить, чтобы отправить самолет на максимальную дистанцию, нужно как можно сильнее бросить его вперед и вверх под углом примерно 45 градусов (по параболе);
• модели  F-16 и БТ-15 одинаково хорошо себя показали при запуске на длительность полета, но следет отметить, что во время полёта самолёты летели вниз. Я думаю, что это связано с формой самолёта. Намного лучше планировала и произвела самое лучшее впечатление от полета модель « Летучая мышь».  Эту модель я выберу для проведения соревнования по длительности полета моделей бумажных самолетов.

         2-2. Изменение  выбранных моделей.

      Отобрав две лучшие модели, я решил их  усовершенствовать, чтобы добиться еще лучших результатов в продолжительности и дальности полета.

1. Летучая мышь– победитель по длительности полета. Я сделал отверстия в крыльях, чтобы создать турбулентный поток воздуха, таким образом, воздух не "прилипал" к поверхности крыла.

Вывод: Увеличилась дальность полёта и время полёта. (ПриложениеVIII) 

2.   Для управления по крену я отогнул в  сторону хвосту модели «Феникс». Провел испытания, данные занес в таблицу. (Приложение IX) 

Вывод: дальность полёта уменьшилась, самолёт стал летать вокруг себя.

       На основе данных, полученных в ходе эксперимента, я сделал следующие выводы: 

- выполненные мной усовершенствования позволили добиться улучшения летных характеристик модели «Летучая мышь»- увеличилось время полёта, а при добавлении элеронов модель «Феникс» изменила характер полёта. Я научился экспериментировать с модификациями базовых самолетов .

          ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В своей работе я постарался ответить на поставленные мною  вопросы и сделал следующие выводы:

1. В результате моего исследования я ознакомился с различными моделями  бумажных самолетов. Они отличаются между собой сложностью складывания, дальностью и высотой полета, продолжительностью полета, что подтвердилось в ходе эксперимента

2. В ходе эксперимента, выдвинутая мною гипотеза подтвердилась: наилучших скоростных характеристик и устойчивости полёта достигают самолеты с острым носом , узкими длинными крыльями и наименьшей площади крыла, а увеличение площади  крыльев позволяет существенно увеличить время полёта планера;

 Возможно, когда-то  и я смогу изобрести свой самолёт. Но уже сейчас я многое узнал о самолётах, об их строении и особенностях.

Что же конкретно я сделал .

Я научился складывать бумажные самолёты, научил этому своих одноклассников на уроке технологии. Я теперь знаю, какая модель самолёта может иметь большую скорость и дальность полёта. Мы устроили небольшие соревнования. На уроке окружающий мир я выступил с докладом об истории авиации. Вместе с мамой мы сделали самолёты из толстого картона и фанеры. (Приложение IX)

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Афонькин С.Ю., Афонькина Е.Ю. Игрушки из бумаги. – М: Просвещение 1999. – 140с.
2. Руденский Е.Г. Полет на планере. – М: ДОСААФ,1977 – 256с.
3. Щеглова О.А. Оригами. Волшебный мир бумаги. Новая книга оригами. Владис, Риппол Классик,2007 – 224с.
4. Бумажные самолетики. – Москва // Новости космонавтики. – 2008 –735. – 13 c
5. Статья «Бумагия #2: Аэрогами»,  Принт Фан, http://printfun.ru/bum2
6. Статья «Бумажный самолет японского инженера побил мировой рекорд» http://top.rbc.ru
7. Статья «Бумажный самолет запустят из космоса» http://cooltura.ru
8. Статья «Космические эксперименты с бумажными самолетиками»http://www.infuture.ru