Международная Олимпиада по истории авиации и воздухоплавания им. А.Ф. Можайского Историко-исследовательская работа " Бумажный самолетик- детская забава и научные исследования"
творческая работа учащихся по астрономии (10 класс)

Филиал ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» в г. Кумертау отделение среднего профессионального образования «Авиационный технический колледж»

Международная Олимпиада

по истории авиации и воздухоплавания им. А.Ф. Можайского

Историко-исследовательская работа

Бумажный самолетик-

детская забава и научные исследования

Ляйсан Иркабаева

студентка второго курса группы ВС - 242

А. М. Мазитова

руководитель – преподаватель английского языка

Кумертау 2014

Содержание

                                                                                                            стр.

Введение                                                                                                   3

1. Теоретическая часть:                                                                     4 - 7

1. Истоки «бумажного авиастроения».

2. Роль бумажных самолётиков в техническом развитии авиации.

2. Практическая часть:                                                                      8 - 11

1. Эксперимент: подготовка, результаты.
2. Выводы.

Заключение                                                                                              12

Список использованных источников                                                      13

Введение

Бумажные самолётики были всегда, и дети всех поколений играли в них. Простой бумажный самолетик доставляет огромную радость, независимо от его формы и времени полета. Большая часть людей совершенно уверена, что их конструкция настолько незатейлива, что сложить из бумаги самолет сможет даже новичок. Но, сегодня складывание такой игрушки превратилось в целое искусство - аэрогами. Все потому, что в нем действует основные правила -  самолетик должен летать и даже выполнять фигуры «высшего пилотажа».

Актуальность данной работы обусловлена обучением в колледже по специальности «Производство летательных аппаратов», возможностью использовать полученные знания в дальнейшей учебе и работе.

Объект исследования: бумажные модели самолетиков.

Предмет исследования: возникновение и развитие аэрогами.

Гипотезой исследования стало предположение: бумажные самолётики – вещь более чем серьезная, задуманная вовсе не как детская забава, а как важное звено в цепи технического развития авиации. 

Цель исследования: изучить историю развития аэрогами, исследовать модели бумажных самолётиков и их роль в техническом развитии авиации.

Поставленная цель обусловила следующие задачи:

• Изучить информацию по данной проблеме;
• изготовить различные модели бумажных самолетов;
• изучить характеристики, изготовленных нами самолетов.  Исследование  проводилось следующими методами:

• Анализ изученных источников по данной теме;
• моделирование бумажных самолётов;
• проведение эксперимента с целью изучения летных качеств различных бумажных моделей самолета.

1. Теоретическая часть. 

1.1. Истоки «бумажного авиастроения»

Бумажный самолёт, сделанный из бумаги, является наиболее распространённой формой аэрогами, одной из ветвей оригами - японского искусства складывания бумаги, которое предполагало складывание различных фигурок людей и животных из бумаги. Оригами в момент своего появления имело мало отношения к детским играм. Это был сакральный ритуал, в котором бумажные фигурки заменяли на жертвенниках храмов животных и людей, а также использовались как заменитель ценных вещей во время захоронений. Зачатки оригами появились вместе с технологией изготовления бумаги в Древнем Китае. Бумажные символы приносимых жертв с хозяйственной точки зрения были куда более удобными, нежели настоящие быки и овцы, лошади и куры.

Древние мастера оригами самолетов не делали, так как не имели даже представления о таком предмете. Изготовленные же ими фигурки птиц были крайне живописны, но совершенно не умели летать, но этого от них и не требовалось. Ни один древний японец даже не подумал бы забавляться с сакральными бумажными фигурками, запуская их по комнате: для него это было бы если не святотатство, то что-то очень близкое к этому.

Попытки изготовить игрушечный самолетик из бумаги впервые были зарегистрированы в 1909 году, на Британских островах. Подобная конструкция описывалась в одном из журналов, посвященных досугу. Однако, это была клееная конструкция со вставками из плотного картона.

Известный авиаконструктор Джек Нортроп - основатель компании Lockheed Corporation, ознакомившись с японским искусством оригами, заинтересовался созданием модели самолёта по такой схеме. В 1930 году Джек изобрел простейший самолётик из бумаги, который был предназначен для продувки в примитивной аэродинамической трубе.

Так как бумажный самолётик был чрезвычайно прост и доступен в изготовлении, довольно быстро эта забава завоевала весь мир. А для авиаконструкторов самолетик становится важным элементом в развитии авиастроения.

2. Роль бумажных самолётиков в техническом развитии авиации

С точки зрения забавной детской игрушки, можно сказать, что большинство бумажных самолётиков, изготовленных любителями, конечно, не представляют важности для большой авиации.

Однако с помощью  моделей бумажных самолетов физики пытаются определить оптимальные аэродинамические свойства летательных аппаратов. Существуют «легкие» и «тяжелые» бумажные самолеты, с короткими крыльями, с хвостовым оперением или без него, которые отличаются летными качествами и возможностями маневрирования. Они складываются по разным схемам, и, соответственно, по - разному ведут себя в воздухе и приземляются. Те, кто всерьез увлекается аэрогами, изучают аэродинамику и ставят эксперименты, как поведет себя в воздухе та или иная модель. Результаты таких экспериментов играют важную роль в авиастроении.

В 1989 году Энди Чиплинг основал Ассоциацию бумажного авиастроения. В 2006 году был проведён первый чемпионат по запуску бумажных самолётов, где участники соревнуются в нескольких категориях, таких как «высший пилотаж», «длительность полета» и «дальность полета». Мировой рекорд по длительности полета в помещении установил Кэн Блэкборн в 1998 году, и он составил 27,6 секунды.

Бумажные самолеты часто используются в самолетостроении как прототипы. В 1977 году для соревнований по бумажному авиастроению инженер Эдмонд Хи создал модель бумажного самолета Паперанг (Paperang) Единственный из всех бумажных самолётов, он имеет действительно работающие аэродинамические поверхности и длинные узкие крылья, а его конструкция позволяет изменять каждый параметр формы самолёта. Через несколько лет форма Паперанг (Paperang) была полностью повторена в самолётах «Стелс». Форма модели Кэна Блэкбэрна, так же довольно успешно представленная на соревнованиях в 1983, через несколько лет была повторена в новейшем бомбардировщике «B-2 Spirit».

Учитывая эту информацию, несколько иначе смотришь на такие  соревнования, в которых выступают кроме любителей, также ведущие авиастроители, известные инженеры. И, понимаешь, что бумажный самолетик играет важную роль в мировом авиастроении, и, не является только детской забавной игрушкой.

1. Практическая часть.

2.1. Эксперимент.

Изучив информацию по данной теме, мы выбрали четыре модели бумажных самолетов, которые мы изготовили и провели эксперимент с целью изучения их летных качеств.

Выбранные модели:  Стрела, Дельта, Альбатрос, Баклан.

Изучив инструкции по моделированию бумажных самолетиков, мы решили, что лучше всего использовать обычную  офисную бумагу для принтеров формата А 4.

Модели бумажных самолётов:

Первая модель бумажного самолета «Стрела»

Вторая модель бумажного самолетика Дельта

Третья модель  бумажного самолетика Альбатрос

Четвертая модель бумажного самолетика Баклан

После изготовления моделей мы провели испытания на изучение летных качеств.

Для испытания мы определили  расстояние 300см. На этом расстоянии мы фиксировали время и дальность полета в зависимости от модели самолётика.

Результаты эксперимента

3. Выводы.

Из нашего эксперимента видно, что дальность и длительность полета бумажного самолета зависит от многих факторов:

• Если взять более плотную бумагу, самолетик будет быстро падать, если взять более тонкую, то самолетик не будет иметь достаточной прочности для полета.
• Если сложить хвост неверно, самолётик вряд ли сможет далеко и долго пролететь.
• Самолётик должен быть строго симметричным.
• Загнутые края крыльев самолетика помогают увеличить устойчивость самолета в воздухе.

• Для каждой модели приходится подбирать способ запуска индивидуально. Чтобы отправить самолет на максимальную дистанцию, нужно как можно сильнее бросить его вперед и вверх под углом примерно 45 градусов.

• Лучше всех вела себя при запуске на дальность полета модель №4 «Баклан», большее время в воздушном пространстве показала модель №1 «Стрела». Их «технические» характеристики (форма крыла и другие) могут стать прототипом для построения реальных летательных аппаратов подобного рода.

Заключение

Бумажный самолётик – удивительная вещь, которая совершенно не так проста, как может показаться. Для детей – это  забавная игрушка, для авиаконструкторов – идея для новейших технических концепций.

В результате исследования мы узнали, что бумажные самолетики используются как прототипы реальных летательных аппаратов многими авиаконструкторами. В настоящее время широко развивается малая беспилотная авиация, что и доказывает, что бумажные модели самолётов являются не просто детской забавой, но и играют важную роль в техническом развитии авиации. Данная работа подтверждает поставленную нами гипотезу о том, что бумажные самолётики – вещь более чем серьезная, задуманная вовсе не как детская забава, а как важное звено в цепи технического развития авиации. 

Список использованных источников

1. Бумажные самолетики. – М.: // Новости космонавтики. – 2008.
2. Вье Оливье. Оригами: самолеты из бумаги. - М., 2007.
3. «Космические эксперименты с бумажными самолетиками»,  http://www.infuture.ru
4. http://rodikon.ru/samolyotiki-iz-bumagi.html
5. http://www.moymalish.com/podelki/kak-sdelat-samolet-iz-bumagi
6. https://ru.wikipedia.org
7. Шмидт Норман. Самолеты из бумаги. Минск, 2004.
8. http://mc.by/publication/2861/
9. http://www.genon.ru/