Изготовление воздушных винтов для кордовой авиационной модели самолета
методическая разработка по теме

    Муниципальное образовательное учреждение

 дополнительного образования детей

 « Дом детского творчества»

Красненского района Белгородской области

Открытое занятие по теме

«Изготовление воздушных винтов

для  кордовой авиационной модели самолета»

возраст детей 13-16 лет

Педагог дополнительного образования

 Берестов Александр Михайлович

с . Красное  2009 год

    Цель:   обеспечение условий  для  изготовления воздушных винтов  кордовой авиационной модели самолета.

    Задачи:

1. Дать воспитанникам представление о силе тяги воздушного винта и угле атаки лопасти при работе винта;
2. Развивать  у воспитанников умения применять полученные знания на практике;
3. Сформировать творческое начало при построении воздушных винтов.

ЭТАПЫ  ЗАНЯТИЯ

1. Организационный этап

- приветствие;

- проверить готовность рабочих мест и настроить воспитанников на работу.

2. Проверка домашнего задания

( дети обсуждают вопросы, которые они подготовили друг для друга)

 Вопросы по самопроверке: ( ответы детей)

- Назовите основные части самолета?

- Что такое фюзеляж самолета, для чего он служит?

- С помощью какого устройства самолет может изменять  высоту полета?

- Что придает самолету устойчивое положение в вертикальной плоскости?

- Какую роль выполняет крыло самолета при моторном полёте?

- Для чего служит двигатель?

- Какую роль выполняет воздушный винт?

3 Актуализация  опорных знаний

- Ребята, на предыдущих занятиях мы с вами  рассмотрели вопросы по устройству самолета, изучили название и назначение основных его узлов.  

4. Целеполагание

  На сегодняшнем занятии мы с вами рассмотрим принцип действия воздушного винта, порядок расчета воздушного винта и технологию его изготовления.

4. Изучение нового материала

    В полете самолет все время преодолевает сопротивление воздуха. Эту ра боту выполняет его силовая установка. В качестве силовой установки исполь зуют либо двигатель и воздушный винт, либо реактивный двигатель. Здесь мы расскажем только о работе воздушного винта, потому что на большинст ве летающих моделей устанавливают двигатель и воздушный винт, так как реактивные двигатели для летающих моделей пока широкого распростране ния не получили.

Итак, при вращении воздушного винта его лопасти набегают на поток воздуха под некоторым углом атаки и отбрасывают его назад, а сами стре мятся двигаться вперед в соответствии с третьим законом Ньютона (тела действуют друг на друга с силами, направленными по одной прямой, равны ми по абсолютному значению и противоположными по направлению).

Воздушный винт при этом развивает силу, которая тянет самолет вперед и поэтому называется силой тяги или просто тягой винта. Тяга винта уравно вешивает лобовое сопротивление самолета и сообщает ему необходимую для полета поступательную скорость.

Воздушный винт состоит из лопастей и соединяющей их центральной части — ступицы. Силу тяги развивают лопасти винта. Сечение лопасти (профиль) имеет форму, подобную форме профиля крыла. Профиль лопасти переменный: у конца лопасти тонкий, а к оси постепенно утолщается.

Ребро лопасти, которое при вращении набегает на поток воздуха, назы вается ребром атаки или передней кромкой, а заднее — ребром обтекания или задней кромкой.

Основной геометрической величиной, характеризующей воздушный винт, является его диаметр, т. е. диаметр окружности, описываемой при враще нии винта концами его лопастей. Еще одна важная характеристика воздуш ного винта — его шаг. Теоретический шаг воздушного винта — это расстоя ние, которое движущийся поступательно с определенной скоростью винт должен был бы пройти за один полный оборот, если бы он двигался в воздухе, как в неподатливой среде. При полете самолета воздушный винт вследствие податливости воздуха продвигается за один оборот на расстояние, обычно несколько меньшее теоретического шага. Это расстояние называют действи тельным шагом винта или его поступью. Разность между теоретическим шагом и поступью называется скольжением винта.

Работа лопастей воздушного винта подобна работе крыла. Но движение винта сложнее. В отличие от крыла лопасти винта в полете не только движутся вперед, но еще и вращается. Как  же возникает сила тяги воздушного винта.

 Сила  тяги винта в значительной степени зависит от скорости полета: с  увеличением скорости она уменьшается. Почему это происходит и какое  значение для полета? Когда самолет стоит на земле и силовая  установка работает, то лопасти винта имеют только одну скорость- окружную. Сила тяги винта зависит от его диаметра, от ширины лопасти винта, от угла  атаки, под которым  лопасть встречает поток воздуха, и от скорости, с которой вращается винт, т.е. от частоты вращения.

 В то же время винты большого диаметра громоздки, больше весят, кроме того, на концах их лопас тей окружная скорость может достигнуть скорости звука, что приведет к снижению коэффициента полезного действия винта.

Для каждого сечения лопасти окружная скорость вращения различна: около оси она равна нулю, а на конце лопасти наибольшая. Поэтому угол наклона (установки) лопасти должен уменьшаться от ее центра к концам. Наклон лопасти связан с расстоянием, которое проходят разные точки сече ния винта за один оборот. Чтобы лопасть работала одинаково по всей длине и углы атаки всех сечений были примерно одинаковыми и равными углу, со ответствующему наибольшей тяге, нужно закручивать лопасть винта, при давая ей в разных сечениях разный наклон. Эти важные особенности мы будем учитывать при изготовлении винтов для силовых установок наших моделей.

5. Первичная проверка понимания (диагностический этап)

-Что такое шаг воздушного винта?

- Как влияет шаг воздушного винта на скорость полета  модели?

6. Закрепление полученных знаний ( по алгоритму)

Педагог  подробно объясняет схему изготовления воздушного винта.

7. Комплексное применение знаний воспитанниками

Воздушный винт изготовляется следующим образом: из тонкой фанеры или цел лулоида  вырезают шаблоны лопасти винта. Для  изготовления воздушного винта кордовой модели советуем применять заготовки из липы или бука.

На верхней стороне заготовленного бруска отмечают центр 1 и через него проводят осевую линию. Наложив верхний шаблон лопасти, обводят его по контуру остро отточенным карандашом.  Ножом, а затем напильником обрабатывают брусок по намеченному контуру. Накладывают на заготовку шаблон вида сбоку,  обводят его и обрабатывают по размеченному контуру ножом и напильником.

Рабочую (нижнюю) поверхность лопасти делают слегка во гнутой;  вогнутость  контролируют  линейкой.   Верхнюю  поверхность (спинку) выполняют выпуклой.

Во время окончательной обработки проверяют балансировку лопастей, надев винт на тонкую проволоку. Уравновешенный винт занимает горизонтальное положение, у неуравновешенного бо лее тяжелая лопасть оказывается внизу. Уравновешенный винт зачищают наждачной бумагой и покрывают тремя слоями лака.

Практическая работа воспитанников:

1. перевод  шаблона на  липовую заготовку,
2.  выпиливание лобзиком  контуров  воздушного винта,
3. сверление отверстия в центре липовой заготовки,
4. вырезание ножом профиля воздушного винта,
5. шлифование абразивной бумагой воздушного винта,
6. центровка воздушного винта.

8. Обобщение и систематизация полученных знаний, умений и навыков

         Ребята, давайте с вами подведем итог нашего занятия.

- Что же у нас  с вами получилось?

-Чему  мы  с вами сегодня научились?

          А теперь давайте отметим лучшие работы

(педагог вместе с воспитанниками анализирует результаты работы каждого в индивидуальном порядке).

9. Контроль и самоконтроль

   Педагог  раздает каждому воспитаннику заводские воздушные винты, чтобы воспитанники сравнили  свои изделия с показанными  фирменными винтами.

10.Коррекция

   При выполнении изделия необходимо правильно произвести центровку модели.  В случае, если центровка не производится, то педагог помогает воспитаннику  произвести  окончательную отделку винта.

11. Итог занятия

    Итак, ребята мы с вами сегодня на занятии научились изготовлять  воздушные винты для  кордовых авиационных моделей.

12. Рефлексия

  Педагог дополнительного образования раздает каждому воспитаннику  карточку в которой написаны названия дверей:

1. Деревянная дверь,
2. Стеклянная дверь,
3. Металлическая дверь,
4.  Вращающаяся дверь,
5.  Дверь сарая,
6.  Промежуточная дверца,
7.  Врата небесные,
8. Запасной вход,
9. Дверь в подвал,
10. Решетчатая дверь,
11. Зеркальная дверца,
12. Вход для прислуги.

  Я вам предлагаю  из 12 названий дверей выбрать дверь, в которую вы вошли в начале  занятия, и вышли в конце занятия.  

   Каждый воспитанник называет  дверь в которую он вошел в начале и вышел в конце занятия, объясняя свой выбор.

   В конце педагог  благодарит детей за  активную работу в ходе занятия.