Jaké jsou podmínky pro dlouhodobé plánování letadla. Výzkumná práce. Téma práce Ideální papírové letadlo. Origami letadlo

Muž bude létat a nebude se spoléhat na sílu svých svalů, ale na sílu své mysli.

(N. E. Žukovskij)

Proč a jak letadlo létá Proč mohou ptáci létat, i když jsou těžší než vzduch? Jaké síly zvedají obrovské dopravní letadlo, které může letět rychleji, výš a dále než kterýkoli pták, protože jeho křídla jsou nehybná? Proč se může kluzák, který nemá motor, vznášet ve vzduchu? Na všechny tyto a mnohé další otázky odpovídá aerodynamika – věda, která studuje zákony interakce vzduchu s tělesy, která se v něm pohybují.

Ve vývoji aerodynamiky u nás sehrál vynikající roli profesor Nikolaj Jegorovič Žukovskij (1847 -1921) - "otec ruského letectví", jak ho nazýval V. I. Lenin. Předností Žukovského je, že jako první vysvětlil vznik vztlakové síly křídla a formuloval větu pro výpočet této síly. Žukovskij nejen objevil zákony, které jsou základem teorie letu, ale také připravil cestu k rychlému rozvoji letectví v naší zemi.

Při letu na jakémkoli letadle jsou čtyři síly, jejichž kombinace mu neumožňuje spadnout:

Gravitace je konstantní síla, která táhne letadlo k zemi.

Tažná síla, který vychází z motoru a posouvá letadlo dopředu.

Odporová síla, opačné k síle tahu a je způsobeno třením, zpomalením letadla a snížením vztlaku křídel.

zdvihací síla, který se tvoří, když vzduch pohybující se nad křídlem vytváří snížený tlak. Dodržujíc zákony aerodynamiky, všechna letadla stoupají do vzduchu, počínaje lehkými sportovními letadly

Všechna letadla jsou na první pohled velmi podobná, ale když se podíváte pozorně, najdete v nich rozdíly. Mohou se lišit křídly, ocasem, konstrukcí trupu. Na tom závisí jejich rychlost, výška letu a další manévry. A každé letadlo má pouze svůj pár křídel.

Abyste mohli létat, nemusíte mávat křídly, musíte je přimět k pohybu vzhledem ke vzduchu. A k tomu stačí křídlo hlásit horizontální rychlost. Ze vzájemného působení křídla se vzduchem vznikne vztlak, a jakmile jeho hodnota bude větší než hmotnost samotného křídla a všeho s ním spojeného, ​​začne let. Záležitost zůstává malá: vyrobit vhodné křídlo a umět jej zrychlit na požadovanou rychlost.

Pozorní lidé si již dávno všimli, že ptáci mají křídla, která nejsou plochá. Uvažujme křídlo, jehož spodní povrch je plochý a jeho horní povrch je konvexní.

Proud vzduchu běžící na náběžné hraně křídla je rozdělen na dvě části: jedna obtéká křídlo zespodu, druhá - shora. Seshora musí vzduch jít o něco déle než zespodu, takže shora bude rychlost vzduchu také o něco větší než zdola. Je známo, že s rostoucí rychlostí klesá tlak v proudu plynu. I zde je tlak vzduchu pod křídlem vyšší než nad ním. Rozdíl tlaků směřuje nahoru, to je zvedací síla. A pokud přidáte úhel náběhu, pak se zvedací síla ještě zvýší.

Jak létá skutečné letadlo?

Skutečné křídlo letadla má tvar slzy, což znamená, že vzduch procházející horní částí křídla se pohybuje rychleji než vzduch procházející spodní částí křídla. Tento rozdíl v proudění vzduchu vytváří vztlak a letadlo letí.

A základní myšlenka je zde tato: proud vzduchu je rozříznut náběžnou hranou křídla na dvě části a část obtéká křídlo podél horní plochy a druhá část podél spodní. Aby se dva proudy sbíhaly za odtokovou hranou křídla bez vytvoření podtlaku, musí se vzduch proudící kolem horní plochy křídla pohybovat vůči letadlu rychleji než vzduch proudící kolem spodní plochy, protože musí cestovat na větší vzdálenost.

Nízký tlak shora vtahuje křídlo dovnitř, zatímco vyšší tlak zespodu jej tlačí nahoru. Křídlo jde nahoru. A pokud vztlaková síla překročí hmotnost letadla, pak samotné letadlo visí ve vzduchu.

V papírová letadlažádná profilová křídla, tak jak létají? Vztlak je vytvářen úhlem náběhu jejich plochých křídel. I v případě plochých křídel je vidět, že vzduch pohybující se po křídle urazí o něco delší vzdálenost (a pohybuje se rychleji). Vztlak vzniká stejným tlakem jako profilová křídla, ale tento rozdíl v tlaku samozřejmě není tak velký.

Úhel náběhu letadla je úhel mezi směrem rychlosti proudění vzduchu na tělese a charakteristickým podélným směrem zvoleným na tělese, např. u letadla to bude tětiva křídla, je podélná konstrukční osa, u střely nebo rakety je to jejich osa symetrie.

rovné křídlo

Výhodou rovného křídla je jeho vysoký součinitel vztlaku, který umožňuje výrazně zvýšit měrné zatížení křídla, a tedy snížit velikost a hmotnost bez obav z výrazného zvýšení rychlosti vzletu a přistání.

Nevýhodou, která předurčuje nevhodnost takového křídla při nadzvukových rychlostech letu, je prudké zvýšení odporu letounu.

delta křídla

Delta křídlo je tužší a lehčí než rovné křídlo a nejčastěji se používá při nadzvukových rychlostech. Použití delta křídla je dáno především pevnostními a konstrukčními hledisky. Nevýhody delta křídla jsou vznik a rozvoj vlnové krize.

ZÁVĚR

Pokud se během modelování změní tvar křídla a přídě papírového letadla, může se změnit dolet a délka jeho letu.

Křídla papírového letadla jsou plochá. Aby byl zajištěn rozdíl v proudění vzduchu nad a pod křídlem (aby se vytvořil vztlak), musí být nakloněno do určitého úhlu (úhel náběhu).

Letadla pro nejdelší lety nejsou tuhá, ale mají velké rozpětí křídel a jsou dobře vyvážená.

přepis

1 Výzkumná práce Téma práce Ideální papírové letadlo Vypracoval: Prochorov Vitaly Andreevich, student 8. třídy MOU Smelovskoy Hlava SOSH: Prokhorova Tatyana Vasilievna učitel historie a společenských věd, MOU Smelovskaya střední škola 2016

2 Obsah Úvod Perfektní letadlo Složky úspěchu Druhý Newtonův zákon při startu letounu Síly působící na letoun za letu O křídle Vypuštění letounu Testování letounů Modely letounů Testování doletu a doby klouzání Model ideálního letounu Shrňme si: teoretický model Vlastní model a jeho testování Závěry Odkazy na účinky sil na letoun za letu Dodatek 2. Odpor Dodatek 3. Poměr stran křídla Dodatek 4. Ohyb křídla Dodatek 5. Střední aerodynamická tětiva křídla (MAC) Dodatek 6. Tvar křídla Dodatek 7. Cirkulace vzduchu kolem křídla křídlo Příloha 8. Úhel startu letounu Příloha 9. Modely letounů pro experiment

3 Úvod Papírové letadlo (letadlo) je hračkové letadlo vyrobené z papíru. Je to pravděpodobně nejběžnější forma aerogami, odvětví origami (japonské umění skládání papíru). Japonsky se takové letadlo nazývá 紙飛行機 (kami hikoki; kami=papír, hikoki=letadlo). I přes zdánlivou lehkovážnost této činnosti se ukázalo, že vypouštění letadel je celá věda. Zrodil se v roce 1930, kdy Jack Northrop, zakladatel společnosti Lockheed Corporation, použil papírová letadla k testování nových nápadů na skutečných letadlech. Soutěže v spouštění papírových letadel Red Bull Paper Wings se konají na světové úrovni. Vynalezl je Brit Andy Chipling. Dlouhá léta se s přáteli zabýval tvorbou papírových modelů, v roce 1989 založil Asociaci papírových letadel. Byl to on, kdo napsal soubor pravidel pro vypouštění papírových letadel, které používají specialisté z Guinessovy knihy rekordů a které se staly oficiálními instalacemi mistrovství světa. Origami a poté aerogami je mou vášní již dlouho. Postavil jsem různé modely papírových letadel, ale některé létaly skvěle, zatímco jiné spadly přímo z pálky. Proč se to děje, jak vyrobit model ideálního letadla (létajícího dlouho a daleko)? Spojením své vášně se znalostmi fyziky jsem začal svůj výzkum. Účel studie: aplikací fyzikálních zákonů vytvořit model ideálního letadla. Úkoly: 1. Prostudovat základní fyzikální zákony ovlivňující let letadla. 2. Odvoďte pravidla pro vytvoření dokonalého letadla. 3

4 3. Prozkoumejte již vytvořené modely letadel z hlediska blízkosti k teoretickému modelu ideálního letadla. 4. Vytvořte si vlastní model letadla, který se blíží teoretickému modelu ideálního letadla. 1. Ideální letadlo 1.1. Součásti úspěchu Nejprve se pojďme zabývat otázkou, jak vyrobit dobré papírové letadlo. Víte, hlavní funkcí letadla je schopnost létat. Jak vyrobit letadlo s nejlepším výkonem. K tomu se nejprve zaměříme na pozorování: 1. Letadlo letí rychleji a déle, čím silnější je vrh, kromě případů, kdy něco (nejčastěji vlající kus papíru v nose nebo visící spuštěná křídla) vytváří odpor a zpomaluje vpřed. postup letadla.. 2. Bez ohledu na to, jak moc se snažíme hodit list papíru, nedokážeme ho hodit tak daleko malý oblázek mající stejnou váhu. 3. U papírového letadla jsou dlouhá křídla k ničemu, krátká křídla jsou účinnější. Těžká letadla nelétají daleko 4. Dalším klíčovým faktorem, který je třeba vzít v úvahu, je úhel, pod kterým se letadlo pohybuje vpřed. Přejdeme-li k fyzikálním zákonům, najdeme příčiny pozorovaných jevů: 1. Lety papírových letadel se řídí druhým Newtonovým zákonem: síla (v tomto případě vztlak) se rovná rychlosti změny hybnosti. 2. Je to všechno o odporu vzduchu, kombinaci odporu vzduchu a turbulence. Odpor vzduchu způsobený jeho viskozitou je úměrný ploše průřezu přední části letadla, 4

5 jinými slovy, závisí na tom, jak velký je nos letadla při pohledu zepředu. Turbulence je výsledkem působení vířivých proudů vzduchu, které se tvoří kolem letadla. Je úměrná ploše letadla, aerodynamický tvar ji výrazně snižuje. 3. Velká křídla papírového letounu se prohýbají a nemohou odolat ohybovému efektu vztlakové síly, čímž je letoun těžší a zvyšuje se odpor. Nadměrná hmotnost brání letadlu letět daleko a tato hmotnost je obvykle vytvářena křídly, přičemž největší vztlak nastává v oblasti křídla nejblíže středové ose letadla. Proto musí být křídla velmi krátká. 4. Při startu musí vzduch narážet na spodní stranu křídel a být odkloněn dolů, aby zajistil adekvátní vztlak letadla. Pokud letadlo není v úhlu ke směru jízdy a jeho nos není nahoře, není vztlak. Níže se budeme zabývat základními fyzikálními zákony, které ovlivňují letadlo, podrobněji druhým Newtonovým zákonem při startu letadla Víme, že rychlost tělesa se mění pod vlivem síly, která na něj působí. Působí-li na těleso více sil, pak se zjistí výslednice těchto sil, tedy určitá celková celková síla, která má určitý směr a číselnou hodnotu. Ve skutečnosti lze všechny případy působení různých sil v určitém časovém okamžiku zredukovat na působení jedné výsledné síly. Abychom tedy zjistili, jak se změnila rychlost tělesa, potřebujeme vědět, jaká síla na těleso působí. V závislosti na velikosti a směru síly obdrží tělo jedno nebo druhé zrychlení. To je dobře viditelné při startu letadla. Když jsme na letadlo působili malou silou, moc nezrychlovalo. Kdy je síla 5

6 náraz vzrostl, pak letoun získal mnohem větší zrychlení. To znamená, že zrychlení je přímo úměrné použité síle. Čím větší je síla nárazu, tím větší zrychlení tělo získává. Hmotnost tělesa také přímo souvisí se zrychlením, které těleso získalo v důsledku působení síly. V tomto případě je hmotnost tělesa nepřímo úměrná výslednému zrychlení. Čím větší hmotnost, tím menší bude zrychlení. Na základě výše uvedeného dojdeme k závěru, že při startování se letadlo řídí druhým Newtonovým zákonem, který je vyjádřen vzorcem: a \u003d F / m, kde a je zrychlení, F je síla nárazu, m je hmotnost těla. Definice druhého zákona je následující: zrychlení získané tělesem v důsledku nárazu na něj je přímo úměrné síle nebo výslednici sil tohoto nárazu a nepřímo úměrné hmotnosti tělesa. Letoun se tedy zpočátku řídí druhým Newtonovým zákonem a letový dosah také závisí na dané počáteční síle a hmotnosti letadla. Z toho tedy plynou první pravidla pro vytvoření ideálního letounu: letoun musí být lehký, zpočátku dejte letounu velkou sílu Síly působící na letoun za letu. Když letadlo letí, je ovlivňováno mnoha silami v důsledku přítomnosti vzduchu, ale všechny mohou být reprezentovány ve formě čtyř hlavních sil: gravitace, vztlaku, síly nastavené při startu a síly odporu vzduchu ( táhnout) (viz Příloha 1). Gravitační síla zůstává vždy konstantní. Vztlak působí proti hmotnosti letadla a může být větší nebo menší než hmotnost, v závislosti na množství energie vynaložené na pohon. Proti síle nastavené při startu působí síla odporu vzduchu (jinak odpor). 6

7 Při přímém a vodorovném letu jsou tyto síly vzájemně vyváženy: síla nastavená při startu se rovná síle odporu vzduchu, vztlaková síla se rovná hmotnosti letadla. Bez jiného poměru těchto čtyř základních sil je přímý a vodorovný let nemožný. Jakákoli změna kterékoli z těchto sil ovlivní způsob letu letadla. Pokud je vztlak generovaný křídly větší než gravitační síla, letadlo stoupá. Naopak pokles vztlaku proti gravitaci způsobuje klesání letadla, tedy ztrátu výšky a jeho pád. Pokud není rovnováha sil zachována, pak letadlo zakřiví dráhu letu ve směru převládající síly. Zastavme se podrobněji u odporu, jako jednoho z důležitých faktorů aerodynamiky. Čelní odpor je síla, která brání pohybu těles v kapalinách a plynech. Čelní odpor tvoří dva druhy sil: síly tečného (tangenciálního) tření směřující po povrchu tělesa a tlakové síly směřující k povrchu (příloha 2). Odporná síla je vždy namířena proti vektoru rychlosti tělesa v médiu a spolu se vztlakovou silou je složkou celkové aerodynamické síly. Brzdná síla je obvykle reprezentována jako součet dvou složek: odpor při nulovém zdvihu (škodlivý odpor) a indukční odpor. Škodlivý odpor vzniká v důsledku působení vysokorychlostního tlaku vzduchu na konstrukční prvky letadla (všechny vyčnívající části letadla vytvářejí škodlivý odpor při pohybu vzduchem). Navíc na spojnici křídla a „těla“ letadla, stejně jako u ocasu, dochází k turbulencím proudění vzduchu, které také kladou škodlivý odpor. Škodlivý 7

8 odpor se zvyšuje s druhou mocninou zrychlení letadla (pokud zdvojnásobíte rychlost, škodlivý odpor se zvýší čtyřnásobně). V moderním letectví vysokorychlostní letadla, navzdory ostrým hranám křídel a super aerodynamickému tvaru, zažívají výrazné zahřívání kůže, když silou svých motorů překonávají odporovou sílu (například nejrychlejší vysokorychlostní letouny na světě). výškový průzkumný letoun SR-71 Black Bird je chráněn speciálním tepelně odolným nátěrem). Druhá složka odporu, indukční odpor, je vedlejším produktem vztlaku. Nastává, když vzduch proudí z oblasti vysoký tlak před křídlem do řidšího média za křídlem. Zvláštní efekt indukčního odporu je patrný při nízkých rychlostech letu, což je pozorováno u papírových letounů (Dobrý příklad tohoto jevu můžeme vidět u skutečných letadel při přiblížení na přistání. Letoun při přiblížení na přistání zvedne nos, motory začnou hučet více rostoucí tah). Indukční odpor, podobný škodlivému odporu, je v poměru jedna ku dvěma se zrychlením letadla. A teď něco málo o turbulencích. Vysvětlující slovník encyklopedie "Letectví" uvádí definici: "Turbulence je náhodný vznik nelineárních fraktálových vln se vzrůstající rychlostí v kapalném nebo plynném prostředí." Podle našich vlastních slov jde o fyzikální vlastnost atmosféry, ve které se neustále mění tlak, teplota, směr a rychlost větru. Kvůli tomu vzduchové hmoty se stávají heterogenními ve složení a hustotě. A při létání se naše letadlo může dostat do sestupných („přibitých“ k zemi) nebo vzestupných (pro nás lepší, protože zvedají letadlo od země) vzdušných proudů a tyto proudy se mohou také náhodně pohybovat, kroutit (poté letadlo létá nepředvídatelně, kroutí se a zatáčí). osm

9 Z toho, co bylo řečeno, vyvozujeme nezbytné vlastnosti pro vytvoření ideálního letadla za letu: Ideální letadlo by mělo být dlouhé a úzké, zužující se směrem k nosu a ocasu jako šíp, s relativně malou plochou na svou váhu. Letadlo s těmito vlastnostmi letí na větší vzdálenost. Pokud je papír složený tak, že spodní strana letadla je rovná a rovná, při sestupu na něj bude působit zdvih a zvýší se jeho dosah. Jak bylo uvedeno výše, vztlak nastává, když vzduch narazí na spodní plochu letadla, které letí s nosem mírně zvednutým na křídle. Rozpětí křídel je vzdálenost mezi rovinami rovnoběžnými s rovinou symetrie křídla a dotýkajícími se jeho krajních bodů. Rozpětí křídel je důležitou geometrickou charakteristikou letadla, která ovlivňuje jeho aerodynamické a letové výkony a je také jedním z hlavních celkových rozměrů letadla. Prodloužení křídla - poměr rozpětí křídla k jeho průměrné aerodynamické tětivě (příloha 3). Pro nepravoúhlé křídlo platí poměr stran = (čtverec rozpětí)/plocha. To lze pochopit, pokud vezmeme jako základ obdélníkové křídlo, vzorec bude jednodušší: poměr stran = rozpětí / tětiva. Tito. pokud má křídlo rozpětí 10 metrů a tětiva = 1 metr, pak prodloužení bude = 10. Čím větší je prodloužení, tím menší bude indukční odpor křídla spojený s prouděním vzduchu z spodní povrch křídlem na vrchol přes hrot s tvorbou koncových vírů. V první aproximaci můžeme předpokládat, že charakteristická velikost takového víru se rovná tětivě – a se zvětšováním rozpětí se vír zmenšuje a zmenšuje ve srovnání s rozpětím křídla. 9

10 Přirozeně, čím nižší je indukční odpor, tím nižší je celkový odpor systému, tím vyšší je aerodynamická kvalita. Přirozeně existuje pokušení udělat prodloužení co největší. A zde začínají problémy: spolu s použitím vysokých poměrů stran musíme zvýšit pevnost a tuhost křídla, což s sebou nese neúměrné zvýšení hmotnosti křídla. Z hlediska aerodynamiky bude nejvýhodnější takové křídlo, které má schopnost vytvořit co největší vztlak s co nejmenším odporem. Pro posouzení aerodynamické dokonalosti křídla je představen koncept aerodynamické kvality křídla. Aerodynamická kvalita křídla je poměr vztlaku k síle odporu křídla. Nejlepší z hlediska aerodynamiky je eliptický tvar, ale takové křídlo je náročné na výrobu, proto se používá jen zřídka. Obdélníkové křídlo je aerodynamicky méně výhodné, ale mnohem jednodušší na výrobu. Lichoběžníkové křídlo je z hlediska aerodynamických vlastností lepší než obdélníkové, ale je poněkud náročnější na výrobu. Šikmá a trojúhelníková křídla z hlediska aerodynamiky při nízkých rychlostech jsou horší než lichoběžníková a obdélníková (taková křídla se používají u letadel létajících transsonickou a nadzvukovou rychlostí). Eliptické křídlo v půdorysu má nejvyšší aerodynamickou kvalitu - minimální možný odpor s maximálním vztlakem. Křídlo této podoby se bohužel kvůli složitosti konstrukce často nepoužívá (příkladem použití křídla tohoto typu je anglický stíhací Spitfire) (příloha 6). Úhel vychýlení křídla od normály k ose symetrie letadla, promítnutý na základní rovinu letadla. V tomto případě je směr k ocasu považován za pozitivní (příloha 4). Je jich 10

11 máchejte podél náběžné hrany křídla, podél odtokové hrany a podél čáry čtvrtiny tětivy. Reverse sweep wing (KOS) křídlo s negativním sweepem (příklady modelů letadel s reverzním sweepem: Su-47 Berkut, československý kluzák LET L-13) . Zatížení křídla je poměr hmotnosti letadla k jeho nosné ploše. Vyjadřuje se v kg/m² (pro modely - g/dm²). Čím nižší je zatížení, tím nižší je rychlost potřebná k letu. Střední aerodynamická tětiva křídla (MAC) je úsečka spojující dva nejvzdálenější body profilu od sebe. U křídla obdélníkového půdorysu se MAR rovná tětivě křídla (příloha 5). Na základě znalosti hodnoty a polohy MAR na letadle a jejím základem se určí poloha těžiště letadla vzhledem k ní, která se měří v % délky MAR. Vzdálenost od těžiště k začátku MAR, vyjádřená v procentech její délky, se nazývá těžiště letadla. Je snazší zjistit těžiště papírového letadla: vezměte jehlu a nit; rovinu propíchneme jehlou a necháme viset na niti. Bod, ve kterém bude letadlo balancovat s dokonale plochými křídly, je těžiště. A ještě něco málo o profilu křídla je tvar křídla v příčném řezu. Profil křídla má největší vliv na všechny aerodynamické vlastnosti křídla. Typů profilů je poměrně dost, protože zakřivení horní a spodní plochy je u různých typů různé, stejně jako tloušťka samotného profilu (příloha 6). Klasika je, když je spodek blízko roviny a vrch je podle určitého zákona konvexní. Jedná se o tzv. asymetrický profil, ale existují i ​​symetrické, kdy horní a spodní část mají stejné zakřivení. Vývoj nosných ploch probíhal téměř od počátku historie letectví a probíhá dodnes (v Rusku TsAGI Central Aerohydrodynamic 11

12 Institut pojmenovaný po profesoru N.E. Zhukovsky, v USA tyto funkce vykonává Langley Research Center (divize NASA)). Z výše uvedeného vyvodíme závěry o křídle letadla: U tradičního letadla jsou dlouhá úzká křídla blíže ke středu, hlavní části, vyvážena malými horizontálními křídly blíže ocasu. Papír postrádá pevnost pro takové složité návrhy, snadno se ohýbá a mačká, zejména během procesu vypouštění. To znamená, že papírová křídla ztrácejí aerodynamické vlastnosti a vytvářejí odpor. Tradičně navržená letadla jsou aerodynamická a poměrně pevná, jejich delta křídla poskytují stabilní klouzavost, ale jsou relativně velká, vytvářejí nadměrný odpor a mohou ztratit tuhost. Tyto obtíže jsou překonatelné: Menší a pevnější zvedací plochy v podobě delta křídel jsou vyrobeny ze dvou nebo více vrstev skládaného papíru, lépe si zachovávají svůj tvar při vysokorychlostních startech. Křídla lze složit tak, že se na horní ploše vytvoří mírné vyboulení zvyšující vztlakovou sílu jako na křídle skutečného letadla (příloha 7). Pevně ​​postavená konstrukce má hmotnost, která zvyšuje rozběhový moment, ale bez výrazného zvýšení odporu. Posunutím deltových křídel dopředu a vyvážením vztlaku dlouhým plochým tělem letadla ve tvaru písmene V blíže k ocasní ploše, které zamezuje bočním pohybům (odchylkám) za letu, lze nejcennější vlastnosti papírového letounu spojit v jednom designu. . 1.5 Start letadla 12

13 Začněme základy. Nikdy nedržte papírové letadlo za zadní hranu křídla (ocas). Vzhledem k tomu, že se papír hodně ohýbá, což je velmi špatné pro aerodynamiku, bude jakékoli pečlivé uložení ohroženo. Letadlo nejlépe drží nejtlustší sada vrstev papíru v blízkosti nosu. Obvykle je tento bod blízko těžiště letadla. Abyste letadlo poslali do maximální vzdálenosti, musíte jej vrhnout dopředu a co nejvíce nahoru pod úhlem 45 stupňů (po parabole), což potvrdil náš experiment se startem pod různými úhly k povrchu (příloha 8 ). Je to proto, že během startu musí vzduch narazit na spodní stranu křídel a být vychýlen dolů, což zajistí adekvátní vztlak letadla. Pokud letadlo není v úhlu ke směru jízdy a jeho nos není nahoře, není vztlak. Letadlo má tendenci mít většinu hmotnosti dozadu, což znamená, že zadní část je dole, příď je nahoře a vztlak je zaručen. Vyrovnává letadlo a umožňuje mu let (pokud není vztlak příliš vysoký, což způsobuje prudké poskakování nahoru a dolů). Při soutěžích v době letu byste měli letadlo hodit do maximální výšky, aby déle klouzalo dolů. Obecně platí, že techniky pro vypouštění akrobatických letadel jsou stejně rozmanité jako jejich konstrukce. A stejně tak i technika vypuštění dokonalého letadla: Správný stisk musí být dostatečně silný, aby letadlo držel, ale ne tak silný, aby ho zdeformoval. Složená papírová lišta na spodní ploše pod přídí letounu může sloužit jako odpalovací držák. Při startu udržujte letoun pod úhlem 45 stupňů do jeho maximální výšky. 2.Testování letadel 13

14 2.1. Modely letadel Abychom potvrdili (nebo vyvrátili, zda jsou pro papírová letadla špatně), vybrali jsme 10 modelů letadel, lišících se vlastnostmi: sweep, rozpětí křídel, hustota struktury, přídavné stabilizátory. A samozřejmě jsme vzali klasický model letadla, abychom také prozkoumali výběr mnoha generací (Příloha 9) 2.2. Test letového dosahu a doby klouzání. čtrnáct

15 Název modelu Dosah letu (m) Délka letu (údery metronomu) Vlastnosti při startu Klady Nevýhody 1. Víření Klouzání Příliš mnoho létání Špatné ovládání Ploché dno velká křídla Velká Neplánuje turbulence 2. Zkroucené klouzání Křídla široká Ocas Špatný Nestabilní za letu Turbulence řiditelný 3. Potápění Úzký nos Turbulence Hunter Twisted Ploché dno Hmotnost přídě Úzká část těla 4. Klouzání Ploché dno Velká křídla Guinnessův kluzák Létání v oblouku Tvar luku Úzké tělo Dlouhé Zakřivený let klouzavý 5. Létající užší křídla Široké tělo rovné, za letu stabilizátory Žádný brouk oblouk na konci letu se prudce změní Náhlá změna dráhy letu 6. Přímý let Ploché dno Široké tělo Tradiční dobré Malá křídla Bez hoblování oblouk 15

16 7. Ponor Zúžená křídla Těžký nos Létání vepředu Velká křídla, rovná Úzké tělo posunuté dozadu Ponorný bombardér Obloukový (díky klapkám na křídle) Konstrukční hustota 8. Průzkum Létání podél Malé tělo Široká křídla rovná Klouzání Malé rozměry na délku Obloukové Husté konstrukce 9. Bílá labuť Létání v úzkém těle v přímé linii Stabilní Úzká křídla v plochém spodním letu Hustá konstrukce Vyvážená 10. Stealth Létání v obloukovitém rovném Roviny Změny trajektorie Osa křídel zúžená hřbet Bez oblouku Široká křídla Velké tělo Není hustá struktura Délka letu (od největšího po nejmenší): Kluzák Guinness a tradiční, Brouk, Bílá labuť Délka letu (od největšího po nejmenší): Bílá labuť, Brouk a tradiční, Skaut. Vyšli lídři ve dvou kategoriích: Bílá labuť a Brouk. Pro studium těchto modelů a jejich spojení s teoretickými závěry je vzít jako základ pro model ideálního letadla. 3. Model ideálního letadla 3.1 Shrnutí: teoretický model 16

17 1. letoun by měl být lehký, 2. zpočátku dávat letounu velkou pevnost, 3. dlouhý a úzký, zužující se směrem k nosu a ocasu jako šíp, s relativně malou povrchovou plochou na svou váhu, 4. spodní povrch letoun je plochý a vodorovný, 5. malé a silnější vztlakové plochy v podobě delta křídel, 6. křídla složte tak, aby se na horní ploše vytvořila mírná boule, 7. posuňte křídla dopředu a vyvažte vztlak dlouhým ploché tělo letadla, mající tvar V směrem k ocasu, 8. pevná konstrukce, 9. úchop musí být dostatečně pevný a za výstupek na spodní ploše, 10. start pod úhlem 45 stupňů a do max. výška. 11. Pomocí dat jsme vytvořili náčrtky ideálního letadla: 1. Pohled z boku 2. Pohled zespodu 3. Pohled zepředu Po načrtnutí ideálního letadla jsem se obrátil k historii letectví, abych zjistil, zda se mé závěry shodují s konstruktéry letadel. A našel jsem prototyp letadla s delta křídlem vyvinutý po druhé světové válce: Convair XF-92 - point interceptor (1945). A potvrzením správnosti závěrů je, že se stal výchozím bodem pro novou generaci letounů. 17

18 Vlastní model a jeho test. Název modelu Dosah letu (m) Délka letu (údery metronomu) ID Vlastnosti při startu Klady (blízkost ideálního letadla) Zápory (odchylky od ideálního letadla) Lety 80 % 20 % přímo (dokonalost (pro další plány řízení není omezení) ) vylepšení) Při ostrém protivětru se „zvedá“ o 90 0 a otáčí se. Můj model je vyroben na základě modelů použitých v praktické části, nejvíce podobných „bílé labuti“. Zároveň jsem však provedl řadu významných změn: velký delta tvar křídla, ohyb křídla (jako u „scouta“ a podobně), byl snížen trup a byla dána dodatečná konstrukční tuhost. do trupu. Nedá se říct, že bych byl se svým modelem úplně spokojený. Chtěl bych zmenšit malá písmena a ponechat stejnou hustotu konstrukce. Křídla mohou mít větší deltu. Myslete na ocas. Ale jinak to nejde, je čas na další studium a kreativitu. Přesně to dělají profesionální letečtí konstruktéři, můžete se od nich hodně naučit. Co budu dělat ve svém koníčku. 17

19 Závěry V důsledku studie jsme se seznámili se základními zákony aerodynamiky, které ovlivňují letoun. Na základě toho byla vyvozena pravidla, jejichž optimální kombinace přispívá k vytvoření ideálního letounu. Pro ověření teoretických závěrů v praxi jsme sestavili modely papírových letadel různé složitosti skládání, doletu a délky letu. V průběhu experimentu byla sestavena tabulka, kde byly porovnány projevené nedostatky modelů s teoretickými závěry. Porovnáním dat teorie a experimentu jsem vytvořil model svého ideálního letadla. Stále je třeba jej vylepšovat, přibližovat k dokonalosti! osmnáct

20 Reference 1. Encyklopedie "Letectví" / web Akademik %D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8C 2. Collins J. Papírová letadla / J. Collins: per. z angličtiny. P. Mironov. Moskva: Mani, Ivanov a Ferber, 2014. 160c Babintsev V. Aerodynamika pro figuríny a vědce / portál Proza.ru 4. Babintsev V. Einstein a zvedací síla aneb Proč had potřebuje ocas / portál Proza.ru 5. Arzhanikov N.S., Sadekova G.S., Aerodynamika letadel 6. Modely a metody aerodynamiky / 7. Ushakov V.A., Krasilshchikov P.P., Volkov A.K., Grzhegorzhevsky A.N., Atlas aerodynamických charakteristik profilů křídel / 8. Aerodynamika letadel / 9. Pohyb těles ve vzduchu / email zhur. Aerodynamika v přírodě a technice. Stručné informace v aerodynamice Jak létají papírová letadla? / Zajímavé. Zajímavá a skvělá věda Pane Chernyshev S. Proč létá letadlo? S. Chernyshev, ředitel TsAGI. Časopis "Science and Life", 11, 2008 / VVS SGV 4. VA VGK - fórum jednotek a posádek "Letecká a letištní technika" - Letectví pro "figuríny" 19

21 12. Gorbunov Al. Aerodynamika pro "figuríny" / Gorbunov Al., Mr. Road in the clouds / jour. Planeta červenec 2013 Milníky v letectví: prototyp letadla s delta křídlem 20

22 Příloha 1. Schéma působení sil na letoun za letu. Lift force Zrychlení dané při startu Gravity Force Drag Dodatek 2. Drag. Překážkový tok a tvar Odolnost tvaru Odpor viskózního tření 0% 100% ~10% ~90% ~90% ~10% 100% 0% 21

23 Příloha 3. Prodloužení křídla. Příloha 4. Zametání křídel. 22

24 Příloha 5. Střední aerodynamická tětiva křídla (MAC). Příloha 6. Tvar křídla. Plán příčného řezu 23

25 Příloha 7. Cirkulace vzduchu kolem křídla Na ostré hraně profilu křídla vzniká vír.Při vzniku víru dochází k cirkulaci vzduchu kolem křídla.Vír je prouděním unášen a proudnice plynule obtékají profil; jsou zhuštěné nad křídlem Příloha 8. Úhel startu letadla 24

26 Příloha 9. Modely letadel pro experiment Model z papírového platebního příkazu 1 Název platebního příkazu 6 Model z papíru Název Kaloň Tradiční 2 7 Tail Dive Pilot 3 8 Hunter Scout 4 9 Guinnessův kluzák Bílá labuť 5 10 Stealth Beetle 26

Státní generál vzdělávací instituce Předškolní oddělení "Škola 37" 2 Projekt "Letadlo na prvním místě" Pedagogové: Anokhina Elena Aleksandrovna Onoprienko Ekaterina Elitovna Účel: Najít schéma

87 Zdvih křídla letadla Magnusův efekt Když se těleso pohybuje vpřed ve viskózním médiu, jak bylo ukázáno v předchozím odstavci, dojde ke vztlaku, pokud je těleso umístěno asymetricky

ZÁVISLOST AERODYNAMICKÝCH CHARAKTERISTIK KŘÍDEL JEDNODUCHÉ FORMY V PLÁNU NA GEOMETRICKÝCH PARAMETTECH Spiridonov A.N., Melnikov A.A., Timakov E.V., Minazova A.A., Kovaleva Ya.I. Orenburgský stát

MĚSTSKÝ SAMOSTATNÝ PŘEDŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ INSTITUCE OBCE NYAGAN "MATEŘSKÁ ŠKOLA 1 "SOLNYSHKO" TYPU VŠEOBECNÉHO ROZVOJE S PRIORITNÍ REALIZACÍ AKTIVIT V SOCIÁLNÍM A OSOBNÍM OBLASTI

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ A VĚDY RUSKÉ FEDERACE FEDERÁLNÍ STÁTNÍ ROZPOČET VZDĚLÁVACÍ INSTITUCE VYSOKÉHO ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ "SAMARSKÁ STÁTNÍ UNIVERZITA"

Přednáška 3 Téma 1.2: AERODYNAMIKA KŘÍDLA Plán přednášky: 1. Celková aerodynamická síla. 2. Střed tlaku profilu křídla. 3. Pitch moment profilu křídla. 4. Zaměření profilu křídla. 5. Žukovského formule. 6. Obtočte

VLIV FYZIKÁLNÍCH CHARAKTERISTIK ATMOSFÉRY NA PROVOZ LETADLA fyzikální vlastnosti atmosféra za let Ustálený horizontální pohyb letadla Vzlet Přistání Atmosférický

ANNULACE LETADLA Přímočarý a rovnoměrný pohyb letadla po dolů nakloněné trajektorii se nazývá klouzání nebo rovnoměrné klesání Úhel svíraný klouzavou dráhou a přímkou

Téma 2: AERODYNAMICKÉ SÍLY. 2.1. GEOMETRICKÉ PARAMETRY KŘÍDLA S MAX Středová čára Základní geometrické parametry, profil křídla a sestava profilů po rozpětí, tvar a rozměry křídla v půdorysu, geometrické

6 PROUDĚNÍ KOLEM TĚLES V KAPALINÁCH A PLYNECH 6.1 Síla odporu Problematika obtékání těles pohybujícími se proudy kapalin nebo plynů je v lidské praxi extrémně rozšířená. Zvláště

Odbor školství Správy městské části Ozersk Čeljabinská oblast Městský rozpočtový ústav dalšího vzdělávání "Stanice mladých techniků" Zahájení a úprava papíru

Ministerstvo školství Irkutské oblasti Státní rozpočtová odborná vzdělávací instituce Irkutské oblasti „Irkutská letecká škola“ (GBPOUIO „IAT“) Soubor metodických

MDT 533,64 O. L. Lemko, I. V. Korol METODA PARAMETRICKÉHO ŠETŘENÍ VÝPOČETNÍHO MODELU PRVNÍHO PŘIBLÍŽENÍ LETADLA S AEROSTATICKOU PODPOŘE

Přednáška 1 Pohyb viskózní kapaliny. Poiseuilleova formule. Laminární a turbulentní proudění, Reynoldsovo číslo. Pohyb těles v kapalinách a plynech. Vztlak křídla letadla, Žukovského formule. L-1: 8,6-8,7;

Téma 3. Vlastnosti aerodynamiky vrtule Vrtule je vrtule poháněná motorem a je určena k vytváření tahu. Používá se v letadlech

Samara State Aerospace University VYŠETŘENÍ LETADLA POLAR BĚHEM TĚŽKOVÝCH ZKOUŠEK V T-3 WINDTUNNEL SSAU 2003 Samara State Aerospace University V.

Krajská soutěž tvůrčích prací studentů "Aplikované a základní otázky matematiky" Matematické modelování Matematické modelování letu letadla Loevets Dmitry, Telkanov Michail 11

VZDUCH LETADLA Vztlak je jedním z typů ustáleného pohybu letadla, při kterém letadlo nabírá výšku po trajektorii, která svírá s horizontem určitý úhel. stálý vzestup

Testy z teoretické mechaniky 1: Které nebo které z následujících tvrzení není pravdivé? I. Referenční systém zahrnuje referenční těleso a přidružený souřadnicový systém a vybranou metodu

Odbor vzdělávání Správy městské části Ozersky Čeljabinské oblasti Městský rozpočtový ústav dalšího vzdělávání "Stanice mladých techniků" Létající papírové modely (metodické

36 M e c h a n i c a g i r o s c o p i c n i y sistem MDT 533,64 O. L. Lemko, I. V. Korol' "LÉTÁNÍ

KAPITOLA II AERODYNAMIKA I. Aerodynamika balónu Zkouší se každé těleso pohybující se ve vzduchu nebo nehybné těleso, na kterém proudí vzduch. uvolňuje tlak ze vzduchu nebo proudění vzduchu

Lekce 3.1. AERODYNAMICKÉ SÍLY A MOMENTY Tato kapitola se zabývá výsledným silovým působením atmosférického prostředí na letadlo, které se v něm pohybuje. Jsou představeny pojmy aerodynamické síly,

Elektronický časopis "Proceedings of MAI". Vydání 72 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.734/.735 Metoda pro výpočet aerodynamických koeficientů letadel s křídly ve schématu „X“ s malým rozpětím Burago

STUDIE OPTIMÁLNÍHO TROJÚHOLNÍHO KŘÍDLA VE VISKÓZNÍM HYPERSONICKÉM PROUDĚNÍ Str. Kryukov, V.

108 M e c h a n i c a g i r o skopický systém AERODYNAMICKÝ ÚVOD KŘÍDLA

32 MDT 629.735.33 D.V. Tinyakov VLIV OMEZENÍ USPOŘÁDÁNÍ NA KONKRÉTNÍ KRITÉRIA ÚČINNOSTI LICHOČNÍKOVÝCH KŘÍDEL DOPRAVNÍCH KATEGORIÍ LETADEL Úvod V teorii a praxi tváření geometrických

Téma 4. Síly v přírodě 1. Různorodost sil v přírodě Navzdory zjevné rozmanitosti interakcí a sil v okolním světě existují pouze ČTYŘI druhy sil: Typ 1 - GRAVITAČNÍ síly (jinak - síly

TEORIE PLACHTY Teorie plachtění je součástí hydromechaniky, vědy o pohybu tekutin. Plyn (vzduch) se při podzvukové rychlosti chová přesně jako kapalina, takže vše, co se zde říká o kapalině, je stejně

JAK SLOŽIT LETADLO pokyny krok za krokem pro všechny modely. Existuje také několik univerzálních

Richelieu Lyceum Katedra fyziky POHYB TĚLES PŮSOBENÍM GRAVITAČNÍ SÍLY Aplikace do počítačového simulačního programu PÁDOVÁ TEORETICKÁ ČÁST Zadání úlohy Je potřeba vyřešit hlavní problém mechaniky

WORKS MIPT. 2014. Volume 6, 1 A. M. Gaifullin et al. N. Sviridenko 1,2, A. S. Petrov 1 1 Central Aerohydrodynamic

Téma 4. Pohybové rovnice letadla 1 Základní ustanovení. Souřadnicové systémy 1.1 Poloha letadla Polohou letadla se rozumí poloha jeho těžiště O. Zaujímá se poloha těžiště letadla

9 MDT 69. 735. 33.018.7.015.3 O.L. Lemko, Dr. tech. vědy, V.V. Suchov, Dr. tech. Sci.

DIDAKTICKÝ ODBOR 1: MECHANIKA Úkol 1 Planeta o hmotnosti m se pohybuje po eliptické dráze, v jejímž jednom z ohnisek je hvězda o hmotnosti M. Je-li r vektor poloměru planety, pak

Obsazení. Akcelerace. Rovnoměrně zrychlený pohyb Možnost 1.1.1. Která z následujících situací je nemožná: 1. Těleso má v určitém okamžiku rychlost nasměrovanou na sever a zrychlení

9.3. Kmity soustav působením pružných a kvazielastických sil Pružinové kyvadlo se nazývá kmitavý systém, který se skládá z tělesa o hmotnosti m zavěšeného na pružině o tuhosti k (obr. 9.5). Zvážit

Distanční trénink Abituru FYZIKA Článek Kinematika Teoretický materiál

Testové úlohy pro akademický obor "Technická mechanika" TK Znění a obsah TK 1 Vyberte správné odpovědi. Teoretická mechanika se skládá z oddílů: a) statika b) kinematika c) dynamika

Republiková olympiáda. 9. třída Brest. 004 Problémové stavy. teoretická prohlídka. Úkol 1. "Autojeřáb" Autojeřáb o hmotnosti M = 15 tun o rozměrech korby = 3,0 m 6,0 m má lehký výsuvný teleskop.

AERODYNAMICKÉ SÍLY pevné tělo proud vzduchu se deformuje, což vede ke změně rychlosti, tlaku, teploty a hustoty v tryskách

Krajská etapa celoruské olympiády odborných dovedností pro studenty v oboru Čas 40 min. Odhadováno na 20 bodů 24.02.01 Výroba letadel Teoretická

Fyzika. Třída. Možnost - Kritéria pro vyhodnocení úkolů s podrobnou odpovědí C V létě se za jasného počasí často do poloviny dne nad poli a lesy tvoří kupovité mraky, jejichž spodní okraj je v

DYNAMIKA Možnost 1 1. Vůz se pohybuje rovnoměrně a přímočaře rychlostí v (obr. 1). Jaký je směr výslednice všech sil působících na auto? A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. E. F =

VÝPOČETNÍ STUDIE AERODYNAMICKÉ CHARAKTERISTIKY TEMATICKÉHO MODELU SCHÉMATU LÉTAJÍCÍHO KŘÍDLA S POMOCÍ SOFTWAROVÉHO KOMPLEXU FLOWVISION Kalašnikov 1, A.A. Krivoščapov 1, A.L. Mitin 1, N.V.

Newtonovy zákony FYZIKA SÍLY NEWTONOVY ZÁKONY Kapitola 1: První Newtonův zákon Co popisují Newtonovy zákony? Newtonovy tři zákony popisují pohyb těles, když na ně působí síla. Nejprve byly formulovány zákony

KAPITOLA III ZDVIHACÍ A PROVOZNÍ CHARAKTERISTIKY AEROSTATU 1. Vyvažování Výslednice všech sil působících na balón mění svou velikost a směr se změnou rychlosti větru (obr. 27).

Kuzmichev Sergey Dmitrievich 2 OBSAH PŘEDNÁŠKY 10 Základy teorie pružnosti a hydrodynamiky. 1. Deformace. Hookův zákon. 2. Youngův modul. Poissonův poměr. Celoobvodové kompresní a jednostranné moduly

Kinematika Křivočarý pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Nejjednodušším modelem křivočarého pohybu je rovnoměrný kruhový pohyb. V tomto případě se bod pohybuje po kružnici

Dynamika. Síla je vektorová fyzikální veličina, která je mírou fyzického dopadu jiných těles na tělo. 1) Pouze působení nekompenzované síly (pokud existuje více než jedna síla, pak výslednice

1. Výroba lopatek Část 3. Větrné kolo Lopatky popisované větrné turbíny mají jednoduchý aerodynamický profil, po výrobě vypadají (a fungují) jako křídla letadla. Tvar čepele -

PODMÍNKY KONTROLY LODĚ SPOJENÉ S KONTROLOU

Přednáška 4 Téma: Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Inerciální vztažné soustavy. Galileův princip relativity. Síly v mechanice. Elastická síla (zákon

Elektronický časopis "Proceedings of the MAI" Vydání 55 wwwrusenetrud MDT 69735335 Vztahy pro rotační derivace koeficientů klopných a stáčivých momentů křídla MA Golovkin Abstrakt Použití vektoru

Výcvikové úkoly na téma "DYNAMIKA" 1(A) Letoun letí přímo konstantní rychlostí ve výšce 9000 m. Vztažný systém spojený se Zemí je považován za inerciální. V tomto případě 1) v letadle

Přednáška 4 Podstata některých sil (pružná síla, třecí síla, gravitační síla, setrvačná síla) Pružná síla Vzniká v deformovaném tělese, směřuje ve směru opačném k deformaci Druhy deformací

WORKS MIPT. 2014. Svazek 6, 2 Hong Fong Nguyen, V. I. Biryuk 133 MDT 629.7.023.4 Hong Fong Nguyen 1, V. I. Biryuk 1,2 1 Moskevský fyzikální a technologický institut (Státní univerzita) 2 Centrální aerohydrodynamický

Městská rozpočtová vzdělávací instituce doplňkového vzdělávání pro děti Centrum dětské tvořivosti "Meridian" Metodická příručka Samara Výuka pilotáže šňůrových akrobatických modelů.

LETADLA OTÁČKA Vývrtka letadla je nekontrolovaný pohyb letadla po spirální trajektorii o malém poloměru při nadkritických úhlech náběhu. Jakékoli letadlo může vstoupit do vývrtky, podle přání pilota,

E S T E S T O Z N A N I E. FYZIKA A C A. Zákony zachování v mechanice. Hybnost těla Hybnost těla je vektorová fyzikální veličina rovna součinu hmotnosti těla a jeho rychlosti: Označení p, jednotky

Přednáška 08 Obecný případ komplexní únosnosti Šikmý ohyb Ohyb tahem nebo tlakem Ohyb krutem Metody stanovení napětí a přetvoření používané při řešení konkrétních problémů čistoty

Dynamika 1. Čtyři stejné cihly o hmotnosti 3 kg jsou naskládány na sebe (viz obrázek). O kolik se zvýší síla působící ze strany vodorovné podpěry na 1. cihlu, pokud se navrch položí další

Odbor školství Správy okresu Moskovskij města Nižnij Novgorod Lyceum MBOU 87 pojmenované po. L.I. Novíková Výzkumná práce Studijní projekt zkušební stolice „Proč letadla vzlétají“.

IV Jakovlev Fyzikální materiály MathUs.ru Energie Témata kodifikátoru USE: práce síly, výkon, kinetická energie, potenciální energie, zákon zachování mechanické energie. Začínáme studovat

Kapitola 5. Pružné deformace Laboratorní práce 5. STANOVENÍ YOUNGOVA MODULU Z OHÝBOVÉ DEFORMACE Účel práce Stanovení Youngova modulu materiálu stejně pevného nosníku a poloměru křivosti ohybu z měření výložníku

Téma 1. Základní rovnice aerodynamiky Vzduch je považován za dokonalý plyn (reálný plyn, molekuly, které interagují pouze při srážkách), který splňuje stavovou rovnici (Mendělejev

88 Aerohydromechanika PROCEEDING MIPT. 2013. Svazek 5, 2 MDT 533.6.011.35 Vu Thanh Chung 1, V. V. Vyshinsky 1,2 1 Moskevský fyzikální a technologický institut (Státní univerzita) 2 Centrální aerohydrodynamický

Být otcem téměř absolventa střední škola, byl zapleten do vtipného příběhu s nečekaným koncem. Má část výchovnou a část dojemnou životně-politickou.
Příspěvek v předvečer Dne kosmonautiky. Fyzika papírového letadla.

Krátce před novým rokem se dcera rozhodla zkontrolovat si vlastní pokroky a zjistila, že studentka tělocviku při vyplňování zápisníku dala nějaké čtyřky navíc a pololetní známka visí mezi „5“ a „4“. Tady je třeba pochopit, že fyzika v 11. ročníku je mírně řečeno nestěžejní předmět, všichni jsou zaneprázdněni tréninkem na přijímačky a příšernou zkouškou, ale ovlivňuje to celkové skóre. Se sténajícím srdcem mi byl z pedagogických důvodů odepřen zásah - jako si to vyřeš sám. Vzchopila se, přišla to zjistit, přepsala tam nějakou nezávislou a dostala půlroční pětku. Všechno by bylo v pořádku, ale učitel požádal v rámci řešení problému o registraci do Volhy vědecká konference(Kazanská univerzita) do sekce "Fyzika" a napsat nějakou zprávu. Účast studenta v této shnyaga je zohledněna při každoroční certifikaci učitelů, no, jako „tak rok určitě uzavřeme“. Učitel se dá chápat, normální, obecně dohoda.

Dítě se naložilo, šlo do organizačního výboru, vzalo si pravidla účasti. Jelikož je dívka docela zodpovědná, začala přemýšlet a vymýšlet nějaké téma. Přirozeně se obrátila na mě, nejbližšího technického intelektuála postsovětské éry, s prosbou o radu. Na internetu byl seznam vítězů minulých konferencí (udělují diplomy tří stupňů), to nás nasměrovalo, ale nepomohlo. Zprávy se skládaly ze dvou druhů, jedna - "nanofiltry v ropných inovacích", druhá - "fotografie krystalů a elektronický metronom". Pro mě je ten druhý typ normální – děti by si měly stříhat ropuchu a ne si třít brýle o státní dotace, ale moc nápadů jsme neměli. Musel jsem dodržovat pravidla, něco jako „přednost má samostatná práce a experimenty“.

Rozhodli jsme se, že uděláme nějakou vtipnou reportáž, vizuální a cool, bez zaumu a nanotechnologií - pobavíme diváky, účast nám stačí. Čas byl měsíc a půl. Copy-paste bylo zásadně nepřijatelné. Po přemýšlení jsme se rozhodli pro téma - "Fyzika papírového letadla". Své dětství jsem kdysi prožil u leteckého modelářství a moje dcera letadla miluje, takže téma je víceméně blízké. Bylo potřeba udělat ukončené praktické studium tělesné orientace a vlastně napsat písemku. Dále zveřejním abstrakt této práce, několik komentářů a ilustrací / fotografií. Na konci bude konec příběhu, což je logické. V případě zájmu zodpovím dotazy již podrobnými fragmenty.

Ukázalo se, že papírové letadlo má v horní části křídla záludné stání, které tvoří zakřivenou zónu, podobnou plnohodnotnému profilu.

Pro experimenty byly použity tři různé modely.

Model č. 1. Nejběžnější a nejznámější design. Většina si to zpravidla představí, když slyší výraz „papírové letadlo“.
Číslo modelu 2. „Šipka“ nebo „Oštěp“. Charakteristický model s ostrým úhlem křídla a předpokládanou vysokou rychlostí.
Číslo modelu 3. Model s křídlem s vysokým poměrem stran. Speciální design, namontovaný na široké straně listu. Předpokládá se, že má dobré aerodynamické údaje díky křídlu s vysokým poměrem stran.
Všechna letadla byla sestavena z identických listů papíru A4. Hmotnost každého letadla je 5 gramů.

Pro zjištění základních parametrů byl proveden jednoduchý experiment - let papírového letadla byl zaznamenán videokamerou na pozadí stěny s metrickým značením. Protože je znám interval snímků pro natáčení videa (1/30 sekundy), lze rychlost klouzání snadno vypočítat. Podle poklesu výšky se na odpovídajících rámech zjistí úhel klouzání a aerodynamická kvalita letadla.
Průměrná rychlost letadla je 5–6 m/s, což není tak málo.
Aerodynamická kvalita - asi 8.

K obnovení letových podmínek potřebujeme laminární proudění až 8 m/s a schopnost měřit vztlak a odpor. Klasický způsob takového výzkumu je aerodynamická trubka. V našem případě je situace zjednodušena tím, že samotný letoun má malé rozměry a rychlost a lze jej přímo umístit do tubusu omezených rozměrů.Nebrání nám tedy situace, kdy se foukaný model rozměrově výrazně liší od originál, který kvůli rozdílu v Reynoldsových číslech vyžaduje kompenzaci při měření.
Při průřezu potrubí 300x200 mm a průtoku až 8 m/s potřebujeme ventilátor s výkonem minimálně 1000 metrů krychlových/hod. Pro změnu průtoku je potřeba regulátor otáček motoru a pro měření anemometr s odpovídající přesností. Rychloměr nemusí být digitální, docela dobře si vystačí s vychýlenou deskou s úhlovou stupnicí nebo kapalinovým anemometrem, který má větší přesnost.

Aerodynamický tunel je znám již dlouho, Mozhaisky ho používal při výzkumu a Ciolkovskij a Žukovskij ho již podrobně vyvinuli moderní technologie experiment, který se zásadně nezměnil.

Desktopový aerodynamický tunel byl realizován na základě dostatečně výkonného průmyslového ventilátoru. Za ventilátorem jsou umístěny vzájemně kolmé desky, které narovnávají proudění před vstupem do měřicí komory. Okna v měřicí komoře jsou opatřena sklem. Ve spodní stěně je vyříznut obdélníkový otvor pro držáky. Přímo v měřicí komoře je instalováno oběžné kolo digitálního anemometru pro měření rychlosti proudění. Potrubí má na výstupu mírné zúžení, aby se „zvedl“ průtok, což snižuje turbulence na úkor snížení rychlosti. Rychlost ventilátoru je řízena jednoduchým domácím elektronickým regulátorem.

Charakteristiky potrubí se ukázaly horší než vypočítané, a to především kvůli nesouladu mezi výkonem ventilátoru a pasovými charakteristikami. Zvýšení průtoku také snížilo rychlost v měřicí zóně o 0,5 m/s. Díky tomu je maximální rychlost lehce nad 5 m/s, což se nicméně ukázalo jako dostatečné.

Reynoldsovo číslo pro potrubí:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (rychlost) = 5 m/s
L (charakteristika) = 250 mm = 0,25 m
ν (koeficient (hustota/viskozita)) = 0,000014 m^2/s
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143

Pro měření sil působících na letoun byly použity elementární aerodynamické váhy se dvěma stupni volnosti na bázi dvojice elektronických šperkařských vah s přesností 0,01 gramu. Letoun byl upevněn na dvou stojanech v pravém úhlu a namontován na plošině prvních vah. Ty byly zase umístěny na pohyblivé plošině s pákovým přenosem horizontální síly na druhou váhu.
Měření ukázala, že přesnost je pro základní režimy zcela dostatečná. Bylo však obtížné upevnit úhel, takže je lepší vyvinout vhodné schéma montáže se značkami.

Při proplachování modelů byly měřeny dva hlavní parametry – odporová síla a zvedací síla v závislosti na rychlosti proudění v daném úhlu. Byla zkonstruována řada charakteristik s dostatečně realistickými hodnotami, které popisují chování každého letadla. Výsledky jsou shrnuty v grafech s další normalizací měřítka vzhledem k rychlosti.

Model č. 1.
Zlatá střední cesta. Provedení odpovídá materiálu - papír. Síla křídel odpovídá délce, rozložení hmotnosti je optimální, takže správně složené letadlo je dobře srovnané a létá hladce. Díky kombinaci těchto vlastností a snadné montáže je tento design tak oblíbený. Rychlost je menší než u druhého modelu, ale větší než u třetího. Ve vysokých rychlostech již začíná překážet široká ocasní plocha, která dříve model dokonale stabilizovala.
Číslo modelu 2.
Model s nejhoršími letovými vlastnostmi. Velká sweep a krátká křídla jsou navržena tak, aby lépe fungovala ve vysokých rychlostech, což se stává, ale vztlak dostatečně neroste a letadlo opravdu letí jako oštěp. Navíc se za letu pořádně nestabilizuje.
Číslo modelu 3.
Zástupce "strojírenské" školy - model byl speciálně koncipován se speciálními vlastnostmi. Křídla s vysokým poměrem stran fungují lépe, ale odpor se zvyšuje velmi rychle - letadlo letí pomalu a nesnáší zrychlení. Četné záhyby ve špičce křídla slouží ke kompenzaci nedostatečné tuhosti papíru, což také zvyšuje odpor. Přesto je model velmi odhalený a dobře létá.

Některé výsledky o vizualizaci vírů
Pokud do proudu zavedete zdroj kouře, můžete vidět a vyfotografovat proudy, které obtékají křídlo. Neměli jsme k dispozici speciální generátory kouře, používali jsme vonné tyčinky. Pro zvýšení kontrastu byl použit filtr pro zpracování fotografií. Průtok se také snížil, protože hustota kouře byla nízká.
Tvorba proudění na náběžné hraně křídla.

Turbulentní ocas.

Průtoky lze také zkoumat pomocí krátkých závitů nalepených na křídle nebo tenkou sondou se závitem na konci.

Je jasné, že papírové letadlo je v první řadě jen zdrojem radosti a nádhernou ilustrací pro první krok do nebe. Podobný princip plachtění v praxi využívají pouze létající veverky, které nemají velký národohospodářský význam, alespoň v našem pruhu.

Praktičtějším ekvivalentem papírového letadla je „Wing suite“ – wingsuit pro parašutisty, který umožňuje horizontální let. Mimochodem, aerodynamická kvalita takového obleku je nižší než u papírového letadla - ne více než 3.

Vymyslel jsem téma, plán – 70 procent, úprava teorie, kusy železa, celková úprava, plán řeči.
Shromáždila celou teorii, až po překlad článků, měření (mimochodem velmi pracné), nákresy / grafy, text, literaturu, prezentaci, zprávu (otázek bylo mnoho).

Přeskočím sekci kde obecný pohled jsou uvažovány problémy analýzy a syntézy, které umožňují sestrojit obrácený sled - návrh letounu podle daných charakteristik.

S přihlédnutím k vykonané práci můžeme na myšlenkovou mapu aplikovat vybarvení označující splnění úkolů. v zeleném zde jsou body, které jsou na uspokojivé úrovni, světle zelená – problémy, které mají určitá omezení, žlutá – postižené oblasti, ale nejsou dostatečně rozvinuté, červená – slibné, potřebují doplňkové studium(financování vítáno).

Měsíc utekl bez povšimnutí – dcera hrabala internet, vozila trubku po stole. Váhy přimhouřily oči, letadla byla odfouknuta podle teorie. Výstupem bylo 30 stran slušného textu s fotografiemi a grafy. Práce byla zaslána na korespondenční prohlídku (pouze několik tisíc prací ve všech sekcích). O měsíc později, ach hrůza, zveřejnili seznam hlášení tváří v tvář, kde byl náš bok po boku se zbytkem nanokrokodýlů. Dítě si smutně povzdechlo a začalo 10 minut vyřezávat prezentaci. Čtení okamžitě vyloučili – mluvit, tak živě a smysluplně. Před akcí zorganizovali průlet s načasováním a protesty. Ráno v KSU popíjel ospalý řečník se správným pocitem „nic si nepamatuji a nic nevím“.

Na konci dne jsem se začal bát, žádná odpověď - žádný ahoj. Byl to takový nejistý stav, kdy nechápete, zda byl riskantní vtip úspěšný nebo ne. Nechtěl jsem, aby teenager nějak odvedl tento příběh stranou. Ukázalo se, že se vše zdrželo a její hlášení padlo až na 16. hodinu. Dítě poslalo SMS - "vše řekla, porota se směje." No, myslím, že dobře, díky, alespoň nenadávejte. A asi o hodinu později - "diplom prvního stupně." To bylo naprosto nečekané.

Přemýšleli jsme o čemkoli, ale na pozadí naprosto divokého tlaku lobbovaných témat a účastníků získat první cenu za dobrou, ale neformální práci je něco z úplně zapomenuté doby. Poté už řekla, že porota (mimochodem docela směrodatná, ne méně než CFM) bleskově přibila zombie nanotechnology. Všichni jsou zřejmě ve vědeckých kruzích tak otrávení, že bezpodmínečně kladou nevyřčenou bariéru tmářství. Došlo to až k směšnosti - ubohé dítě přečetlo nějaké divoké scientismy, ale nedokázalo odpovědět, v čem byl úhel měřen během jeho experimentů. Vlivní vědečtí vůdci trochu zbledli (ale rychle se vzpamatovali), je mi záhadou, proč museli zařídit takovou ostudu a ještě na úkor dětí. Výsledkem bylo, že všechny ceny dostali milí kluci s normálníma živýma očima a dobrými tématy. Druhý diplom například dostala dívka s modelem Stirlingova motoru, která to svižně spouštěla ​​na katedře, rychle měnila režimy a smysluplně komentovala nejrůznější situace. Další diplom dostal chlapík, který seděl na univerzitním dalekohledu a něco tam vyhlížel pod vedením profesora, který zjevně nepřipouštěl žádnou vnější „pomoc“. Tento příběh mi dal určitou naději. V jaké je vůle obyčejných, normálních lidí k normálnímu řádu věcí. Ne zvykem na předem danou nespravedlnost, ale ochotou vynaložit úsilí na její obnovení.

Druhý den při předávání cen přistoupil k vítězům předseda výběrové komise s tím, že jsou všichni s předstihem zapsáni na Fyzikální fakultu KSU. Pokud se chtějí přihlásit, musí jednoduše přinést dokumenty mimo soutěž. Tato výhoda mimochodem skutečně existovala, ale nyní byla oficiálně zrušena, stejně jako další preference pro medailisty a olympiády (s výjimkou, jak se zdá, vítězů ruských olympiád). To znamená, že to byla čistá iniciativa akademické rady. Je vidět, že teď je krize uchazečů a po fyzice netouží, na druhou stranu je to jedna z nejnormálnějších fakult s dobrou úrovní. Takže po opravě čtyřky bylo dítě v první řadě zapsaných. Nedokážu si představit, jak to zvládne, zjistím to - odhlásím se.

Tahala by dcera takovou práci sama?

Také se zeptala - stejně jako tátové jsem nedělal všechno sám.
Moje verze je tato. Všechno jste dělali sami, rozumíte tomu, co je na každé stránce napsáno a na jakoukoli otázku odpovíte – ano. Víte o regionu více než zdejší přítomní a vaši známí – ano. Pochopil jsem obecnou technologii vědeckého experimentu od vzniku myšlenky po výsledek + vedlejší studie - ano. Odvedl skvělou práci, není pochyb. Předložila tuto práci na obecném základě bez protekce - ano. Chráněno - v pořádku. Porota je kvalifikovaná – bezpochyby. Pak je to vaše cena studentské konference.

Jsem akustický inženýr, malá strojírenská firma, vystudoval jsem systémové inženýrství v letectví, studoval jsem i později.

Vědeckohistorická výzkumná práce
Vyplnila: žákyně 11. třídy Ruzil Zaripova
Vědecký poradce: Sarbaeva A.A.
MBOU střední škola s. Krasnaya Gorka

Úvod

• Prostudujte si informace o této problematice;
• Seznamte se s různými modely papírových letadel a naučte se je vyrábět;
• Studovat dolet a dobu letu různých modelů papírových letadel.

Aerogami - papírové letectví

Ken Blackburn je světovým rekordmanem ve startu letadel

Jaké síly působí na papírovou rovinu

Experimentální studium papírových modelů letadel za letu

Studie byla provedena na střední škole MBOU ve vesnici Krasnaya Gorka.

Ve studii jsme si stanovili následující úkoly:

• Seznamte se s návodem na různé modely papírových letadel. Zjistěte, jaké potíže vznikají při sestavování modelů.
• Proveďte experiment zaměřený na studium papírových letadel za letu. Jsou všechny modely stejně poslušné při startu, jak dlouho stráví ve vzduchu a jaký je dosah jejich letu.

• Simulace mnoha modelů papírových letadel;
• Simulace experimentů spouštění modelů papírových letadel.

• Zapisování výsledků experimentu do příslušných formulářů záznamů;
• Schématická, grafická, názorná prezentace výsledků (příprava prezentace).
• Psaní závěrů.

Popis, rozbor výsledků studie a závěry o závislosti délky letu papírového letounu na modelu a způsobu startu

stůl 1

	Název modelu papírového letadla	Kresba modelu	Složitost sestavení modelu (od 1 do 10 bodů)	Dosah letu, m (většina)	Doba letu, s (většina)	Funkce při spuštění
1	Základní šipky		3	6	0,93	Zkroucený
2			4	8,6	1,55	Létání v přímé linii
3	Fighter (Harrier Paper Airplane)		5	4	3	špatně řízená
4	Sokol F-16 (F-16 Falcon Paper Airplane)		7	7,5	1,62	Špatné plánování
5	Raketoplán papírové letadlo		8	2,40	0,41	Špatné plánování

• Sbírat modely není tak jednoduché, jak by se mohlo zdát. Při sestavování modelů je velmi důležité provádět záhyby symetricky, to vyžaduje určité dovednosti a dovednosti.
• Všechny modely lze rozdělit do dvou typů: modely vhodné pro start na letovou vzdálenost a modely, které dobře fungují při startu po dobu letu.
• Model č. 2 Supersonic Fighter (Delta Fighter) se choval nejlépe při vystřelení na letovou vzdálenost.

Účel: porovnat, které papírové modely vykazují nejlepší výsledky z hlediska doletu a doby letu.
Materiály: kancelářský papír, listy sešitu, novinový papír, metr, stopky, skórkarty.
Umístění: školní chodba.
Vyrobili jsme tři nejlepší modely z různých druhů papíru. Byly provedeny testy a data byla vložena do tabulky. Došli jsme k závěru, který papír se nejlépe používá k výrobě papírových modelů letadel.

tabulka 2

	Supersonic Fighter (Delta Fighter)	Dosah letu, m (většina)	Doba letu, s (většina)	Další poznámky
1	Kancelářský papír	8,6	1,55	Dlouhý dosah letu
2	Novinový papír	5,30	1,13
3	Zápisník list papíru	2,6	2,64	Vyrobit model z papíru v krabici je jednodušší a rychlejší, doba letu je velmi dlouhá

Tabulka 3

	Sokol F-16 (F-16 Falcon Paper Airplane)	Dosah letu, m (většina)	Doba letu, s (většina)	Další poznámky
1	Kancelářský papír	7,5	1,62	Dlouhý dosah letu
2	Novinový papír	6,3	2,00	Hladký let, dobré plánování
3	Zápisník list papíru	7,1	1,43	Vyrobit model z papíru do krabice je jednodušší a rychlejší

Tabulka 4

	Základní šipky	Dosah letu, m (většina)	Doba letu, s (většina)	Další poznámky
1	Kancelářský papír	6	0,93	Dlouhý dosah letu
2	Novinový papír	5,15	1,61	Hladký let, dobré plánování
3	Zápisník list papíru	6	1,65	Vyrobit model z papíru v krabici je jednodušší a rychlejší, doba letu je velmi dlouhá

• Z sešitových listů v krabici je jednodušší vyrobit modely než z kancelářského nebo novinového papíru, ale při testování nevykazují příliš dobré výsledky;
• Modely vyrobené z novinového papíru létají velmi krásně;
• Pro dosažení vysokých výsledků z hlediska letového dosahu jsou vhodnější modely z kancelářského papíru.

• Než začnete sestavovat papírový model letadla, musíte se rozhodnout, jaký typ modelu potřebujete: na dobu trvání nebo letový dosah?
• Aby model dobře létal, musí být záhyby provedeny rovnoměrně, přesně dodržujte rozměry uvedené v montážním schématu, dbejte na to, aby všechny záhyby byly provedeny symetricky.
• Je velmi důležité, jak jsou křídla ohnutá, na tom závisí délka a dosah letu.
• Skládání papírových modelů rozvíjí abstraktní lidské myšlení.
• Výsledkem výzkumu jsme zjistili, že papírová letadla se používají k testování nových nápadů při konstrukci skutečných letadel.

Seznam informačních zdrojů
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/aviaciya_i_kosmonavtika/PLANER.html
http://igrushka.kz/vip95/bumavia.php http://igrushka.kz/vip91/paperavia.php
http://danieldefo.ru/forum/showthread.php?t=46575
Papírová letadla. – Moskva // Kosmonautické zprávy. - 2008 -735. – 13 s
Papír #2: Aerogami, tiskový ventilátor
http://printfun.ru/bum2

aplikace

Aerodynamické síly

Rýže. 1. Sekce křídla letadla
Zvedací síla -Y
Odporová síla X
Gravitace - G
Úhel náběhu - a

Rýže. 2. Síly působící na letadlo nebo model za letu

kreativní okamžiky

Výroba papírového letadla z kancelářského papíru

podepisuji

Výcvik



Výroba papírového letadla z novin



Vyrábím papírové letadlo z listu sešitu

Studium (levé stopky)

Změřím délku a výsledky zaznamenám do tabulky

Moje letadla

Papírové letadlo(letadlo) - hračka letadlo vyrobené z papíru. Je to pravděpodobně nejběžnější forma aerogami, odvětví origami (japonské umění skládání papíru). Japonsky se takové letadlo nazývá 紙飛行機 (kami hikoki; kami=papír, hikoki=letadlo).

Tato hračka je oblíbená pro svou jednoduchost - je snadné ji vyrobit i pro začátečníka v umění skládání papíru. Nejjednodušší letadlo vyžaduje pouze šest kroků k dokončení složení. Papírové letadlo lze také složit z lepenky.

Předpokládá se, že používání papíru k výrobě hraček začalo před 2000 lety v Číně, kde bylo vyrábění draků a pouštění draků oblíbenou zábavou. Ačkoli lze na tuto událost pohlížet jako na původ moderních papírových letadel, nelze s jistotou říci, kde přesně vynález vznikl. papírový drak; jak čas plynul, objevovaly se stále krásnější designy a také typy draků se zlepšenou rychlostí a / nebo zdvihovými vlastnostmi.

Nejstarší známé datum pro vytvoření papírových letadel je 1909. Nejběžnější verze doby vynálezu a jméno vynálezce je však rok 1930, Jack Northrop je spoluzakladatelem Lockheed Corporation. Northrop použil papírová letadla k testování nových nápadů při stavbě skutečných letadel. Na druhou stranu je možné, že papírová letadla byla známá již ve viktoriánské Anglii.

Papírová letadla, dětský film režiséra Roberta Connollyho, vyhrál Grand Prix na australském filmovém festivalu CinéfestOz. „Tento okouzlující dětský film osloví i rodiče. Děti i dospělí si hrají úžasně. A režisérovi jeho úroveň a talent prostě závidím,“ řekl Bruce Beresford, předseda festivalové poroty. Režisér Robert Connolly se rozhodl utratit cenu 100 000 dolarů na pracovní cesty po celém světě pro mladé herce, kteří se na filmu podíleli. Film "Paper Planes" vypráví příběh malého Australana, který se vydal na mistrovství světa papírových letadel. Film je debutem režiséra Roberta Connollyho v celovečerním filmu pro děti.

Četné pokusy prodloužit čas od času papírové letadlo ve vzduchu vedou k překonání dalších překážek v tomto sportu. Ken Blackburn držel světový rekord 13 let (1983-1996) a znovu ho získal 8. října 1998, když hodil papírové letadlo v interiéru tak, že se udrželo ve vzduchu 27,6 sekund. Tento výsledek potvrdili zástupci Guinessovy knihy rekordů a reportéři CNN. Papírové letadlo používané Blackburnem lze klasifikovat jako kluzák.

A abyste se mohli účastnit takových soutěží,

Doba trvání letu v čase a dolet letadla budou záviset na mnoha nuancích. A pokud chcete se svým dítětem vyrobit papírové letadlo, které létá po dlouhou dobu, věnujte pozornost jeho následujícím prvkům:

1. ocas. Pokud je ocas produktu nesprávně složen, letadlo nebude stoupat;
2. křídla. Stabilita plavidla pomůže zvýšit zakřivený tvar křídel;
3. tloušťka papíru. Na řemesla musíte vzít lehčí materiál a pak vaše „letadlo“ bude létat mnohem lépe. Papírový výrobek musí být také symetrický. Ale pokud víte, jak vyrobit letadlo z papíru, všechno se vám ukáže jako správné.

Fyzika papírových letadel

Ode mě: I přes to, že téma je dost vážné, je vyprávěné živě a zajímavě. Jako otec prakticky maturanta se autor příběhu zapletl do vtipného příběhu s nečekaným koncem. Má část výchovnou a část dojemnou životně-politickou. Následující bude diskutováno v první osobě.

Krátce před novým rokem se dcera rozhodla ověřit si vlastní pokroky a zjistila, že studentka tělocviku při vyplňování deníku se zpětnou platností dala nějaké čtyřky navíc a pololetní známka visí mezi „5“ a „4“. Tady je potřeba pochopit, že fyzika v 11. třídě je nestěžejní předmět, mírně řečeno, všichni jsou zaneprázdněni tréninkem na přijímačky a strašnou zkouškou, ale ovlivňuje to celkové skóre. Se sténajícím srdcem jsem byl z pedagogických důvodů odmítnut zasáhnout - jako si to vyřešte sami. Vzchopila se, přišla to zjistit, přepsala tam nějakou nezávislou a dostala půlroční pětku. Všechno by bylo v pořádku, ale učitel požádal v rámci řešení problému o registraci na Volžskou vědeckou konferenci (Kazaňská univerzita) v sekci "Fyzika" a sepsání nějaké zprávy. Účast studenta v této shnyaga je zohledněna v každoroční certifikaci učitelů, dobře, jako „pak určitě uzavřeme rok“. Učitel se dá chápat, normální, obecně dohoda.

Dítě se naložilo, šlo do organizačního výboru, vzalo si pravidla účasti. Jelikož je dívka docela zodpovědná, začala přemýšlet a vymýšlet nějaké téma. Přirozeně se obrátila na mě, nejbližšího technického intelektuála postsovětské éry, s prosbou o radu. Na internetu byl seznam vítězů minulých konferencí (udělují diplomy tří stupňů), to nás nasměrovalo, ale nepomohlo. Zprávy se skládaly ze dvou druhů, jedna - "nanofiltry v ropných inovacích", druhá - "fotografie krystalů a elektronický metronom". Pro mě je ten druhý typ normální – děti by si měly stříhat ropuchu a ne si třít brýle o státní dotace, ale moc nápadů jsme neměli. Musel jsem dodržovat pravidla, něco jako „přednost má samostatná práce a experimenty“.

S přihlédnutím k vykonané práci můžeme na myšlenkovou mapu aplikovat vybarvení označující splnění úkolů. Zelená označuje body, které jsou na uspokojivé úrovni, světle zelená – problémy, které mají určitá omezení, žlutá – postižené oblasti, ale nejsou dostatečně rozvinuté, červená – slibné, vyžadující další výzkum (financování je vítáno).

Pro experimenty byly použity 3 různé modely.

Všechna letadla byla sestavena z identických listů papíru A4. Hmotnost každého letadla je 5 gramů.

Pro zjištění základních parametrů byl proveden jednoduchý experiment - let papírového letadla byl zaznamenán videokamerou na pozadí stěny s metrickým značením. Protože je znám interval snímků pro natáčení videa (1/30 sekundy), lze rychlost klouzání snadno vypočítat. Podle poklesu výšky se na odpovídajících rámech zjistí úhel klouzání a aerodynamická kvalita letadla.

Průměrná rychlost letadla je 5–6 m/s, což není tak málo.

Aerodynamická kvalita - asi 8.

K obnovení letových podmínek potřebujeme laminární proudění až 8 m/s a schopnost měřit vztlak a odpor. Klasickou metodou takového výzkumu je aerodynamický tunel. V našem případě je situace zjednodušena tím, že samotný letoun má malé rozměry a rychlost a lze jej přímo umístit do tubusu omezených rozměrů.Nebrání nám tedy situace, kdy se foukaný model rozměrově výrazně liší od originál, který kvůli rozdílu v Reynoldsových číslech vyžaduje kompenzaci při měření.

Při průřezu potrubí 300x200 mm a průtoku až 8 m/s potřebujeme ventilátor s výkonem minimálně 1000 metrů krychlových/hod. Ke změně průtoku potřebujete regulátor otáček motoru a k jeho měření anemometr s odpovídající přesností. Rychloměr nemusí být digitální, docela dobře si vystačí s vychýlenou deskou s úhlovou stupnicí nebo kapalinovým anemometrem, který má větší přesnost.

Charakteristiky potrubí se ukázaly horší než vypočítané, a to především kvůli nesouladu mezi výkonem ventilátoru a pasovými charakteristikami. Zvýšení průtoku také snížilo rychlost v měřicí zóně o 0,5 m/s. Díky tomu je maximální rychlost lehce nad 5 m/s, což se nicméně ukázalo jako dostatečné.

Reynoldsovo číslo pro potrubí:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (rychlost) = 5 m/s
L (charakteristika) = 250 mm = 0,25 m
ν (faktor (hustota/viskozita)) = 0,000014 m2/s
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143

Měření ukázala, že přesnost je pro základní režimy zcela dostatečná. Bylo však obtížné upevnit úhel, takže je lepší vyvinout vhodné schéma montáže se značkami.

Model č. 1.
Zlatá střední cesta. Provedení je co nejblíže materiálu - papíru. Síla křídel odpovídá délce, rozložení hmotnosti je optimální, takže správně složené letadlo je dobře srovnané a létá hladce. Díky kombinaci těchto vlastností a snadné montáže je tento design tak oblíbený. Rychlost je menší než u druhého modelu, ale větší než u třetího. Ve vysokých rychlostech již začíná překážet široká ocasní plocha, která dříve model dokonale stabilizovala.

Číslo modelu 2.
Model s nejhoršími letovými vlastnostmi. Velká sweep a krátká křídla jsou navržena tak, aby se s nimi lépe pracovalo vysoké rychlosti, což se stane, ale vztlak dostatečně neroste a letadlo opravdu letí jako oštěp. Navíc se za letu pořádně nestabilizuje.

Číslo modelu 3.
Zástupce "strojírenské" školy - model byl speciálně koncipován se speciálními vlastnostmi. Křídla s vysokým poměrem stran fungují lépe, ale odpor se vytváří velmi rychle - letadlo letí pomalu a netoleruje zrychlení. Četné záhyby ve špičce křídla slouží ke kompenzaci nedostatečné tuhosti papíru, což také zvyšuje odpor. Přesto je model velmi odhalený a dobře létá.

Některé výsledky o vizualizaci vírů

Pokud do proudu zavedete zdroj kouře, můžete vidět a vyfotografovat proudy, které obtékají křídlo. Neměli jsme k dispozici speciální generátory kouře, používali jsme vonné tyčinky. Pro zvýšení kontrastu byl použit filtr pro zpracování fotografií. Průtok se také snížil, protože hustota kouře byla nízká.

Průtoky lze také zkoumat pomocí krátkých závitů nalepených na křídle nebo tenkou sondou se závitem na konci.

Propojení parametrů a konstrukčního řešení. Srovnání možností redukovaných na obdélníkové křídlo. Poloha aerodynamického středu a těžiště a charakteristika modelů.

Již bylo uvedeno, že papír jako materiál má mnoho omezení. Pro nízké rychlosti letu jsou nejkvalitnější dlouhá úzká křídla. Ne náhodou mají taková křídla i skuteční větroně, zejména rekordmani. Papírová letadla však mají technologická omezení a jejich křídla nejsou optimální.

Pro analýzu vztahu mezi geometrií modelů a jejich letovými vlastnostmi je nutné přivést komplexní tvar do pravoúhlého analogu metodou plošného přenosu. Nejlépe to uděláte pomocí počítačových programů, které vám umožní prezentovat různé modely univerzálním způsobem. Po transformacích bude popis zredukován na základní parametry - rozpětí, délka tětivy, aerodynamický střed.

Vzájemné spojení těchto veličin a těžiště umožní fixovat charakteristické hodnoty pro různé typy chování. Tyto výpočty jsou nad rámec této práce, ale lze je snadno provést. Lze však předpokládat, že těžiště papírového letadla s obdélníkovými křídly je ve vzdálenosti jedna až čtyři od přídě k ocasu, u letadla s křídly delta - v jedné sekundě (tzv. neutrální bod).

Praktičtějším ekvivalentem papírového letadla je „Wing suite“ – wingsuit pro parašutisty, který umožňuje horizontální let. Mimochodem, aerodynamická kvalita takového obleku je nižší než u papírového letadla - ne více než 3.

Vymyslel jsem téma, plán na 70 %, střih teorie, kusy železa, všeobecná úprava, plán řeči.

Shromáždila celou teorii, až po překlad článků, měření (mimochodem velmi časově náročné), nákresy / grafy, text, literaturu, prezentaci, zprávu (dotazů bylo mnoho).

Jsou popsány hlavní parametry ovlivňující let, jsou uvedena obsáhlá doporučení.
V obecné části byl učiněn pokus o systematizaci oblasti poznání na základě myšlenkové mapy a byly nastíněny hlavní směry dalšího bádání.

Na konci dne jsem se začal bát, žádná odpověď - žádný ahoj. Byl to takový nejistý stav, kdy nechápete, zda byl riskantní vtip úspěšný nebo ne. Nechtěl jsem, aby teenager nějak odvedl tento příběh stranou. Ukázalo se, že se vše zdrželo a její hlášení padlo až na 16. hodinu. Dítě poslalo SMS - "vše řekla, porota se směje." No, myslím, že dobře, díky, alespoň nenadávejte. A asi o hodinu později - "diplom prvního stupně." To bylo naprosto nečekané.

Přemýšleli jsme o čemkoli, ale na pozadí naprosto divokého tlaku lobbovaných témat a účastníků získat první cenu za dobrou, ale neformální práci je něco z úplně zapomenuté doby. Poté už řekla, že porota (mimochodem docela směrodatná, ne méně než CFM) bleskově přibila zombie nanotechnology. Všichni jsou zřejmě ve vědeckých kruzích tak otrávení, že bezpodmínečně kladou nevyřčenou bariéru tmářství. Bylo to směšné - chudák dítě přečetlo nějaké divoké vědecké poznatky, ale nedokázalo odpovědět, v jakém úhlu se během jeho experimentů měří. Vlivní vědečtí vůdci trochu zbledli (ale rychle se vzpamatovali), je mi záhadou, proč museli zařídit takovou ostudu, a to ještě na úkor dětí. Výsledkem bylo, že všechny ceny dostali milí kluci s normálníma živýma očima a dobrými tématy. Druhý diplom například dostala dívka s modelem Stirlingova motoru, která to svižně spouštěla ​​na katedře, rychle měnila režimy a smysluplně komentovala nejrůznější situace. Další diplom dostal chlapík, který seděl na univerzitním dalekohledu a něco tam hledal pod vedením profesora, který zjevně nepřipouštěl žádnou vnější „pomoc“. Tento příběh mi dal určitou naději. Jaká je vůle obyčejných, normální lidé k normálnímu řádu věcí. Ne zvykem na předem danou nespravedlnost, ale ochotou vynaložit úsilí na její obnovení.

Druhý den při předávání cen přistoupil k vítězům předseda výběrové komise s tím, že jsou všichni s předstihem zapsáni na Fyzikální fakultu KSU. Pokud se chtějí přihlásit, musí jednoduše přinést dokumenty mimo soutěž. Tato výhoda mimochodem skutečně existovala, ale nyní byla oficiálně zrušena, stejně jako další preference pro medailisty a olympiády (s výjimkou, jak se zdá, vítězů ruských olympiád). To znamená, že to byla čistá iniciativa akademické rady. Je vidět, že teď je krize uchazečů a po fyzice netouží, na druhou stranu je to jedna z nejnormálnějších fakult s dobrou úrovní. Takže po opravě čtyřky bylo dítě v první řadě zapsaných ..

Tahala by dcera takovou práci sama?
Také se zeptala - stejně jako tátové jsem nedělal všechno sám.
Moje verze je tato. Všechno jste dělali sami, rozumíte tomu, co je na každé stránce napsáno a na jakoukoli otázku odpovíte – ano. Víte o regionu více než zdejší přítomní a známí – ano. Pochopil jsem obecnou technologii vědeckého experimentu od vzniku myšlenky po výsledek + vedlejší studie - ano. Odvedl skvělou práci, není pochyb. Předložila tuto práci na obecném základě bez protekce - ano. Chráněno - v pořádku. Porota je kvalifikovaná – není pochyb. Pak je to vaše cena studentské konference.

Jsem akustický inženýr, malá strojírenská firma, vystudoval jsem systémové inženýrství v letectví, studoval jsem i později.

© Lepers MishaRappe

• je zakázáno létat rychlostí vyšší než 160 kilometrů za hodinu (mluvíme o papírovém letadle!);
• přípustná hmotnost zařízení by neměla přesáhnout 24 kilogramů (vidíte často taková papírová letadla?);
• Letadlo nesmí stoupat nad 120 metrů (pamatujte, že maximální poloměr letu Power Up 3.0 je 50 metrů).

Oni to ani neumí

Zde jsou některé další záznamy o stavbě papírových letadel

Světový rekord v nejdelší době letu papírového letadla je 27,6 sekund (viz výše). Vlastní Ken Blackburn ze Spojených států amerických. Ken je jedním z nejznámějších modelářů papírových letadel na světě.

Světový rekord v nejdelším letu papírového letadla je 58,82 m. Výsledek stanovil Tony Flech z amerického státu Wisconsin 21. května 1985 a jde o světový rekord.

Papírové letadlo s největším rozpětím křídel 12,22 m postavili studenti Fakulty letectví a raketového inženýrství na Delft University of Technology v Nizozemsku. Start se uskutečnil v interiéru 16. května 1995. Model spouštěl 1 člověk, letadlo letělo 34,80 m z třímetrové výšky. Letadlo mělo podle pravidel uletět asi 15 metrů. Nebýt omezeného prostoru, doletěl by mnohem dál.

Dr. James Porter, lékařský ředitel robotické chirurgie ve Švédsku, složil malé papírové letadlo pomocí robota da Vinci a ukázal, jak toto zařízení poskytuje chirurgům větší přesnost a obratnost než stávající nástroje.

Sotva si pamatuješ moji adresu na obálce, samozřejmě,
A já jsem tvůj - pamatuji si zpaměti ... I když by se zdálo - proč?
Nedal jsi slib, že budeš psát, a dokonce si pamatovat,
Krátce přikývli: "Ahoj," a zamávali mi.

Dokončím svůj dopis, složím své papírové letadlo
A o půlnoci vyjdu na balkon a nechám ho létat.
Nech to letět tam, kde ti chybím, neroníte slzy,
A chřadnouc v osamění, nebijte ryby na ledě.

Jako v rozbouřeném moři s jednoduchou skořápkou
Můj bělokřídlý ​​pošťák pluje v půlnočním tichu.
Jako sténání zraněné duše, jako tenký paprsek křehké naděje,
Což je tolik let svítí na mě den i noc.

Nechte v noci bubnovat šedý déšť na střechy města,
Letí papírové letadlo, protože u kormidla je pilotní eso,
Nese dopis a v tom dopise jsou jen tři drahocenná slova,
Pro mě šíleně důležité, ale pro vás bohužel ne.

Zdánlivě jednoduchá cesta – od srdce k srdci, ale je to tak
To letadlo už po mnohonásobně zanese vítr někam...
A ty, když jsi nedostal dopis, vůbec nebuď smutný,
A nebudeš vědět, že tě miluji... To je vše...

© Alexander Ovchinnikov, 2010

Nebo čarodějnice