Моя аэродинамическая модель представляет часть крыла

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 12 МО «Ахтубинский район»
пос. Верхний Баскунчак
адрес сайта http://30vbask.edusite.ru e-mail: [email protected]
Исследовательская работа
ПОЧЕМУ САМОЛЕТЫ ЛЕТАЮТ?
Автор
ученик 1 А класса
Логинов Даниил
Руководитель
учитель начальных классов
Володина О.Е.
2014 год
Оглавление
Стр.
I.
Введение ………………………………………………
3
II.
Из истории авиации. …………………………………
1. Мечты воплощаются в реальность. ……………
2. Первые летательные аппараты. …………………
3
3
4
III.
Принципы полета самолетов. ……………………...
1. Законы аэродинамики. …………………………..
2. Управление самолетом. ………………………….
IV.
Практическая часть. Изготовление аэродинамических моделей. …………………………………………
1. Модель крыла самолета. ………………………….
2. Модель винта вертолета. ………………………….
5
5
6
V.
Заключение. ………………………………………….
7
VI.
Список литературы и интернет-источники …………
8
4
4
5
Стр. 2
Введение.
I.
Увидеть Землю с высоты птичьего полета было всегда одним из самых сильных желаний человечества. Миллионы неудачных попыток, которые закончились трагически,
тысячи идей, которые так и не реализовались, и лишь десятки разработок, которые
стали реальностью в виде дельтапланов, аэропланов и самолетов.
А Вы когда-нибудь летали? Я нет, но очень мечтаю об этом. Мне очень нравятся самолеты. Они такие огромные, мощные птицы неба. Однако не все знают, почему
все-таки такая тяжелая машина поднимается в небо, да еще и летит?
Гипотеза: самолет поднимает вверх какая-то сила.
Целью моего проекта является изучение принципа полета самолета.
Объектом моего исследования будет аэродинамическая модель.
Чтобы ответить на вопрос «Почему самолеты летают?» я с мамой прочитал специальные книги, а также мы нашли и прочитали в интернете статьи про самолеты. Модели самолетов мы делаем на занятиях кружка «Начальное техническое моделирование»
в школе с Владимиром Викторовичем Гуцулом. Также всем классом мы ездили в музей ГЛИЦ им В.П. Чкалова, где узнали много интересного про самолеты и работу летчиков этого испытательного центра. Также мы увидели настоящие самолеты, посидели в кабине пилота, примерили шлем пилота, в общем, почувствовали себя настоящими летчиками.
В процессе моего исследования я узнал следующее.
II.
Из истории авиации.
1. Мечты воплощаются в реальность.
Люди многие тысячелетия пытались научиться летать подобно птицам.
Древний миф рассказывает об отважном Икаре, покорившем небо на самодельных
крыльях. Икар погиб, но мечта толкала людей на новые эксперименты.
С изобретением воздушного шара братьями Жозефом и Этьеном Монгольфье и
дирижабля А. Жиффаром был сформулирован один из принципов воздухоплавания:
стань легче воздуха - и ты взлетишь. Но ведь птицы - тяжелее воздуха. Каким образом
летают они? Много лет шли расчеты и проектирование настоящих летательных аппаратов тяжелее воздуха, где подъемная сила создавалась за счет обтекания воздухом
крыла, подобно птичьему.
Стр. 3
2. Первые летательные аппараты.
Первые чертежи аппаратов, похожих на птичьи крылья, нам оставил знаменитый
художник и ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи.
В 1890 г. немецкий инженер Отто Лилиенталь построил первый планер - легкий
самолет без мотора. Каркас он сделал из легких ивовых прутьев и обтянул его плотным полотном.
17 декабря 1903 г. в Америке поднялся в воздух первый аэроплан "Флайер-1".
Эту машину, похожую на летающего змея, создали братья Уилберт и Орвилл Райт.
Братья в своей велосипедной мастерской в свободное время мастерили планеры. Однажды им в голову пришла мысль оснастить один из планеров мотором от мотоцикла.
Так и был изобретен самолет.
III.
Принципы полета самолетов.
1. Законы аэродинамики.
Современный самолет - летательный аппарат, предназначенный для полетов в
атмосфере с помощью силовой установки, создающей тягу и неподвижного относительно других частей аппарата крыла, создающего подъемную силу. Самолеты работают, опираясь на основы аэродинамики - науки, изучающей взаимодействие воздушной массы с телами, которые в ней передвигаются.
Все самолеты оснащены мощными двигателями, которые и обеспечивают работу и движение самолета. Если самолеты небольших размеров, они оснащены поршневыми двигателями, которые вращают воздушные винты и за счет этого самолет летит
по воздуху. В больших же самолетах установлены реактивные двигатели, в которых
мощная воздушная струя направлена в противоположную сторону движения.
Во время движения воздух проходит над и под крылом самолета. Крылья у самолета снизу плоские, а сверху закругленные. Огибая крыло с двух сторон,
воздух разделяется - над закругленной
поверхностью крыла воздух проходит
быстрее, чем под плоской нижней частью. Воздух сверху становится разряженным, давление его становится
меньше, чем воздух внизу крыла, и благодаря этому крыло стремиться подняться вверх. Таким образом, неравное
Рисунок 1
Стр. 4
давление воздуха, возникающее благодаря форме крыльев самолета, порождает силу,
которая называется подъемной. Благодаря этой силе самолет может летать.
2. Управление самолетом.
Управление самолетом также
происходит за счет силы движущегося воздуха. Каждый самолет оснащен
системой специальных движущихся
закрылков, которые находятся в хвосте и крыльях самолета. Они работают по принципу рулевого управления.
Чтобы спуститься ниже, пилот закрылки опускает вниз, чтобы повернуть – изменят направление закрылков на крыльях и на хвосте. Без движения самолет упадет на землю, поэтому он постоянно находится в движении. Поэтому без двигателей самолеты не смогли бы летать из-за отсутствия тяги. А перед подъемом в воздух самолет сначала быстро мчится по земле, чтобы оторваться от поверхности.
Рисунок 2
IV.
Практическая часть. Изготовление аэродинамических моделей.
Следующей частью моего исследования было изготовление и испытание аэродинамических моделей.
1. Модель крыла самолета.
Проделаем первый опыт.
Чтобы наглядно показать, как воздух действует на крыло самолета, я изготовил
аэродинамическую модель крыла. Это коробочка с окошком, на лицевой стороне которой показано направление воздуха. У меня есть прозрачный шаблон аэродинамической модели. Из него я делаю часть крыла самолета. Просовываю леску через отверстие, сделанное в основании коробки, через отверстия в аэродинамической модели,
через отверстие вверху коробки. Леска должна быть туго натянута. Аэродинамическая модель готова. Располагаю фен параллельно коробке и направляю поток воздуха
вдоль него.
Стр. 5
Моя аэродинамическая модель представляет часть крыла демонстрирует принцип полета самолета. Благодаря особой форме крыла, поток воздуха, проходящего
сверху, усиливается в то время, как скорость воздуха проходящего снизу, остается
неизменной. Разница в скорости создает довольно высокое давление под аэродинамической моделью крыла и поднимает ее.
2. Модель винта вертолета.
Проделаем второй опыт.
Для данного опыта мне понадобился вал пропеллера и лопасть пропеллера. Я
прикрепил вал к лопасти пропеллера и вкрутил его. Чтобы заставить пропеллер лететь
удерживаю вал между ладонями. Раскручиваю вал, скользя правой рукой впередназад. Затем, при движении правой рукой вперед, отпускаю пропеллер. Пропеллер
взлетает вверх как вертолет.
Когда я вращаю пропеллер, увеличивается скорость воздуха, который проходит
поверх пропеллера. В результате этого давление воздуха падает. Разница в давлении
между верхней и нижней поверхностями пропеллера создает силу, которая поднимает
пропеллер.
Данный опыт показывает принцип полета вертолета. Самолет держит в воздухе
крыло, а у вертолета эту функцию выполняет винт большого диаметра.
Рисунок 3
Стр. 6
V.
Заключение.
Как итогом проделанной работы, я бы хотел прочитать стихотворение К. Маркариана « Почему летают самолеты».
Почему летают самолеты?
Крыльями не машут, но летят?
Как они так держатся в полете?
- Потому что падать не хотят?
А серьёзно – крылья самолетов,
Как и вертолетные винты,
Выполняют главную работу,
Поднимая тяжесть от земли.
Крылья, присмотритесь, они – с горбинкой,
Выпуклые – это неспроста,
Чтобы воздух обтекал их спинки –
Так лишь покорится высота.
Чтобы самолет взлетал с разгона,
Как пушинка, как воздушный змей,
Скорость надо выжать для подъема,
Воздух снизу копится плотней.
А над крыльями он легче станет –
Самолет и устремится вверх,
Как на горку. В облаках растает,
Довезет он нас быстрее всех…
В результате работы над проектом подтвердилась моя гипотеза: что на самолет действует какая-то сила. Теперь я знаю, что это аэродинамическая сила, и как она образуется. Работать над проектом мне понравилось. Думаю, что продолжу эту работу, чтобы узнать, почему движется автомобиль, и плавает корабль?
Стр. 7
VI.
Список литературы и интернет-источники:
1. Артемова О.В., Гальперштейн Л.Я., Дыгало В.А. и др. Открытия и изобретения/Науч.-поп.издание для детей./ О.В.Артемова, Л.Я.Гальперштейн,
В.А.Дыгало, Ю.М.Калинина, О.И.КорчагинаЮ, И.В.Кудишин, А.Мартынов,
К.А.Порцевский, Т.В.Сидорина, С.Д. Транковский, С.Л.Федосеев,
В.Г.Шимановский, И.П.Шмелев, Ю.В.Шокарев, Л.М.Шугуров, Ю.В.Шуйская, М.:ЗАО "РОСМЭН-ПРЕСС", 2013. - 96 с. - (Детская энциклопедия РОСМЭН)
2. Маркуша А.М. Самолет вчера и сегодня/ А.М.Маркуша – М.: Малыш, 1991
3. http://navopros.ru/aviation/pochemu-samolety-letayut рисунок 1
4. http://otvet.mail.ru/question/92414496 рисунок 3
5.
Стр. 8
Приложение 1.
Стр. 9