Выявление причин, влияющих на полет бумажного - Ya

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №104 им. М. Шаймуратова
Демского района городского округа
город Уфа Республики Башкортостан
Научно - исследовательская работа
Тема: «От чего зависит дальность и скорость полёта
бумажного самолётика? »
Выполнил ученик 3 В класса
МБОУ СОШ № 104 им. М Шаймуратова
Кузьменко Илья
Научный руководитель :
Хайрутдинова Лариса Владимировна
Уфа - 2014
1
Акутальность:
Актуальность этой темы на первый взгляд не очевидна и не понятна. Ведь что
такое по сути бумажные самолетики? Это игрушка, которую может сделать
каждый школьник из бумаги. Но не каждый школьник задумывается, почему
летит этот бумажный самолетик и может ли он лететь быстрее и дальше? Или
дольше оставаться в воздухе. А я решил раскрыть в своем исследовании
подробно и детально изучить факторы, влияющие на полет бумажного
самолетика, его историю и важность, а так же узнать и попробовать опытным
путем способы улучшения летных характеристик бумажного самолетика.
Название темы:
Название темы исследования должно раскрывать его основную суть и тут я
решил пойти простым путем. Чтобы раскрыть всю важность и значимость в
нашей жизни, такой вроде бы простой вещи как бумажный самолетик, я выбрал
тему : «От чего зависит дальность и скорость полёта бумажного самолётика? »,
которая наиболее точно и с наибольшей полнотой раскроет ответы на вопросы,
которые я поставил себе, начав это исследование.
Исследование было разделено мною на несколько пунктов:
1. Узнать подробнее историю возникновения бумажных самолетиков и причины.
2. Подробно изучить информацию о бумажных самолетиках от момента их
возникновения и до наших дней.
3. Узнать типы конструкций, материалов, и сферы использования бумажных
самолетиков.
4. Выявить причины, влияющие на полет бумажного самолетика.
5. Проверить выявленные причины опытным путем (провести ряд экспериментов
с самолетиком в разных условиях и из разного материала)
6. Подвести итоги моей исследовательской работы и сделать выводы, которые я
выявил, выполнив эту исследовательскую работу.
Бумажный самолетик – история до наших дней.
Многие из нас видели, а может и делали бумажные самолетики и запускали
их,
глядя,
как
они
парят
в
воздухе.
А задумывались ли вы, кто первым создал бумажный самолет и зачем?
Сегодня бумажные самолеты делают не только дети, но и серьезные
авиастроительные
компании
инженеры
и
дизайнеры.
Как, когда и для чего использовались и до сих пор используются бумажные
самолетики,
я
постараюсь
раскрыть
в
этом
исследовании.
Первый бумажный самолетик был создан около 2 000 лет назад.
2
Считается, что первыми, кто придумал делать самолетики из бумаги, были
китайцы, которые также увлекались созданием летающих змеев из
папируса.
Использовать бумагу для полетов решили и братья Монгольфье - ЖозефМишель и Жак-Этьенн. Именно они изобрели воздушный шар и использовали
для этого бумагу. Произошло это в 18-м веке.
Леонардо да Винчи - величайший художник и гениальный ученый при
изобретении орнитоптера (летательного аппарата) использовал бумагу.
3
В своем стремлении построить первый летательный аппарат, способный
перевозить человека, братья Райт использовали бумажные самолеты и крылья в
аэродинамических туннелях.
В наши дни бумажная авиация, или аэрогами, получила мировую
известность. Каждый человек знает, как сложить элементарный самолетик и
запустить его. Но на сегодняшний день это уже не просто забава для одного или
двух человек, а серьезное увлечение, по которому проводятся соревнования по
всему миру
Red Bull Paper Wings – пожалуй, самое грандиозное соревнование
«бумажных авиаторов» в мире. Участники традиционно соревнуются в трех
категориях: «Дальность полета», «Длительность полета» и «Аэробатика».
Дистанция полета измеряется от точки отрыва самолета от руки спортсмена
до точки первого касания земли. Нынешний рекорд дальности полета бумажного
самолетика был поставлен в 1985 году. Самолет Тони Фелча Nemesis преодолел
дистанцию 58,82 метра.
Современный рекорд 27,6 секунды был установлен в 1998 году в США.
Автор рекорда, Кен Блэкберн, – настоящий фанат «бумажной авиации», автор
ряда оригинальных конструкций и множества книг по моделированию.
Выявление причин, влияющих на полет бумажного самолетика
Выявим причины, которые могут повлиять на дальность и скорость полета
бумажного самолетика. А их как оказывается достаточно много.
Одна из таких причин естественно вид бумаги. При складывании бумажного
самолетика можно использовать различную бумагу: офисную формата А4,
газетную, из обычного альбома и пр. пр.. Все эти виды бумаги разнятся по своим
физическим свойствам. Так, например, газетная бумаг довольно тонкая и имеет
небольшую плотность и как следствие легкий вес.
4
Казалось бы, это плюс для нашего бумажного самолетика, но есть и
минусы: из-за низкой плотности бумаги - она очень гибкая и соответственно
самолетик из такой бумаги будет иметь неустойчивую конструкцию. Офисная
бумага или ватман имеют в сравнении с газетной, значительно большую
плотность и жесткость. Офисная бумага тоньше ватмана и поэтому весит легче,
но она лучше сохраняет форму при конструировании бумажного самолетика.
Альбомный лист так же толще и плотнее по консистенции, чем газета, но всетаки мягче, чем офисная и не такой плотности.
Есть еще факторы, влияющие на полет бумажного самолетика и следующая
это – конструкция самого бумажного самолетика. Как я уже говорил ранее,
бумажные самолетики бывают тысячи видов и каждый имеет свойственные его
конструкции характеристики полета. Основными отличиями в конструкции
можно назвать такие моменты: площадь крыла, его размах, форма крыла и
самолетика (остроносые с узкими крыльями или более широкими). Как мы
помним, на наш бумажный самолетик влияют те же силы что и на настоящий.
Исходя из это можно сделать умозаключение, что самолет с широкими крыльями
и профилем будет дольше держаться в воздухе, так как благодаря большей
площади крыльев у него будет большая подъемная сила.
Помимо основных факторов: формы, веса, размера, прочности, существуют
еще масса причин, которые могут повлиять на полет самолетика. Это такие
факторы как, например погодные условия: сильный ветер, снег, дождь,
температура воздуха, атмосферное давление. Естественно, что при сильном ветре
наш бумажный самолетик далеко не улетит, его просто сдует. А при сильном
дожде он моментально промокнет или даже если дождь крупный, то его просто
собьет.
В своей исследовательской работе при проведении опытов я решил изучать
влияние основных факторов (форма, тип конструкции, тип материала).
Поэтому опытный процесс я разделил на 3 опыта, это опыт с самолетиками
из одинакового материала, но разной формы, самолетиками одинаковой формы,
5
но разного материала, и 3й – самолетики разного размера из одинакового
материала и одинаковой формы.
 ОПЫТ №1
Опыт с самолетиками из разного материала, одинаковой формы и размера.
В опыте я использовал стандартную конструкцию бумажного самолетика.
Это самая распространенная конструкция.
6
Второй самолетик был аналогичной конструкции и размеров, но уже из газетной
бумаги.
Сборка обоих самолетиков не составила труда и не заняла много времени, так как
конструкция довольно проста.
После сборки я вышел на улицу, погода была с минимальными факторами
влияния на полет самолетика, безветренно, без осадков.
Запуск производил с руки, с небольшого размаха.
В результате запуска по опыту №1 получились следующие результаты:
Первым запускался самолетик из офисной бумаги,
полета составила 9.5метра. Полет шел почти по прямой, без отклонений и по
курсу.
7
Следующим запускался самолетик из газетной бумаги. Дальность полета
составила 7.2 метра, но из - за мягкости конструкции самолет летел неуверенно ,
даже в почти безветренную погоду и пролетел меньше своего собрата из офисной
бумаги. То есть, очевидно, что бумага сыграла главную роль в дальности полета.
И есть еще один момент опять же из за плотности офисной бумаги при
приземлении самолетик почти не повредился, из газетной же бумаги деформировалась носовая часть и уже при последующих запусках полет был
короче и почти сразу самолет ушел в пике (Пике, пикирование — угловое
движение летательного аппарата или судна относительно главной поперечной оси
инерции.
Опыт №2
Опыт с 2 самолетиками из одинакового материала (офисная бумага) разной
конструкции.
Первым самолетиком я использовал самолетик из 1 опыта из офисной
бумаги, а значит, собирать его мне не пришлось.
Второй же самолетик был более сложной конструкции, и так как я
его собирал впервые, он у меня получился с 3-4 раза. Отмечу, что в конструкции
появились дополнительные стабилизаторы спереди и крен-стабилизаторы на
крыльях (на настоящих самолетах обеспечивает устойчивость курса и
увеличивает дальность полета у планеров.)
8
Результаты опыта №2 были таковы:
Первый самолетик из офисной бумаги и стандартной конструкции пролетел
почти то- же расстояние, что и в первом опыте, 8.6 метра. Траектория полета так
же была почти прямой. Со вторым самолетиком было уже не так все просто, он
пролетел значительно меньше – 6 метров. Но стоит отметить, что из - за
особенности конструкции он летел по спиральной траектории и пробыл по
времени ощутимо дольше в полете.
Опыт №3
Опыт с самолетиками разного размера из одинакового материала и
одинаковой формы.
Сборку я производил только для 2го самолетика- меньшего размера. Первым
использовал все тот же самолетик из опыта №1 из офисной бумаги. Проблем со
сборкой у меня не возникло, так как конструкция была мне известна, только
более меньшего размера ( половина листа формата А4)
Результаты опыта №3 были таковы:
Самолет большего размера из опыта №1 пролетел 9 метров (что близко к
результатам этого самолетика в предыдущих опытах). Траектория полета так же
была почти прямой без сильных отклонений по курсу.
Второй самолетик в 2 раза меньший размерами пролетел 6.5 метров.
Траектория пролегла по дуге. Изменение траектории очевидно возникло из-за
уменьшения размера, самолетик стал более легким и стал сильнее подвержен
погодным факторам - легкому ветерку.
9
Выводы по проделанной исследовательской работе.
Исходя из проделанной мною исследовательской работы, я сделал такие
выводы. Самолётик это не только детская забава, но и вид спорта и серьёзная
помощь учёным и дизайнерам самолётов в изучении аэродинамики и
конструирования самолётов. А далеко в прошлом это настоящий научный
прорыв. Мир аэрогами очень сложен , хитёр и красив. Ведь, чтобы собрать даже
самый обычный самолётик нужно умение и терпение. А исходя из опытов, что я
проделал, можно сказать, что на полёт самолётика влияют все ниже
перечисленные факторы это: и материал из которого сделан самолёт, и форма, и
размер, и окружающие условия.
10