Исследовательская работа «Мой бумажный самолетик отправляется в полет. Интересные факты про бумажные самолетики

Палкин Михаил Львович

Самолёты из бумаги – хорошо всем нам известная поделка из бумаги, которую умеет делать практически каждый. Или умел делать раньше, но немного забыл. Не беда! Ведь сложить самолёт можно в течение нескольких секунд, вырвав лист из обычной школьной тетради.
Одна из главных проблем бумажного самолёта - малое время полёта. Поэтому хочется узнать, зависит ли продолжительность полёта от его формы. Тогда можно будет посоветовать одноклассникам сделать такой самолёт, который побьёт все рекорды.

Объект исследования

Бумажные самолёты разных форм.

Предмет исследования

Продолжительность полёта бумажных самолётов разных форм.

Гипотеза

Если менять форму бумажного самолёта, то можно увеличить продолжительность его полёта.

Цель

Определить модель бумажного самолёта с наиболее продолжительной длительностью полёта.

Задачи

Выяснить, какие формы бумажного самолёта существуют.
Сложить бумажные самолёты по различным схемам.
Определить, зависит ли продолжительность полёта от его формы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Исследовательская работа члена научного общества «Умка» МОУ «Лицей №8 г.Новоалтайска » Палкина Михаила Львовича Научный руководитель Овсепян Гоар Матевосовна

Тема: «Мой бумажный самолёт отправляется в полёт!» (зависимость продолжительности полёта бумажного самолёта от его формы)

Актуальность выбранной темы Самолёты из бумаги – хорошо всем нам известная поделка из бумаги, которую умеет делать практически каждый. Или умел делать раньше, но немного забыл. Не беда! Ведь сложить самолёт можно в течение нескольких секунд, вырвав лист из обычной школьной тетради. Одна из главных проблем бумажного самолёта - малое время полёта. Поэтому хочется узнать, зависит ли продолжительность полёта от его формы. Тогда можно будет посоветовать одноклассникам сделать такой самолёт, который побьёт все рекорды.

Объект исследования – бумажные самолёты разных форм. Предмет исследования – продолжительность полёта бумажных самолётов разных форм.

Гипотеза Если менять форму бумажного самолёта, то можно увеличить продолжительность его полёта. Цель Определить модель бумажного самолёта с наиболее продолжительной длительностью полёта. Задачи Выяснить, какие формы бумажного самолёта существуют. Сложить бумажные самолёты по различным схемам. Определить, зависит ли продолжительность полёта от его формы.

Методы: Наблюдение. Эксперимент. Обобщение. План исследования: Выбор темы – май 2011 г. Формулирование гипотезы, цели и задач – май 2011 г. Изучение материала – июнь – август 2011г. Проведение опытов – июнь-август 2011 г. Анализ полученных результатов – сентябрь-ноябрь 2011 г.

Существует множество способов сложить бумагу, чтобы получился самолётик. Какие-то варианты достаточно сложны, а какие-то просты. Для каких-то лучше использовать мягкую тонкую бумагу, а для каких-то наоборот более плотную. Бумага податлива и в то же время обладает достаточной жёсткостью, сохраняет заданную форму, благодаря чему делать из неё самолётики проще простого. Рассмотрим простой вариант бумажного самолётика, который известен каждому.

Самолетик, который многие называют «муха». Легко сворачивается, летит быстро и далеко. Конечно, чтобы научиться его правильно запускать, придется немного потренироваться. Ниже ряд последовательных рисунков покажет вам, как сделать самолет из бумаги. Смотрите и пробуйте делать!

Сперва согните лист бумаги ровно пополам, затем отогните один из его уголков. Теперь уже не трудно, согнуть таким же образом и вторую сторону. Сгибаем, как показано на рисунке.

Сгибаем уголки к центру, оставив между ними небольшое расстояние. Сгибаем уголок, закрепляя тем самым углы фигуры.

Согнем фигуру пополам Отогнем «крылья», ровняя по низу фигуры с обеих сторон Ну вот теперь вы знаете, как сделать оригами самолет из бумаги.

Существует и другие варианты сборки летающей модели самолета.

Сложив бумажный самолетик, можно раскрасить его цветными карандашами, приклеить опознавательные знаки.

Вот, что получилось у меня.

Чтобы выяснить, зависит ли продолжительность полета самолёта от его формы, попробуем запустить разные модели по очереди и сравнить их полёт. Проверено, летает замечательно! Иногда при запуске, он может лететь « носом вниз», но это поправимо! Просто слегка загните кончики крыльев вверх. Обычно полет такого самолетика состоит из быстрого взмывания вверх и пикирования вниз.

Одни самолетики летят прямолинейно, другие же по какому-нибудь извилистому пути. Самолеты для максимально длительных полетов имеют большой размах крыльев. Самолеты, по форме напоминающие дротик – они такие же узкие и длинные – летят с большей скоростью. Такие модели летают быстрее и стабильнее, их проще запускать.

Мои открытия: 1. Моим первым открытием стало то, что он действительно летает. Не беспорядочно и криво, как обычная школьная игрушка, а прямо, быстро и далеко. 2. Второе открытие - то, что сложить бумажный самолётик не так просто, как кажется. Действия должны быть уверенными и точными, сгибы – идеально прямыми. 3 . Запуск на открытом воздухе отличается от комнатных полётов (ветер либо мешает, либо помогает ему в полёте). 4 . Главное открытие - продолжительность полёта существенно зависит конструкции самолётов.

Используемый материал: www.stranaorigami.ru www.iz-bumagi.com www.mykler.ru www.origami-paper.ru Спасибо за внимание!

Научная историко-исследовательская работа
Выполнила:ученица 11 класса Зарипова Рузиля
Научный руководитель:Сарбаева А.А.
МБОУ СОШ с.Красная Горка

Введение

Даже самая простая модель самолета - это самолет в миниатюре со всеми его свойствами. Многие известные авиаконструкторы начинали с увлечения авиамоделизмом. Чтобы построить хорошую летающую модель, нужно немало потрудиться. Все люди когда-нибудь делали бумажные самолетики и запускали их в полет. Бумажные самолетики получают популярность во всем мире. Это привело к введению нового термина аэрогами. Аэрогами – современное название изготовления и запуска бумажных моделей самолетов, одно из направлений оригами (японского искусства складывания бумаги).
Актуальность этой работы обусловлена возможностью использовать полученные знания для проведения уроков в начальных классах с целью вызвать интерес у учащихся к миру авиации и выработать необходимые качества и умения использовать творческий опыт и знания в изучении и развитии авиации.
Практическая значимость определяется возможностью провести мастер-класс по складыванию бумажных самолетиков разных моделей у учителей начальных классов, а также возможностью провести соревнования среди учащихся.
Объектом исследования являются бумажные модели самолетов.
Предметом исследования является возникновение и развитие аэрогами.
Гипотезы исследования:
1) бумажные модели самолетов являются не только забавной игрушкой, а чем-то, более важным для мирового сообщества и технического развития нашей цивилизации;
2) если при моделировании изменять форму крыла и носа бумажного самолетика, то может измениться дальность и продолжительность его полета;
3) наилучших скоростных характеристик и устойчивости полёта достигают самолеты с острым носом и узкими длинными крыльями, а увеличение размаха крыльев позволяет существенно увеличить время полёта планера.
Цель исследования: проследить историю развития аэрогами, узнать какое влияние оказывает это увлечение на общество, какую помощь оказывает бумажная авиация в технической деятельности инженеров.
В соответствии с поставленной целью нами были сформулированы следующие задачи :

Изучить информацию по данной проблеме;
Ознакомиться с различными моделями бумажных самолетов и научиться их выполнять;
Изучить дальность и время полета разных моделей бумажных самолетов.

Аэрогами – бумажная авиация

Аэрогами берет свое начало из всемирно известного оригами. Ведь основные приемы, техника, философия идут от него. Датой создания бумажных самолётиков следует признать 1909 год. Тем не менее, наиболее распространённая версия времени изобретения и имени изобретателя - 1930 год, Джек Нортроп -основатель компании Lockheed Corporation.

Нортроп использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов. Он сконцентрировался на разработке «летающих крыльев», которые он считал следующим этапом развития авиации. 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. Чемпионат дебютировал в Австрии в мае 2006 года, приняли участие спортсмены из 48 стран. Количество участников отборочных туров, проводящихся по всему миру, превысило 9500 человек. Участники традиционно соревнуются в трех категориях: «Дальность полета», «Длительность полета» и «Аэробатика».

Кен Блэкберн – мировой рекордсмен по запуску самолетиков

Имя Кена Блэкберна известно всем фанатам бумажной авиации и это неудивительно, ведь он создал модели, которые били рекорды по дальности и времени полета, рассказал о том, что маленький самолетик – это точная копия большого и что на нее действуют те же законы аэродинамики, что и на настоящие. Мировой рекордсмен Кен Блэкберн впервые познакомился с конструкцией квадратных бумажных самолетиков в возрасте всего 8 лет во время посещения любимой авиационной секции. Он заметил, что самолеты с большим размахом крыла летают лучше и выше обычных самолетов-дротиков. К неудовольствию школьных учителей, юный Кен экспериментировал с конструкцией самолетиков, посвящая этому массу времени. В 1977 году он получил в подарок Книгу рекордов Гиннесса и твердо решил побить действующий 15-секундный рекорд: его самолеты иногда находились в воздухе больше минуты. Путь к рекорду не был легким.
Блэкберн изучая авиацию в университете Северной Каролины, пытался достичь поставленной цели. К тому времени он понял, что результат зависит больше от силы броска, чем от конструкции самолета. Несколько попыток вывели его результат на уровень 18,8 с. К тому времени Кену уже стукнуло 30. В январе 1998-го Блэкберн открыл Книгу рекордов и обнаружил, что был сброшен с пьедестала парой британцев, показавших результат 20,9 с.
Такого Кен допустить не мог. На этот раз в подготовке авиатора к рекорду участвовал настоящий спортивный тренер. Кроме того, Кен испытал множество конструкций самолетов и выбрал лучшие из них. Результат последней попытки оказался феноменальным: 27,6 с! На этом Кен Блэкберн решил остановиться. Даже если его рекорд будет побит, что рано или поздно должно случиться, свое место в истории он заработал.

Какие силы действуют на бумажный самолет

Почему же летают аппараты тяжелее воздуха - самолеты и их модели? Вспомните, как ветер гонит листья и бумажки вдоль улицы, поднимает их вверх. Летящую модель можно сравнить с предметом, гонимым потоком воздуха. Только воздух здесь неподвижен, а модель мчится, рассекая его. При этом воздух не только тормозит полет, но при определенных условиях создает подъемную силу. Посмотрите на рисунок 1(приложение). Здесь показано сечение крыла самолета. Если крыло будет расположено так, чтобы между его нижней плоскостью и направлением движения самолета был некоторый угол a (называемый углом атаки), то, как показывает практика, скорость потока воздуха, обтекающего крыло сверху, будет больше, чем его скорость снизу крыла. А по законам физики в том месте потока, где скорость больше, давление меньше, и наоборот. Вот почему при достаточно быстром движении самолета давление воздуха под крылом будет больше, чем над крылом. Эта разность давлений поддерживает самолет в воздухе и называется подъемной силой.
На рисунке 2(Приложение) показаны силы, действующие на самолет или модель в полете. Суммарное действие воздуха на летательный аппарат представляют в виде аэродинамической силы R. Эта сила является результирующей силой, действующей на отдельные части модели: крыло, фюзеляж, оперение и т. д. Направлена она всегда под углом к направлению движения. В аэродинамике действие этой силы принято заменять действием двух ее составляющих - подъемной силы и силы сопротивления.
Подъемная сила Y всегда направлена перпендикулярно направлению движения, сила сопротивления X - против движения. Сила тяжести G всегда направлена вертикально вниз. Подъемная сила зависит от площади крыла, скорости полета, плотности воздуха, угла атаки и аэродинамического совершенства профиля крыла. Сила сопротивления зависит от геометрических размеров поперечного сечения фюзеляжа, скорости полета, плотности воздуха и качества обработки поверхностей. При прочих равных условиях дальше летит та модель, у которой поверхность отделана более тщательно. Дальность полета определяется аэродинамическим качеством К, равным отношению подъемной силы к силе сопротивления, то есть аэродинамическое качество показывает, во сколько раз подъемная сила крыла больше силы сопротивления модели. В планирующем полете подъемная сила модели Y обычно равна весу модели, а сила сопротивления X в 10-15 раз меньше, поэтому дальность полета L будет в 10-15 раз больше высоты Н, с которой начался планирующий полет. Следовательно, чем легче модель, чем она тщательнее изготовлена, тем большей дальности полета можно достигнуть.

Экспериментальное исследование моделей бумажных самолетов в полете

Организация и методы исследования

Исследование проводилось в МБОУ СОШ с.Красная Горка.

В исследовании мы ставили перед собой следующие задачи :

Ознакомиться с инструкциями различных моделей бумажных самолетов. Узнать какие сложности возникают при сборке моделей.
Провести эксперимент, направленный на исследование бумажных самолетов в полете. Все ли модели одинаково послушны при запуске, какое время они проводит в воздухе и какова дальность их полета.

Комплекс методов и методик , которые мы использовали для проведения исследования:

Моделирование множества моделей бумажных самолетов;
Моделирование экспериментов по запуску моделей бумажных самолетов.

При проведении эксперимента мы наметили следующую последовательность действий :
1.Выбрать заинтересовавшие нас виды самолетов. Изготовить модели бумажных самолетов. Провести испытания самолетов в полете, с целью определения их летных качеств (дальности и точности в полете, времени в полете), способа запуска и простоты исполнения. Данные занести в таблицу. Выбрать модели, показавшие лучшие результаты.
2.Три из лучших моделей выполнить из различных сортов бумаги. Провести испытания, данные занести в таблицу. Сделать вывод, какая бумага лучше всего подходит для выполнения моделей бумажных самолетов.
Формы записей результатов исследования - данные эксперимента фиксировать в таблицах.
Первичная обработка и анализ и результатов исследования осуществлялась следующим образом:

Внесение полученных результатов эксперимента в соответствующие формы записей;
Схематическое,графическое, иллюстративное представление результатов(подготовка презентации).
Написание выводов.

Описание, анализ результатов исследования и выводы о зависимости длительности полета бумажного самолетика от модели и способа запуска

Эксперимент 1Цель: собрать информацию о моделях бумажных самолетов; проверить, насколько сложно собирать модели разных видов; проверить сделанные модели в полете.
Оборудование: офисная бумага, схемы сборки бумажных моделей самолетов, рулетка, секундомер, бланки для фиксирования результатов.
Место проведения: коридор школы.
После изучения большого количества инструкций моделей бумажных самолетов, мы выбрали пять, понравившихся мне моделей. Детально изучив инструкции к ним, мы выполнили эти модели из офисной бумаги формата А4. После выполнения этих моделей, мы провели их испытание в полете. Данные этих испытаний мы занесли в таблицу.

Таблица 1

	Название модели бумажного самолета	Рисунок модели	Сложность сборки модели(от 1 до 10 баллов)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета, с (наиб.)	Особенности при запуске
1	Основной дротик(Basic Dart)		3	6	0,93	Закручивается
2			4	8,6	1,55	Летит по прямой
3	Истребитель(Harrier Paper Airplane)		5	4	3	Плохо управляем
4	Сокол Ф-16(F-16 Falcon Paper Airplane)		7	7,5	1,62	Плохо планирует
5	Космический Шаттл(Space Shuttle Paper Airplane)		8	2,40	0,41	Плохо планирует

На основе данных этих испытаний мы сделали следующие выводы :

Собирать модели не так просто, как можно было подумать. При сборке моделей очень важно симметрично выполнять сгибы, это требует определенной сноровки и навыков.
Все модели можно разделить на два вида: модели, пригодные для запуска на дальность полета, и модели, которые хорошо себя показывают при запуске на длительность полета.
Лучше всех вела себя при запуске на дальность полета модель №2 Сверхзвуковой истребитель (Delta Fighter).

Эксперимент 2

Цель: сравнить, модели из какой бумаги показывают лучшие результаты по дальности полета, по времени полета.
Материалы: офисная бумага, тетрадные листы, газетная бумага, рулетка, секундомер, бланки для фиксирования результатов.
Место проведения : коридор школы.
Три лучшие модели мы выполнили из различных сортов бумаги. Провели испытания, данные занесли в таблицу. Сделали вывод, какую бумагу лучше всего использовать для выполнения моделей бумажных самолетов.

Таблица 2

	Сверхзвуковой истребитель(Delta Fighter)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета,с (наиб.)	Дополнительные замечания
1	Офисная бумага	8,6	1,55	Большая дальность полета
2	Газетная бумага	5,30	1,13
3	Тетрадный лист бумаги	2,6	2,64	Из бумаги в клеточку выполнять модель проще и быстрее;очень большое время полета

Таблица 3

	Сокол Ф-16(F-16 Falcon Paper Airplane)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета,с (наиб.)	Дополнительные замечания
1	Офисная бумага	7,5	1,62	Большая дальность полета
2	Газетная бумага	6,3	2,00	Плавный полет, хорошо планирует
3	Тетрадный лист бумаги	7,1	1,43	Из бумаги в клеточку выполнять модель проще и быстрее

Таблица 4

	Основной дротик(Basic Dart)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета,с (наиб.)	Дополнительные замечания
1	Офисная бумага	6	0,93	Большая дальность полета
2	Газетная бумага	5,15	1,61	Плавный полет, хорошо планирует
3	Тетрадный лист бумаги	6	1,65	Из бумаги в клеточку выполнять модель проще и быстрее;очень большое время полета

На основе данных, полученных в ходе эксперимента, мы сделали следующие выводы:

Из тетрадных листов в клеточку выполнять модели проще, чем из офисной или газетной бумаги, но при испытаниях они показывают не очень высокие результаты;
Модели, выполненные из газетной бумаги очень красиво летят;
Для получения высоких результатов по дальности полета больше подходят модели из офисной бумаги.

Выводы
В результате нашего исследования мы ознакомилась с различными моделями бумажных самолетов: они отличаются между собой сложностью складывания, дальностью и высотой полета, продолжительностью полета, что подтвердилось в ходе эксперимента. На полет бумажного самолета влияют различные условия: свойства бумаги, размер самолета, модель.. Проведенные эксперименты позволили выработать следующие рекомендации по сборке моделей бумажных самолетов:

Прежде, чем приступить к сборке модели бумажного самолета, нужно решить, какой вид модели нужен: для длительности или дальности полета?
Чтобы модель хорошо летала, сгибы нужно выполнять ровно, точно следовать размерам, указанным в схеме сборки,следить за тем, чтобы все сгибы выполнялись симметрично.
Очень важно, каким образом загнуты крылья, от этого зависит длительность и дальность полета.
Складывание бумажных моделей развивает абстрактное мышление человека.
В результате исследования мы узнали, что бумажные самолетики используются для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов.

Заключение
Данная работа посвящена исследованию предпосылок развития популярности бумажной авиации, значению оригами для общества, выявлению является ли бумажный самолетик точной копией большого, действуют ли на него те же законы аэродинамики, что и на настоящие самолеты.
В ходе эксперимента, выдвинутая нами гипотеза подтвердилась: наилучших скоростных характеристик и устойчивости полёта достигают самолеты с острым носом и узкими длинными крыльями, а увеличение размаха крыльев позволяет существенно увеличить время полёта планера.
Таким образом, наша гипотеза о том, что бумажные модели самолетов являются не только забавной игрушкой, а чем-то, более важным для мирового сообщества и технического развития нашей цивилизации, подтвердилась.

Список источников информации
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
Бумажные самолетики. – Москва // Новости космонавтики. – 2008 –735. – 13 c
Статья «Бумагия #2: Аэрогами», Принт Фан
http://printfun.ru/bum2

Приложение

Силы аэродинамики

Рис. 1. Сечение крыла самолета
Подъемная сила -Y
Сила сопротивления X
Сила тяжести - G
Угол атаки - a

Рис. 2. Силы, действующие на самолет или модель в полете

Творческие моменты

Делаю бумажный самолетик из офисной бумаги

Подписываю

Подготовка

Делаю бумажный самолетик из газеты

Делаю бумажный самолетик из тетрадного листка

Исследование(Слева секундомер)

Измеряю длину и записываю результаты в таблицу

Мои самолеты

Библиографическое описание: Акимов Н. В., Савельева Е. В. Исследовательский проект «Мой бумажный самолёт отправляется в полёт» // Юный ученый. 2018. №4. С. 93-95..04.2019).

В статье описывается проведение исследований для выбора модели бумажного самолёта и типа бумаги на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе.

Ключевые слова: бумажный самолёт, испытания, модели самолётов, лётные качества.

Одна из моих любимых игрушек - самолет. Как-то играя в самолёт, я захотел узнать о том: - кто придумал самолёт? - как сделать так, чтобы бумажный самолет летел дольше и дальше? Я решил разобраться в данных вопросах, а также выяснить, сколько всего моделей имеет бумажный самолёт, почему одна и та же модель летает по-разному?

Целью моей работы является:определение модели бумажного самолета, обладающей максимальной дальностью и длительностью полёта.

Для достижения данной цели были определены задачи:

– Изучить историю появления первых бумажных самолетов.

– Изучить возможные варианты конструирования самолетов из бумаги и отобрать модели для проведения испытаний.

– Провести испытания и проанализировать полет сконструированных моделей с целью выявления модели на самую длинную дистанцию и дальность полёта.

– Определить лучший тип бумаги для изготовления бумажных самолетов.

Объект исследования: бумажные модели самолётов.

После обсуждения возникших вопросов были выдвинуты гипотезы: возможно лётные характеристики самолёта зависят:

– от материала, из которого он сделан,

– от его формы,

– от способа его запуска.

Работа над проектом предполагала несколько этапов.

Первый этап: подготовительный, поиск информации.

За информацией я обратился к литературе, интернету.Яузнал много интересного о том, что существует множество вариантов складывания бумажных самолетов, что пускание самолетов - это целая наука. Родилась она очень давно, в 1930 году, когда Джек Нортроп, основатель компании Lockheed Corporation, использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов. А спортивные состязания по запусканию самолетов из бумаги проходят на мировом уровне. Придумал их британец Энди Чиплинг. Правила соревнований очень простые - три человека из команды состязаются по трем дисциплинам (дальность полета, время полета и аэробатика- зрелищное шоу).

А также я узнал о том, что в 2006 году впервые состоялся чемпионат мира по запусканию бумажных самолётиков! Я тоже решил провести исследования и сделать бумажный самолёт на самую длинную дистанцию и самый долгий полёт в воздухе.

Второй этап: исследовательский, проведение испытаний, фиксация результатов.

Итак, нужно изучить влияние формы самолёта на его лётные характеристики. Существует большое количество разнообразных схем создания бумажных самолётов. Я отобрал 4 модели самолёта(«Обычный», «Ястреб», «Быстрый», «Меченосец»). И началось их конструирование! После того, как самолёты были сделаны, я начал запускать каждую модель и определять лётные качества: дальность, длительность, плавность полета. Каждую модель запускал 3 раза, все результаты записывались на специальных бланках:

1. Модель «Обычный»

2. Модель «Ястреб»

Вывод: нет дальности. Модель показала самые низкие результаты.

3. Модель «Быстрый»

Вывод: дальность полёта хорошая. За счёт своей плавности самолёт летает долго. Самая лучшая модель.

4. Модель «Меченосец»

Вывод: плавность средняя, дальность средняя.

После проведённого исследования была определена лучшая модель самолёта по всем трем качествам - модель «Быстрый». Можно сделать вывод о том, что лётные характеристики самолёта действительно зависят от его формы. Таким образом, первая часть гипотезы подтвердилась.

Теперь нужно было определить лётные качества самолетов, сделанных из различной бумаги.Для проведения испытаний была выбрана: цветная бумага, бумага для принтера (офисная), бумага-калька.Была выбранамодель самолёта «Быстрый», и с ней проведены испытания. Запускали модель 2 раза.Врезультате исследований, можно сделать вывод о том, что самолеты, сделанные из разной бумаги, летают по-разному:

– из тонкой бумаги - плавнее.

Победил самолёт, сделанный из офисной бумаги, он пролетел 10 метров. Вторая часть гипотезы подтвердилась!

Определение влияния способа запуска на лётные качества самолета. Было опробовано множество способов:

– из-за головы-прямой рукой,

– из-за головы согнутой рукой,

– с сильным размахом,

– плавно.

Апробация способа запуска самолета длилась несколько дней. Мне помогали папа и младший брат. Запускали самолёты до тех пор, пока все не решили, что лучший способ таков:

– нужно запускать самолёт из-за головы, при этом смотреть вперед и немного вверх,

– движение руки должно быть плавным, но сильным,

– и самое главное - нужно вовремя разжать пальцы!

Третья часть гипотезы подтвердилась!

Таким образом,гипотеза подтвердилась полностью! Лётные характеристики самолёта зависят от его формы; материала, из которого он сделан, и способа его запуска!

В процессе работы я определил ещё несколько факторов, влияющих на полёт самолётика. Это:

– аккуратность складывания бумаги,

– место запуска (на улице и в помещении),

Третий этап: подготовка материала к презентации, создание книги схем моделей бумажных самолётов.

Своими знаниями я поделился с одноклассниками на внеклассном занятии, а потом выступил с презентацией проекта на окружной межшкольной конференции «Первые шаги в науку». Была создана книга, в которой я поместил схемы моделей и фотографии всех бумажных самолетов. Мой младший брат очень обрадовался, получив такой интересный, необычный подарок!

Практическая значимость данной работы заключается в том, что собранные материалы могут быть использованы учителями и учащимися на классных часах. Таким образом, поставленная цель достигнута, задачи исследовательской работы выполнены, выдвинутая проблема выяснена.

Литература:

«Самолёты. Узнай мир», Кацаф А. М., 2015.
«Энциклопедия самолётов. Всё о самолётах», Шпыркова Е., Качкаева В., изд. Проф-Пресс, 2014.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Бумажный самолётик.....

Ключевые слова: бумажный самолёт, испытания, модели самолётов, лётные качества .

Аннотация: В статье описывается проведение исследований для выбора модели бумажного самолёта и типа бумаги на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе.

Микостин Петр

Исследовательская работа ученика 8 класса " Исследование аэродинамики бумажного самолета"

Скачать:

Предварительный просмотр:

Открытые Ломоносовские чтения

Муниципальное Бюджетное общеобразовательное учреждение

Школа №6 им. М.В. Ломоносова с углубленным изучением отдельных предметов городского округа Самара

Секция «Физика»

Исследование аэродинамики бумажного самолета.

Самара 2017

Введение 2
Почему летает бумажный самолет 5
Практическая часть 6
Заключение 8
Литература 8

Введение

Одним из мои увлечений является изготовление поделок из бумаги моделей военной техники.

История изготовления из бумаги уходит корнями глубоко в прошлое. Расцвет изготовления бумажных поделок в России начинается после Второй Мировой Войны. В настоящее время любой желающий может изготовить, например, бумажный самолёт и запустить его. В России даже проводят турнир по запуску бумажных самолетиков «С мечтами детства в полет будущего».

У меня есть младший брат, ему очень нравиться делать и запускать бумажные самолеты, но он всегда огорчается, когда самолетик не долго парит в воздухе. Вот я и решил выяснить, почему бумажный самолетик может иметь разную дальность полета.

Цель: исследовать зависимость дальности, времени и высоты полёта бумажного самолёта.

Задачи:

1. Изучить литературу по данной теме

2. Выявить зависимость дальности, времени, скорости и высоты полёта бумажного самолёта от площади крыльев, угла наклона крыла конструкции и материала

Что держит самолет на воздухе

Самолеты, особенно вблизи, впечатляют своими габаритами и массой. Остается при этом не понятным, как такой громоздкий и тяжелый объект поднимается в небесную высь.

Крыло самолета, который взлетает, создает силу, толкающую его вверх, то есть, в небо. Она носит название подъемной силы самолета .

Подъемная сила состоит из двух оставляющих:

Одна основана на принципе Бернулли: если скорость движения потока жидкости или газа увеличивается, давление в потоке уменьшается.

Приложите лист бумаги ко рту коротким краем. Дальний край листа под действием силы тяготения опустится. Теперь сильно подуйте над верхней частью листа. Лист поднимается вверх.

Крыло самолета спроектировано таким образом, чтобы воздух, который проходит над ним, ускорялся по отношению к воздушному потоку, проходящему с низу. Более быстрый поток воздуха сверху от крыла снижает давление воздуха над крылом, и полученная в результате разница между этим низким давлением и более высоким давлением под крылом обеспечивает подъем самолета.

В дополнении к подъемной силе Бернулли существует так называемая реактивная подъемная сила. Третий закон Ньютона гласит, что на каждое действие есть равное ему противодействие.

Когда воздух проходит под крылом самолета под углом, направленным вверх (угол атаки). Этот воздух, двигаясь от передней кромки крыла к задней, толкается крылом вниз. Это действие. И на него непременно должно быть равное противодействие воздуха, толкающего по направлению вверх, так что крыло поднимается вверх. Для современных самолетов более 80% подъёмной силы обеспечивается реактивной подъемной силой и лишь менее 20% - силой Бернулли.

Если высунуть руку в окно, находясь в движущемся автомобиле, раскрыть ладонь по направлению движения и прижать пальцы друг к другу, немного задрав их вверх. Вы обязательно почувствуете, что поток воздуха толкает вашу руку вверх. Это и есть реактивная подъемная сила.

Когда самолет летит «вверх ногами» подъемная сила обеспечивается исключительно реактивной составляющей. Пилот в таком полете поднимает переднюю часть самолета, так чтобы крыло опять стало под углом вверх (угол атаки) и прибавляет газу, увеличивая скорость полета, чтобы компенсировать потерю подъемной силы Бернулли.

Полагаться исключительно на реактивную подъемную силу весьма опасно, поскольку она по своей природе не слишком стабильна. Возвращаясь к высунутой руке из окна автомобиля. Меняя направление ладони совсем чуть-чуть, направление силы набегающего потока меняется радикально.

Именно этой трудностью контроля над реактивной подъемной силой объясняется, почему большинство авиакатастроф случается на этапе взлета и посадки. Доля вертикальной тяги в результате воздействия подъемной силы при взлете и посадке выше, чем во время полета на высоте. Вот почему при приземлении авиалайнера иногда чувствуется, как его бросает из стороны в сторону.

За оконечностью крыла создается своего рода вытянутый вращающийся вихрь, который называют вихревым жгутом или шнуром.

Крыло при движении образует индуктивное сопротивление крыла, создавая вытянутый вращающийся вихрь, из-за перетекания потока воздуха через законцовку, с нижней на верхнюю поверхность крыла

Чем больше подъемная сила, тем больше сопротивление.

Законцовка крыла может быть видоизменена. Она не только не будет способствовать перетеканию, но может стать преградой (в механическом или аэродинамическом плане) на его пути. Эту роль выполняют аэродинамические законцовки крыла, которые называются винглеты, шарклеты, шайбы Уиткомба и др.

Почему летает бумажный самолет

Бума́жный самолёт (самолётик) - игрушечный самолёт, сделанный из бумаги. Он является наиболее распространённой формой аэрогами , одной из ветвей оригами (японского искусства складывания бумаги).

А почему летает бумажный самолет ведь у него нет такого профиля крыла как у настоящего?

Крыло ровное, но во время полета оно располагается под некоторым углом к потоку воздуха, отчего возникает примерно тот же эффект, что и у профильного крыла, т.е. образуется угол атаки (угол между строительной осью самолета и вектором скорости).

Еще важным моментом момент в «бумажной авиации» является расположение центра тяжести. Бумажным самолетиком можно управлять, как настоящим. Например, скорость и траекторию полета можно корректировать, сгибая заднюю часть крыла подобно настоящим закрылкам, слегка поворачивая бумажный киль.

Изучая литературу, я выяснил, что конструкции самолетов существенно различаются в зависимости от цели их постройки. К примеру, самолеты для скоростных полетов по форме напоминают дротик они такие же узкие, длинные, жесткие, с ярко выраженным смещением центра тяжести к носу. Самолеты для максимально длительных полетов имеют большой размах крыльев, хорошо сбалансированы. Балансировка крайне важна для самолетов, запускаемых на улице. Они должны сохранять правильное положение, несмотря на колебания воздуха. Самолетам, запускаемым в помещении, полезно смещение центра тяжести к носу. Такие модели летают быстрее и стабильнее, их проще запускать.

Практическая часть

Для изучения зависимости дальности, времени, скорости полёта бумажного самолёта от площади крыльев, угла наклона крыла конструкции и материала. Были выполнены 5 моделей самолетов

№1 Дротик

№2 Самый простой

№3 Планер

№4 Штурмовик

№5 Ястреб

Исследование дальности полета и расчет скорости полета.

Название самолёта	Дальность полёта, сантиметр	Время полёта, секунды	Скорость, м/с
Дротик		1,65	0,97
Самый простой		1,52
Планер		1,92	1,93
Штурмовик		1,70	2,65
Ястреб

При измерении скорости самолёта пришлось использовать видеосъемку полёта. Иначе скорость полета рассчитать трудно.

Вывод: Скорость полета зависит от формы самолета.

2. Исследование зависимости дальности полета от материала.

«Самый простой» изготовил из тетрадной бумаги и офисной бумаги для того, чтобы определить наиболее подходящий материал для изготовления самолётов. Листы взял одного размера.

Материал.
материал параметры	Тетрадная бумага	Офисная бумага
Дальность полёта, метры
Время полёта, секунды	1,1 Дальность сантиметры

Вывод: При угле в 30 0 дальность полета наибольшая

Исследование зависимости дальности полета от наличия аэродинамических законцовок крыла.

Вывод: При законцовки крыла дальность полета увеличивается.

Заключение

В результате проведенных экспериментов удалось выяснить, что дальность и время полёта бумажных самолётов зависит от площади. Материал для изготовления планирующих самолётов необходимо подбирать как можно более лёгкий. Надеюсь, этот опыт построения самолётов пригодится в будущем для конструирования и изготовления модели самолёта из дерева и пластика с мотором. Теперь я знаю, какой самолетик для брата надо делать, чтобы он пролетел дальше и как правильно его запускать.

Литература

Кузнецова О. С. «Бумажные самолётики» азбука самоделок, 2004 г.
http://go.mail.ru/redir?q
Бумажные самолетики. – М.: // Новости космонавтики. – 2008
Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/Бумажные самолётики.
Сборник научно-познавательных статей, заметок и публикаций.

Актуальность: «Человек не птица, а летать стремится» Так уж сложилось, что человека всегда тянуло к небу. Люди пытались сделать себе крылья, позже летательные аппараты. И их старания оправдались, они смогли все-таки взлететь. Появление самолетов ничуть не уменьшило актуальность древнего желания… В современном мире летательные аппараты заняли почетное место, они помогают людям преодолевать большие расстояния, перевозят почту, лекарства, гуманитарную помощь, тушат пожары и спасают людей … Так кто же построил первый в мире самолет и совершил на нем управляемый полет? Кто сделал этот столь важный для человечества шаг, ставший началом новой эры, эры авиации? Изучение данной темы я считаю интересной и актуальной

Задачи исследования: 1.Изучить по научной литературе историю возникновения авиации, историю появления первых бумажных самолетов. 2.Сделать модели самолетов из разных материалов и организовать выставку: «Наши самолеты» 3.Провести испытания в полете для правильного выбора модели самолета и типа бумаги на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе

Объект исследования: бумажные модели самолетов Проблемный вопрос: Какая модель бумажного самолетика пролетит на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе? Гипотеза: Мы предполагаем, что самую длинную дистанцию пролетит самолётик « Дротик», а самое долгое планирование в воздухе будет у самолётика «Планера» Методы исследования: 1.Анализ прочитанной литературы; 2.Моделирование; 3.Исследование полетов бумажных самолетиков.

Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Орвилом и Уилбуром Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года. «Флайер» продержался в воздухе 12 секунд и пролетел 36,5 метров. Детище Райтов было официально признано первым в мире аппаратом тяжелее воздуха, который совершил пилотируемый полёт с использованием двигателя.

Полет состоялся 20 июля 1882 года в Красном Селе под Петербургом. Испытывал самолет помощник Можайского механик И.Н. Голубев. Аппарат разбежался по специально построенному наклонному деревянному настилу, взлетел, пролетел определенное расстояние и благополучно приземлился. Результат, конечно, скромный. Но возможность полетов на аппарате тяжелее воздуха была очевидно доказана.

История появления первых бумажных самолетиков Наиболее распространённая версия времени изобретения и имени изобретателя 1930 год, Джек Нортроп сооснователь компании Lockheed Corporation. Нортроп использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов.Несмотря на кажущуюся несерьезность этого занятия, оказалось, что пускание самолетиков - целая наука. Родилась она в 1930 году, когда Джек Нортроп - сооснователь компании Lockheed Corporation, использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов1930 годДжек НортропLockheed Corporation

Заключение В заключении хочу сказать, работая над этим проектом мы узнали много нового интересного, много сделали моделей своими руками, стали дружнее. В результате проведенной работы мы поняли: если мы будем серьёзно увлекаться авиамоделированием, то возможно кто-то из нас станет знаменитым авиаконструктором и сконструирует самолет, на котором будут летать люди.

1. http http://ru.wikipedia.org/wiki/Бумажный самолётик...ru.wikipedia.org/wiki/Бумажный самолётик annews.ru/news/detailannews.ru/news/detail opoccuu.com htmopoccuu.com htm 5. poznovatelno.ruavia/8259.htmlpoznovatelno.ruavia/8259.html 6. ru.wikipedia.orgwiki/Братья_Райтru.wikipedia.orgwiki/Братья_Райт 7. locals.md2012/stan-chempionom- mira…samolyotikov/locals.md2012/stan-chempionom- mira…samolyotikov/ 8 stranamasterov.ru из модулей МК самолётstranamasterov.ru из модулейМК самолёт