Tutkimustyö. Työn teema Ihanteellinen paperilentokone

Uskomattomia faktoja

Monet meistä ovat nähneet tai ehkä tehneet paperilentokoneita ja käynnistäneet ne ja katsoneet niiden nousevan ilmassa.

Oletko koskaan miettinyt, kuka loi ensimmäisenä paperikoneen ja miksi?

Nykyään paperilentokoneita valmistavat paitsi lapset myös vakavat lentokoneiden valmistusyritykset - insinöörit ja suunnittelijat.

Miten, milloin ja mihin paperilentokoneita käytettiin ja käytetään edelleen, voit selvittää täältä.

Joitakin historiallisia faktoja paperilentokoneista

* Ensimmäinen paperilentokone luotiin noin 2000 vuotta sitten. Uskotaan, että ensimmäiset, jotka keksivät paperilentokoneiden valmistuksen, olivat kiinalaiset, jotka myös pitivät papyruksesta lentävien leijojen luomisesta.

* Montgolfier-veljekset Joseph-Michel ja Jacques-Etienne päättivät myös käyttää paperia lentämiseen. He keksivät ilmapallon ja käyttivät siihen paperia. Se tapahtui 1700-luvulla.

* Leonardo da Vinci kirjoitti paperin käyttämisestä ornitopterien (lentokoneiden) luomiseen.

* 1900-luvun alussa lentokonelehdet käyttivät paperilentokoneiden kuvia selittämään aerodynamiikan periaatteita.

Katso myös: Kuinka tehdä paperilentokone

* Wrightin veljekset käyttivät paperilentokoneita ja siipiä tuulitunneleissa pyrkiessään rakentamaan ensimmäistä ihmistä kuljettavaa lentokonetta.

* 1930-luvulla englantilainen taiteilija ja insinööri Wallis Rigby suunnitteli ensimmäisen paperilentokoneensa. Tämä idea vaikutti mielenkiintoiselta useille kustantajille, jotka alkoivat tehdä yhteistyötä hänen kanssaan ja julkaista hänen paperimallejaan, jotka olivat melko helppoja koota. On syytä huomata, että Rigby yritti tehdä paitsi mielenkiintoisia malleja myös lentäviä.

* Myös 1930-luvun alussa Jack Northrop Lockheed Corporationista käytti useita lentokoneiden ja siipien paperimalleja testaustarkoituksiin. Tämä tehtiin ennen todellisten suurten lentokoneiden luomista.

* Toisen maailmansodan aikana monet hallitukset rajoittivat muovin, metallin ja puun kaltaisten materiaalien käyttöä, koska niitä pidettiin strategisesti tärkeinä. Paperista on tullut yleistä ja erittäin suosittu leluteollisuudessa. Tämä teki paperin mallintamisesta suositun.

* Neuvostoliitossa paperimallinnus oli myös erittäin suosittua. Vuonna 1959 julkaistiin P. L. Anokhinin kirja "Paper Flying Models". Tämän seurauksena tästä kirjasta tuli erittäin suosittu mallintajien keskuudessa useiden vuosien ajan. Siinä sai tutustua lentokoneiden rakentamisen historiaan sekä paperimallinnukseen. Kaikki paperimallit olivat alkuperäisiä, esimerkiksi Yakin lentokoneesta löytyi lentävä paperimalli.

Epätavallisia faktoja paperikonemalleista

*Paper Aircraft Associationin mukaan avaruuteen laukaistu paperilentokone ei lennä, se liukuu suorassa linjassa. Jos paperilentokone ei törmää johonkin esineeseen, se voi nousta ikuisesti avaruudessa.

* Kalleinta paperikonetta käytettiin avaruussukkulassa seuraavan avaruuslennon aikana. Pelkästään lentokoneen avaruuteen sukkulassa käytetyn polttoaineen hinta riittää kutsumaan tätä paperikonetta kalleimmaksi.

* Paperilentokoneen suurin siipien kärkiväli on 12,22 cm. Tällaisilla siipillä varustettu lentokone voisi lentää lähes 35 metriä ennen kuin se osui seinään. Tällaisen lentokoneen valmisti joukko opiskelijoita ilmailu- ja rakettitekniikan tiedekunnasta Polytechnic Institutessa Delftissä, Alankomaissa.

Laukaisu suoritettiin vuonna 1995, jolloin lentokone laukaistiin rakennuksen sisällä 3 metrin korkeudelta. Sääntöjen mukaan koneen piti lentää noin 15 metriä. Ilman rajallista tilaa hän olisi lentänyt paljon pidemmälle.

* Tiedemiehet, insinöörit ja opiskelijat käyttävät paperilentokoneita aerodynamiikan tutkimiseen. Kansallinen ilmailu- ja avaruushallinto NASA lähetti paperilentokoneen avaruuteen avaruussukkulalla.

* Paperitasoja voidaan valmistaa eri muotoisina. Ennätyksenhaltija Ken Blackburnin mukaan "X":n, vanteen tai futuristisen avaruusaluksen muotoiset lentokoneet voivat lentää kuin yksinkertaiset paperilentokoneet, jos ne tehdään oikein.

* NASAn asiantuntijat yhdessä astronautien kanssa piti mestarikurssin koululaisilletutkimuskeskuksensa hallissa vuonna 1992. Yhdessä he rakensivat suuria paperilentokoneita, joiden siipien kärkiväli oli jopa 9 metriä.

* Pienimmän paperiorigami-lentokoneen loi mikroskoopin alla herra Naito Japanista. Hän taittoi lentokoneen paperiarkista, jonka koko oli 2,9 neliömetriä. millimetri. Kun lentokone oli tehty, se asetettiin ompeluneulan kärkeen.

* Paperikoneen pisin lento tapahtui 19. joulukuuta 2010, ja sen laukaisi japanilainen Takuo Toda, joka on Japan Origami Airplane Associationin johtaja. Hänen Hiroshiman prefektuurin Fukuyaman kaupungissa laukaisumallin lennon kesto oli 29,2 sekuntia.

Kuinka tehdä Takuo Toda -lentokone

Robotti kokoaa paperikoneen

Ihminen lentää luottaen ei lihasten, vaan mielensä voimaan.

(N. E. Žukovski)

Miksi ja miten lentokone lentää Miksi linnut voivat lentää, vaikka ne ovat ilmaa raskaampia? Mitkä voimat nostavat valtavan matkustajakoneen, joka voi lentää nopeammin, korkeammalle ja kauemmas kuin mikään lintu, koska sen siivet ovat liikkumattomia? Miksi purjelentokone, jossa ei ole moottoria, voi nousta ilmassa? Kaikkiin näihin ja moniin muihin kysymyksiin vastaa aerodynamiikka - tiede, joka tutkii ilman ja siinä liikkuvien kappaleiden vuorovaikutuksen lakeja.

Maamme aerodynamiikan kehittämisessä merkittävä rooli oli professori Nikolai Egorovich Zhukovsky (1847 -1921) - "Venäjän ilmailun isä", kuten V. I. Lenin kutsui häntä. Žukovskin ansio on, että hän selitti ensimmäisenä siiven nostovoiman muodostumisen ja muotoili lauseen tämän voiman laskemiseksi. Žukovski ei vain löytänyt lentoteorian taustalla olevia lakeja, vaan myös valmisti tietä ilmailun nopealle kehitykselle maassamme.

Kun lentää millä tahansa lentokoneella on neljä voimaa, joiden yhdistelmä ei anna hänen pudota:

Painovoima on jatkuva voima, joka vetää konetta kohti maata.

Vetovoima, joka tulee moottorista ja siirtää lentokonetta eteenpäin.

Vastustusvoima, päinvastoin kuin työntövoima ja aiheutuu kitkasta, joka hidastaa lentokonetta ja vähentää siipien nostoa.

nostovoima, joka muodostuu, kun siiven yli liikkuva ilma luo alennetun paineen. Aerodynamiikan lakeja noudattaen kaikki lentokoneet nousevat ilmaan, alkaen kevyistä urheilulentokoneista

Kaikki lentokoneet ovat ensisilmäyksellä hyvin samankaltaisia, mutta jos katsot tarkasti, voit löytää niissä eroja. Ne voivat erota siipien, hännän ja rungon rakenteesta. Niiden nopeus, lentokorkeus ja muut liikkeet riippuvat tästä. Ja jokaisella koneella on vain oma siipipari.

Lentääksesi sinun ei tarvitse räpäyttää siipiäsi, sinun on saatava ne liikkumaan suhteessa ilmaan. Ja tätä varten siiven tarvitsee vain raportoida vaakasuuntainen nopeus. Siiven vuorovaikutuksesta ilman kanssa syntyy nosto, ja heti kun sen arvo on suurempi kuin itse siiven ja kaiken siihen liittyvän paino, lento alkaa. Asia jää pieneksi: tehdä sopiva siipi ja kyetä kiihdyttämään sitä vaadittuun nopeuteen.

Tarkkailijat huomasivat kauan sitten, että linnuilla on siivet, jotka eivät ole litteitä. Tarkastellaan siipeä, jonka alapinta on tasainen ja yläpinta kupera.

Ilmavirtaus siiven etureunassa on jaettu kahteen osaan: yksi virtaa siiven ympäri alhaalta, toinen - ylhäältä. Ylhäältä ilman täytyy mennä hieman pidempään kuin alhaalta, joten ylhäältä päin myös ilmannopeus on hieman suurempi kuin alhaalta. Tiedetään, että nopeuden kasvaessa paine kaasuvirtauksessa laskee. Myös täällä ilmanpaine siiven alla on korkeampi kuin sen yläpuolella. Paine-ero on suunnattu ylöspäin, se on nostovoima. Ja jos lisäät hyökkäyskulman, nostovoima kasvaa entisestään.

Miten oikea lentokone lentää?

Todellinen lentokoneen siipi on pisaran muotoinen, mikä tarkoittaa, että siiven yläosan yli kulkeva ilma liikkuu nopeammin kuin siiven pohjan läpi kulkeva ilma. Tämä ilmavirran ero saa aikaan noston ja lentokone lentää.

Ja perusidea tässä on tämä: siiven etureuna katkaisee ilmavirran kahtia, ja osa siitä virtaa siiven ympäri yläpintaa pitkin ja toinen osa alapintaa pitkin. Jotta kaksi virtaa lähentyisivät siiven takareunan taakse ilman tyhjiötä, siiven yläpinnan ympärillä virtaavan ilman tulee liikkua lentokoneeseen nähden nopeammin kuin alapinnan ympärillä virtaavan ilman, koska sen täytyy matkustaa pidemmän matkan.

Matala paine ylhäältä vetää siiven sisään, kun taas suurempi paine alhaalta nostaa sitä. Siipi nousee. Ja jos nostovoima ylittää lentokoneen painon, itse lentokone roikkuu ilmassa.

Paperikoneen ei ole muotoiltuja siipiä, joten miten ne lentävät? Nostovoima syntyy niiden litteiden siipien iskukulmasta. Jopa litteillä siipillä voit nähdä, että siiven yli liikkuva ilma kulkee hieman pidemmän matkan (ja liikkuu nopeammin). Nostovoima syntyy samalla paineella kuin profiilisiivet, mutta tämä paineero ei tietenkään ole niin suuri.

Lentokoneen hyökkäyskulma on kulma ilma-aluksen ilmavirran nopeuden suunnan ja runkoon valitun tunnusomaisen pituussuunnan välillä, esimerkiksi lentokoneelle se on siiven jänne, se on pituussuuntainen rakennusakseli, ammukselle tai raketille se on niiden symmetria-akseli.

suora siipi

Suoran siiven etuna on sen korkea nostokerroin, jonka avulla voit merkittävästi lisätä siiven ominaiskuormaa ja vähentää siten kokoa ja painoa ilman pelkoa nousu- ja laskunopeuden merkittävästä noususta.

Haittana, joka ennalta määrää tällaisen siiven sopimattomuuden yliäänenopeuksilla, on ilma-aluksen vastuksen jyrkkä kasvu.

deltasiipi

Deltasiipi on jäykempi ja kevyempi kuin suora siipi, ja sitä käytetään useimmiten yliäänenopeuksilla. Deltasiiven käyttö määräytyy pääasiassa lujuuden ja suunnittelun perusteella. Delta-siiven haittoja ovat aaltokriisin syntyminen ja kehittyminen.

PÄÄTELMÄ

Jos paperilentokoneen siiven ja nokan muotoa muutetaan mallinnuksen aikana, voi sen lennon kantama ja kesto muuttua.

Paperikoneen siivet ovat litteät. Jotta ilmavirtaus erottuisi siiven ylä- ja alapuolelta (noston muodostamiseksi), se on kallistettava tiettyyn kulmaan (iskukulma).

Pisin lentokoneet eivät ole jäykkiä, mutta niillä on suuri siipien kärkiväli ja ne ovat hyvin tasapainotettuja.

Paperilentokoneilla on rikas ja pitkä historia. Heidän uskotaan yrittäneen taittaa lentokonetta paperista omin käsin muinaisessa Kiinassa ja Englannissa kuningatar Victorian aikana. Myöhemmin paperimallien uudet sukupolvet kehittivät uusia muunnelmia. Jopa lapsi osaa tehdä lentävän paperilentokoneen heti, kun hän oppii asettelun taittamisen perusperiaatteet. Yksinkertainen järjestelmä sisältää enintään 5-6 toimintoa, ohjeet edistyneiden mallien luomiseen ovat paljon vakavampia.

Eri mallit vaativat erilaista paperia, jonka tiheys ja paksuus vaihtelevat. Tietyt mallit pystyvät liikkumaan vain suorassa linjassa, jotkut pystyvät kirjoittamaan jyrkän käännöksen. Eri mallien valmistukseen tarvitaan tietyn jäykkyyden omaavaa paperia. Ennen kuin aloitat mallinnuksen, kokeile erilaisia papereita, valitse haluamasi paksuus ja tiheys. Sinun ei pitäisi kerätä käsitöitä rypistyneestä paperista, ne eivät lennä. Paperilentokoneella leikkiminen on useimpien poikien suosikkiharrastus.

Ennen paperilentokoneen tekemistä lapsen on kytkettävä kaikki mielikuvituksensa päälle, keskityttävä. Kun pidät lasten lomaa, voit järjestää kilpailuja lasten välillä, antaa heidän laukaista lentokoneita omilla käsillään taitettuna.

Tällaisen lentokoneen voi taittaa kuka tahansa poika. Sen valmistukseen sopii mikä tahansa paperi, jopa sanomalehtipaperi. Kun lapsi pystyy tekemään tämän tyyppisen lentokoneen, vakavammat mallit ovat hänen vallassaan.

Harkitse kaikkia lentokoneen luomisen vaiheita:

Valmistele noin A4-kokoinen paperi. Aseta se lyhyt puoli itseäsi kohti.
Taivuta paperia pituussuunnassa, laita merkki keskelle. Laajenna arkki, yhdistä yläkulma arkin keskikohtaan.
Suorita samat manipulaatiot vastakkaisella kulmalla.
Avaa paperi. Aseta kulmat niin, että ne eivät yletä arkin keskustaan.
Taivuta pieni kulma, sen tulisi pitää kaikki muut kulmat.
Taivuta konemallia keskiviivaa pitkin. Kolmion muotoiset osat sijaitsevat päällä, vie sivut keskiviivalle.

Klassisen lentokoneen toinen malli

Tätä yleistä vaihtoehtoa kutsutaan purjelentokoneeksi, voit jättää sen terävällä nenällä, tai voit tehdä siitä tylsän, taivuttaa sen.

potkurilentokone

Paperikoneiden mallien luomiseen liittyy koko origami-suunta. Sitä kutsutaan aerogamiksi. Voit oppia helpon tavan valmistaa origami-paperilentokone. Tämä vaihtoehto tehdään erittäin nopeasti, se lentää hyvin. Juuri tämä kiinnostaa vauvaa. Voit varustaa sen potkurilla. Valmistele paperiarkki, sakset tai veitsi, lyijykynät, ompeluneula, jonka päällä on helmi.

Valmistussuunnitelma:

Aseta arkki lyhyt puoli itseesi päin, taita se pituussuunnassa puoliksi.
Taita yläkulmat kohti keskustaa.
Tuloksena olevat sivukulmat taipuvat myös arkin keskelle.
Taivuta sivut uudelleen kohti keskustaa. Silitys kaikki taittuu hyvin.
Potkurin valmistamiseksi tarvitset neliömäisen arkin, jonka mitat ovat 6 * 6 cm, merkitse molemmat sen lävistäjät. Tee leikkauksia näitä linjoja pitkin siirtymällä taaksepäin keskustasta hieman alle sentin.
Taita potkuri ja aseta kulmat keskelle yhden läpi. Kiinnitä keskiosa helmeneulalla. Potkuri kannattaa liimata, se ei leviä.

Kiinnitä potkuri lentokoneen mallin perään. Malli on valmis ajoon.

bumerangi lentokone

Lapsi on erittäin kiinnostunut epätavallisesta paperikoneesta, joka palaa itsenäisesti takaisin käsiinsä.

Selvitetään, kuinka tällaiset asettelut tehdään:

Aseta A4-paperiarkki eteesi lyhyempi puoli itseesi päin. Taivuta puoliksi pitkää sivua pitkin, avaa.
Taivuta yläkulmat keskelle, tasoita alas. Laajenna tätä osaa alaspäin. Suorista tuloksena oleva kolmio, tasoita kaikki sisällä olevat rypyt.
Avaa tuote kääntöpuolella, taivuta kolmion toista sivua keskelle. Lähetä paperin leveä pää vastakkaiseen suuntaan.
Suorita samat käsittelyt tuotteen toisella puoliskolla.
Kaiken tämän seurauksena pitäisi muodostua eräänlainen tasku. Nosta se ylös, taivuta niin, että sen reuna on tarkalleen paperiarkin pituudella. Taivuta kulma tähän taskuun ja lähetä ylempi alas.
Tee sama koneen toisella puolella.
Taita taskun sivussa olevat yksityiskohdat ylös.
Laajenna asettelua, aseta etureuna keskelle. Ulkonevien paperipalojen pitäisi ilmestyä, ne on taitettava. Poista myös yksityiskohdat, jotka muistuttavat eviä.
Laajenna asettelua. Jää vielä taivuttaa puoliksi ja silittää huolellisesti kaikki taitokset.
Koristele rungon etuosa, taivuta siipien palaset ylös. Juokse käsiäsi siipien etuosaa pitkin, sinun pitäisi saada pieni mutka.

Kone on käyttövalmis, se lentää yhä pidemmälle.

Lentoetäisyys riippuu lentokoneen massasta ja tuulen voimakkuudesta. Mitä vaaleammasta paperista malli on tehty, sitä helpompi se on lentää. Mutta voimakkaalla tuulella hän ei voi lentää kauas, hän yksinkertaisesti puhalletaan pois. Raskas lentokone vastustaa tuulen virtausta helpommin, mutta sillä on lyhyempi lentomatka. Jotta paperikoneemme lentää tasaista lentorataa pitkin, on välttämätöntä, että sen molemmat osat ovat täsmälleen samat. Jos siivet osoittautuivat erimuotoisiksi tai -kokoisiksi, kone menee välittömästi sukellukseen. Valmistuksessa ei ole suositeltavaa käyttää teippiä, metalliniittejä tai liimaa. Kaikki tämä tekee tuotteesta raskaamman, koska ylimääräisen painon takia kone ei lennä.

Monimutkaiset näkymät

Origami lentokone

PAPERILENTOKONEEN FYSIIKKA.
TIETOALAN ESITYS. KOKEILUSUUNNITTELU.

1. Esittely. Tavoite. Tietokentän yleiset kehitysmallit. Opintokohteen valinta. miellekartta.
2. Purjelentokoneen perusfysiikka (BS). Voimayhtälöjärjestelmä.

9. Valokuvia aerodynaamisesta yleiskatsauksesta putken ominaisuuksista, aerodynaamisesta tasapainosta.
10. Kokeiden tulokset.
12. Tuloksia pyörteiden visualisoinnista.
13. Parametrien ja suunnitteluratkaisujen välinen suhde. Vaihtoehtojen vertailu pelkistetty suorakaiteen muotoiseen siipeen. Aerodynaamisen keskuksen ja painopisteen sijainti ja mallien ominaisuudet.
14. Energiatehokas suunnittelu. lennon stabilointi. Lennon keston maailmanennätystaktiikka.

18. Johtopäätös.
19. Lähdeluettelo.

1. Esittely. Tavoite. Tietokentän yleiset kehitysmallit. Tutkimuskohteen valinta. miellekartta.

Modernin fysiikan kehitys ensisijaisesti sen kokeellisessa osassa ja erityisesti soveltavilla aloilla etenee selkeän hierarkkisen kaavan mukaan. Tämä johtuu tarpeesta keskittää ylimääräisiä resursseja, jotka ovat tarpeen tulosten saavuttamiseksi, kokeiden aineellisesta tuesta työn jakamiseen erikoistuneiden tieteellisten laitosten kesken. Riippumatta siitä tehdäänkö se valtion, kaupallisten rakenteiden tai jopa harrastajien puolesta, mutta osaamisalan kehittämisen suunnittelu, tieteellisen tutkimuksen johtaminen on nykyajan todellisuutta.
Tämän työn tarkoituksena ei ole vain paikallisen kokeen perustaminen, vaan myös yritys havainnollistaa tieteellisen organisoinnin modernia tekniikkaa yksinkertaisimmalla tasolla.
Ensimmäiset varsinaista työtä edeltävät heijastukset kiinnittyvät yleensä vapaaseen muotoon, historiallisesti tämä tapahtuu lautasliinoille. Modernissa tieteessä tätä esitysmuotoa kutsutaan kuitenkin mielenkartoitukseksi - kirjaimellisesti "ajattelusuunnitelmaksi". Se on malli, jossa kaikki sopii geometristen muotojen muodossa. jotka voivat olla relevantteja käsiteltävänä olevan asian kannalta. Nämä käsitteet yhdistetään nuolilla, jotka osoittavat loogisia yhteyksiä. Aluksi tällainen järjestelmä voi sisältää täysin erilaisia ja epätasa-arvoisia käsitteitä, joita on vaikea yhdistää klassiseen suunnitelmaan. Tämän monimuotoisuuden avulla voit kuitenkin löytää paikan satunnaisille arvauksille ja systematisoimattomalle tiedolle.
Tutkimuskohteeksi valittiin paperilentokone, joka on tuttu kaikille lapsuudesta asti. Oletettiin, että koesarjan järjestäminen ja alkefysiikan käsitteiden soveltaminen auttaisi selittämään lennon piirteitä ja mahdollistaisi myös yleisten suunnitteluperiaatteiden muotoilun.
Alustava tiedonkeruu osoitti, että alue ei ole niin yksinkertainen kuin aluksi näytti. Suuri apu auttoi Ken Blackburnin, ilmailu- ja avaruusinsinöörin, neljän ajan suunnittelun maailmanennätyksen (mukaan lukien nykyinen) tutkimukset, jotka hän teki omilla suunnittelemillaan lentokoneilla.

Tehtävän suhteen ajatuskartta näyttää tältä:

Tämä on perussuunnitelma, joka edustaa tutkimuksen suunniteltua rakennetta.

2. Purjelentokoneen lennon perusfysiikka. Yhtälöjärjestelmä painoille.

Liuku on erikoistapaus lentokoneen laskeutumisesta ilman moottorin synnyttämän työntövoiman osallistumista. Moottorittomissa lentokoneissa - purjelentokoneissa, erikoistapauksena - paperilentokoneissa, liittäminen on päälentotapa.
Luisto tapahtuu toisiaan tasapainottavien painojen ja aerodynaamisen voiman ansiosta, joka puolestaan koostuu nosto- ja vastusvoimista.
Ilma-alukseen (liitin) lennon aikana vaikuttavien voimien vektorikaavio on seuraava:

Suoraviivaisen suunnittelun ehto on tasa-arvo

Suunnittelun yhtenäisyyden ehto on tasa-arvo

Siten suoraviivaisen yhtenäisen suunnittelun ylläpitämiseksi tarvitaan molemmat yhtäläisyydet, järjestelmä

Y = GcosA
Q = GsinA

3. Aerodynamiikan perusteorian syventäminen. laminaarinen ja turbulentti. Reynoldsin numero.

Tarkemman käsityksen lennosta antaa nykyaikainen aerodynaaminen teoria, joka perustuu erityyppisten ilmavirtojen käyttäytymisen kuvaukseen molekyylien vuorovaikutuksen luonteesta riippuen. Virtauksia on kahta päätyyppiä - laminaarinen, kun hiukkaset liikkuvat tasaisia ja yhdensuuntaisia käyriä pitkin, ja turbulentti, kun ne sekoittuvat. Ihanteellisesti laminaarisella tai puhtaasti turbulentilla virtauksella ei yleensä ole tilanteita, molempien vuorovaikutus luo todellisen kuvan siiven toiminnasta.
Jos tarkastelemme tiettyä objektia, jolla on rajalliset ominaisuudet - massa, geometriset mitat, niin virtausominaisuuksia molekyylien vuorovaikutuksen tasolla luonnehtii Reynoldsin luku, joka antaa suhteellisen arvon ja ilmaisee voimaimpulssien suhdetta nesteen viskositeettiin. Mitä suurempi luku, sitä pienempi viskositeetin vaikutus.

Re=VLρ/η=VL/ν

V (nopeus)
L (kokoominaisuus)
ν (kerroin (tiheys/viskositeetti)) = 0,000014 m^2/s ilmalle normaalilämpötilassa.

Paperilentokoneen Reynoldsin luku on noin 37 000.

Koska Reynoldsin luku on paljon pienempi kuin todellisissa lentokoneissa, tämä tarkoittaa, että ilman viskositeetilla on paljon suurempi rooli, mikä lisää vastusta ja pienentää nostovoimaa.

4. Kuinka perinteiset ja litteät siivet toimivat.

Alkeisfysiikan näkökulmasta litteä siipi on levy, joka sijaitsee kulmassa liikkuvaan ilmavirtaan nähden. Ilmaa "heitetään" kulmassa alaspäin, jolloin syntyy vastakkaiseen suuntaan suunnattu voima. Tämä on aerodynaaminen kokonaisvoima, joka voidaan esittää kahtena voimana - nosto- ja vetovoimana. Tällainen vuorovaikutus on helppo selittää Newtonin kolmannen lain perusteella. Klassinen esimerkki litteästä heijastinsiipistä on leija.

Perinteisen (tasokuperan) aerodynaamisen pinnan käyttäytymistä selittää klassinen aerodynamiikka nostovoiman esiintymisenä, joka johtuu virtausfragmenttien nopeuksien eroista ja vastaavasti paineeroista siiven ala- ja yläpuolelta.

Virtauksessa oleva litteä paperisiipi luo päälle pyörrevyöhykkeen, joka on kuin kaareva profiili. Se on vähemmän vakaa ja tehokas kuin kova kuori, mutta mekanismi on sama.

Kuva on otettu lähteestä (ks. viitteet). Se osoittaa kantosiiven muodostumisen turbulenssin seurauksena siiven yläpinnalla. On myös ajatus siirtymäkerroksesta, jossa turbulenttisesta virtauksesta tulee laminaarista ilmakerrosten vuorovaikutuksen vuoksi. Paperikoneen siiven yläpuolella se on jopa 1 senttimetri.

5. Yleiskatsaus kolmeen lentokonemalliin

Kokeeseen valittiin kolme erilaista paperitasomallia, joilla oli erilaiset ominaisuudet.

Malli nro 1. Yleisin ja tunnetuin muotoilu. Yleensä suurin osa kuvittelee sen kuultuaan ilmaisun "paperitaso".

Mallinumero 2. "Nuoli" tai "keihäs". Tyypillinen malli, jolla on terävä siipikulma ja oletettu suuri nopeus.

Mallinumero 3. Malli korkealla kuvasuhteella siipi. Erikoismuotoilu, asennettu levyn leveälle puolelle. Oletetaan, että sillä on hyvät aerodynaamiset tiedot korkean kuvasuhteen siiven ansiosta.

Kaikki tasot koottiin samoista paperiarkeista, joiden ominaispaino oli 80 grammaa / m ^ 2 A4-muodossa. Jokaisen lentokoneen massa on 5 grammaa.

6. Ominaisuussarjat, miksi ne ovat.

Jokaiselle mallille ominaisten parametrien saamiseksi on tarpeen määrittää nämä parametrit itse. Kaikkien lentokoneiden massa on sama - 5 grammaa. Jokaisen rakenteen ja kulman suunnittelunopeus on melko helppo mitata. Korkeuseron ja vastaavan alueen suhde antaa meille nosto-vastussuhteen, olennaisesti saman liukukulman.
Mielenkiintoista on nosto- ja vetovoimien mittaus siiven eri iskukulmissa, niiden muutosten luonne rajatiloissa. Tämä mahdollistaa rakenteiden karakterisoinnin numeeristen parametrien perusteella.
Erikseen on mahdollista analysoida paperitasojen geometrisia parametreja - aerodynaamisen keskipisteen ja painopisteen sijaintia eri siipien muodoille.
Virtauksia visualisoimalla saadaan visuaalinen kuva aerodynaamisten pintojen lähellä olevissa ilman rajakerroksissa tapahtuvista prosesseista.

7. Alustavat kokeet (kammio). Saadut arvot nopeudelle ja nosto-vastussuhteelle.

Perusparametrien määrittämiseksi suoritettiin yksinkertainen koe - paperilentokoneen lento nauhoitettiin videokameralla metrisillä merkinnöillä varustetun seinän taustalla. Koska videokuvauksen kuvaväli (1/30 sekuntia) on tiedossa, liukunopeus on helppo laskea. Korkeuden laskun mukaan lentokoneen liukukulma ja aerodynaaminen laatu löytyvät vastaavista kehyksistä.

Lentokoneen nopeus on keskimäärin 5-6 m / s, mikä ei ole niin vähän.
Aerodynaaminen laatu - noin 8.

8. Kokeen vaatimukset, suunnittelutehtävä.

Lento-olosuhteiden luomiseen tarvitaan laminaarivirtaus jopa 8 m/s ja kyky mitata nostoa ja vastusta. Klassinen aerodynaamisen tutkimuksen menetelmä on tuulitunneli. Meidän tapauksessamme tilannetta yksinkertaistaa se, että itse lentokone on kooltaan ja nopeudeltaan pieni ja se voidaan sijoittaa suoraan rajoitetun kokoiseen putkeen.
Näin ollen meitä ei haittaa tilanne, jossa puhallettu malli poikkeaa mitoiltaan merkittävästi alkuperäisestä, mikä Reynoldsin lukujen eron vuoksi vaatii kompensointia mittausten aikana.
Putken osuudella 300x200 mm ja virtausnopeudella jopa 8 m / s, tarvitsemme tuulettimen, jonka kapasiteetti on vähintään 1000 kuutiometriä / tunti. Virtausnopeuden muuttamiseen tarvitaan moottorin nopeussäädin ja mittaukseen sopivan tarkkuuden anemometri. Nopeusmittarin ei tarvitse olla digitaalinen, on täysin mahdollista tulla toimeen taipuneella kulma-asteikolla tai nestetuulimittarilla, jolla on suurempi tarkkuus.

Tuulitunneli on ollut tiedossa pitkään, sitä käytti tutkimuksessa Mozhaisky, ja Tsiolkovski ja Žukovski ovat jo kehittäneet yksityiskohtaisesti nykyaikaisen kokeellisen tekniikan, joka ei ole olennaisesti muuttunut.
Vastusvoiman ja nostovoiman mittaamiseen käytetään aerodynaamisia tasapainoja, jotka mahdollistavat voimien määrittämisen useisiin suuntiin (tässä tapauksessa kahteen).

9. Valokuvia tuulitunnelista. Yleiskatsaus putken ominaisuuksiin, aerodynaaminen tasapaino.

Pöytätuulitunneli toteutettiin riittävän tehokkaan teollisuustuulettimen pohjalta. Puhaltimen takana on keskenään kohtisuorat levyt, jotka oikaisevat virtauksen ennen mittauskammioon tuloa. Mittauskammion ikkunat on varustettu lasilla. Pohjaseinään leikataan suorakaiteen muotoinen reikä pidikkeitä varten. Suoraan mittauskammioon on asennettu digitaalinen tuulimittari virtausnopeuden mittaamiseksi. Putken ulostulossa on pieni supistus virtauksen "tehostamiseksi", mikä vähentää turbulenssia nopeuden alenemisen kustannuksella. Tuulettimen nopeutta ohjataan yksinkertaisella kodin elektronisella säätimellä.

Putken ominaisuudet osoittautuivat laskettuja huonommiksi, mikä johtui pääasiassa puhaltimen suorituskyvyn ja passin ominaisuuksien välisestä erosta. Virtauksen tehostus pienensi myös nopeutta mittausvyöhykkeellä 0,5 m/s. Tämän seurauksena maksiminopeus on hieman yli 5 m/s, mikä kuitenkin osoittautui riittäväksi.

Reynoldsin numero putkelle:

Re = VLρ/η = VL/ν

V (nopeus) = 5 m/s
L (ominaisuus) = 250 mm = 0,25 m
ν (kerroin (tiheys/viskositeetti)) = 0,000014 m2/s

Re = 1,25 / 0,000014 = 89285,7143

Mittaukset ovat osoittaneet, että tarkkuus on aivan riittävä perusmoodiin. Kulman kiinnittäminen oli kuitenkin vaikeaa, joten on parempi kehittää sopiva asennuskaavio merkinnöillä.

10. Kokeiden tulokset.

Malleja puhdistettaessa mitattiin kaksi pääparametria - vastusvoima ja nostovoima, riippuen virtausnopeudesta tietyssä kulmassa. Ominaisuusperhe rakennettiin riittävän realistisilla arvoilla kuvaamaan kunkin lentokoneen käyttäytymistä. Tulokset on koottu kaavioihin, joissa asteikko on edelleen normalisoitu suhteessa nopeuteen.

11. Kolmen mallin käyrien suhteet.

Mallinumero 2.
Malli, jolla on huonoimmat lento-ominaisuudet. Suuret siivet ja lyhyet siivet on suunniteltu toimimaan paremmin suurilla nopeuksilla, mitä tapahtuu, mutta nosto ei kasva tarpeeksi ja kone todella lentää kuin keihäs. Lisäksi se ei vakiinnu kunnolla lennon aikana.

Mallinumero 3.
"Insinöörikoulun" edustaja - malli suunniteltiin erityisillä ominaisuuksilla. Korkean kuvasuhteen siivet toimivat paremmin, mutta vastus kasvaa erittäin nopeasti - kone lentää hitaasti eikä siedä kiihtyvyyttä. Paperin jäykkyyden puutteen kompensoimiseksi siiven kärjessä käytetään lukuisia taitoksia, mikä myös lisää vastusta. Siitä huolimatta malli on erittäin paljastava ja lentää hyvin.

12. Tuloksia pyörteiden visualisoinnista

Jos tuot savunlähteen puroon, voit nähdä ja kuvata siiven ympäri kiertäviä puroja. Meillä ei ollut käytössämme erityisiä savunkehittimiä, käytimme suitsukkeita. Kontrastin lisäämiseksi käytettiin erityistä suodatinta valokuvien käsittelyyn. Virtausnopeus pieneni myös, koska savun tiheys oli alhainen.

Virtauksen muodostus siiven etureunassa.

Turbulentti häntä.

Virtauksia voidaan myös tutkia siipiin liimattujen lyhyiden lankojen avulla tai ohuella sondilla, jonka päässä on kierre.

13. Parametrien ja suunnitteluratkaisujen välinen suhde. Vaihtoehtojen vertailu pelkistetty suorakaiteen muotoiseen siipeen. Aerodynaamisen keskuksen ja painopisteen sijainti ja mallien ominaisuudet.

On jo todettu, että paperilla materiaalina on monia rajoituksia. Matalailla lentonopeuksilla pitkät kapeat siivet ovat parasta laatua. Ei ole sattumaa, että oikeilla purjelentokoneilla, varsinkin ennätyksenhaltijoilla, on myös tällaiset siivet. Paperikoneet ovat kuitenkin teknologisia rajoituksia ja niiden siivet eivät ole optimaaliset.
Mallien geometrian ja niiden lento-ominaisuuksien välisen suhteen analysoimiseksi on tarpeen tuoda monimutkainen muoto suorakaiteen muotoiseen analogiin pinta-alan siirtomenetelmällä. Paras tapa tehdä tämä on tietokoneohjelmilla, joiden avulla voit esittää erilaisia malleja yleismaailmallisella tavalla. Muutosten jälkeen kuvaus rajoittuu perusparametreihin - jänneväli, sointupituus, aerodynaaminen keskipiste.

Näiden määrien ja massakeskuksen keskinäinen yhteys mahdollistaa erilaisten käyttäytymistyyppien ominaisarvojen kiinnittämisen. Nämä laskelmat eivät kuulu tämän työn piiriin, mutta ne voidaan tehdä helposti. Voidaan kuitenkin olettaa, että paperikoneen, jossa on suorakaiteen muotoiset siivet, painopiste on yhdestä neljään etäisyydellä nenästä pyrstään, deltasiipisellä lentokoneella - yhdessä sekunnissa (ns. neutraali piste).

14. Energiatehokas suunnittelu. lennon stabilointi.
Lennon keston maailmanennätystaktiikka.

Nosto- ja vastuskäyrien perusteella voidaan löytää energeettisesti edullinen lentomuoto vähiten häviöillä. Tämä on varmasti tärkeää pitkän matkan laivoille, mutta siitä voi olla hyötyä myös paperilentotoiminnassa. Lentokonetta hieman modernisoimalla (taivuttamalla reunoja, jakamalla painoa uudelleen) voit saavuttaa paremmat lento-ominaisuudet tai päinvastoin siirtää lennon kriittiseen tilaan.
Yleisesti ottaen paperikoneet eivät muuta ominaisuuksia lennon aikana, joten ne pärjäävät ilman erityisiä stabilaattoreita. Häntä, joka luo vastuksen, mahdollistaa painopisteen siirtämisen eteenpäin. Lennon suoraviivaisuus säilyy taitteen pystysuoran tason ja siipien poikittaisen V:n ansiosta.
Vakavuus tarkoittaa, että lentokone pyrkii taipuneena palaamaan neutraaliin asentoon. Liukukulman vakauden pointti on, että lentokone säilyttää saman nopeuden. Mitä vakaampi kone, sitä enemmän nopeutta, kuten malli #2. Mutta tätä suuntausta on rajoitettava - nostovoimaa on käytettävä, joten parhaiden paperitasojen vakaus on suurimmaksi osaksi neutraali, tämä on paras ominaisuuksien yhdistelmä.
Vakiintuneet järjestelmät eivät kuitenkaan aina ole parhaita. Pisimmän lennon maailmanennätys tehtiin hyvin erityisellä taktiikalla. Ensinnäkin lentokoneen käynnistys suoritetaan pystysuorassa suorassa linjassa, se yksinkertaisesti heitetään maksimikorkeuteen. Toiseksi, sen jälkeen kun se on vakiintunut yläpisteeseen painopisteen suhteellisesta sijainnista ja tehokkaasta siipialueesta johtuen, lentokoneen täytyy itse mennä normaaliin lentoon. Kolmanneksi lentokoneen painon jakautuminen ei ole normaali - siinä on alikuormitettu etuosa, joten suuren vastuksen vuoksi, joka ei kompensoi painoa, se hidastuu erittäin nopeasti. Samanaikaisesti siiven nostovoima laskee jyrkästi, se nyökkää alas ja pudotessaan kiihtyy nykäyksellä, mutta taas hidastuu ja jäätyy. Tällaiset värähtelyt (kabraatio) tasoittuvat häipymispisteiden hitaudesta ja sen seurauksena ilmassa vietettävä kokonaisaika on normaalia tasaista liukumista pidempi.

15. Vähän rakenteen synteesistä annetuilla ominaisuuksilla.

Oletetaan, että kun paperilentokoneen pääparametrit, niiden välinen suhde on selvitetty ja siten analyysivaihe saatu päätökseen, voidaan edetä synteesitehtävään - luoda uusi suunnittelu tarvittavien vaatimusten perusteella. Empiirisesti amatöörit ympäri maailmaa tekevät tätä, mallien määrä on ylittänyt 1000. Mutta sellaiselle työlle ei ole lopullista numeerista ilmaisua, kuten ei ole erityisiä esteitä tällaisen tutkimuksen tekemiselle.

16. Käytännön analogioita. Liito-orava. Wing-sviitti.

On selvää, että paperilentokone on ennen kaikkea vain ilon lähde ja upea esimerkki ensimmäisestä askeleesta taivaalle. Vastaavaa liidoitusperiaatetta käyttävät käytännössä vain liito-oravat, joilla ei ainakaan meidän kaistallamme ole suurta taloudellista merkitystä.

Käytännöllisempi vastine paperikoneelle on "Wing suite" - siipipuku laskuvarjohyppääjille, joka mahdollistaa vaakalennon. Muuten, tällaisen puvun aerodynaaminen laatu on pienempi kuin paperikoneen - enintään 3.

17. Palaa mieleen. Kehityksen taso. Heräsi kysymyksiä ja vaihtoehtoja tutkimuksen jatkokehittämiseksi.

Tehdyt työt huomioon ottaen voimme käyttää mielenkartalle väritystä, joka osoittaa tehtävien suorittamisen. Vihreä väri tarkoittaa tässä kohtaa, joka on tyydyttävällä tasolla, vaaleanvihreä - ongelmat, joilla on rajoituksia, keltainen - alueita, joihin vaikuttaa, mutta joita ei ole kehitetty riittävästi, punainen - lupaavia, lisätutkimuksen tarpeessa.

18. Johtopäätös.

Työn tuloksena tutkittiin paperilentokoneiden lennon teoreettista perustaa, suunniteltiin ja suoritettiin kokeita, joiden avulla pystyttiin määrittämään eri suunnitelmien numeeriset parametrit ja niiden väliset yleiset suhteet. Nykyaikaisen aerodynamiikan näkökulmasta se vaikuttaa myös monimutkaisiin lentomekanismeihin.
Pääasialliset lentoon vaikuttavat parametrit kuvataan, annetaan kattavat suositukset.
Yleisessä osassa pyrittiin systematisoimaan tietokenttä ajatuskartan pohjalta ja hahmoteltiin jatkotutkimuksen pääsuunnat.

19. Lähdeluettelo.

1. Paperilentokoneen aerodynamiikka [Elektroninen resurssi] / Ken Blackburn - pääsytila: http://www.paperplane.org/paero.htm, ilmainen. - Zagl. näytöltä. - Yaz. Englanti

2. Schüttille. Johdatus lennon fysiikkaan. Käännös G.A. Wolpert viidennestä saksalaisesta painoksesta. - M.: Neuvostoliiton NKTP:n yhdistynyt tieteellinen ja tekninen kustantaja. Teknisen ja teoreettisen kirjallisuuden painos, 1938. - 208 s.

3. Stakhursky A. Taitaville käsille: Desktop tuulitunneli. Nuorten teknikkojen keskusasema, joka on nimetty N.M. Shvernik - M .: Neuvostoliiton kulttuuriministeriö. Painoteollisuuden pääosasto, 13. painotalo, 1956. - 8 s.

4. Merzlikin V. Purjelentokoneiden radio-ohjattavat mallit. - M: Kustantaja DOSAAF USSR, 1982. - 160 s.

5. A.L. Stasenko. Lentofysiikka. - M: Tiede. Fysikaalisen ja matemaattisen kirjallisuuden pääpainos, 1988, - 144 s.

Koska hän oli käytännössä ylioppilastutkinnon isä, hän sotkeutui hauskaan tarinaan, jolla oli odottamaton loppu. Siinä on kasvatuksellinen osa ja koskettava elämäpoliittinen osa.
Postaus Kosmonautiikkapäivän aattona. Paperikoneen fysiikka.

Vähän ennen uutta vuotta tytär päätti tarkistaa omaa edistymistään ja sai selville, että fyysinen oppilas päiväkirjaa takaperin täyttäessään ohjeisti ylimääräisiä neliöitä ja puolivuotisarvosana roikkuu "5" ja "4" välissä. Tässä sinun on ymmärrettävä, että fysiikka luokassa 11 on lievästi sanottuna ei-ydinaine, kaikki ovat kiireisiä pääsykoulutukseen ja kauheaan kokeeseen, mutta se vaikuttaa kokonaispisteisiin. Minulta evättiin murheellisella sydämellä, pedagogisista syistä, puuttuminen - kuten selvittäkää se itse. Hän varautui, tuli ottamaan selvää, kirjoitti sinne uudelleen jonkun itsenäisen ja sai kuuden kuukauden viisikon. Kaikki olisi hyvin, mutta opettaja pyysi osana ongelman ratkaisemista rekisteröitymään Volgan tieteelliseen konferenssiin (Kazanin yliopisto) "fysiikka"-osiossa ja kirjoittamaan jonkinlaisen raportin. Opiskelijan osallistuminen tähän shnyagaan otetaan huomioon opettajien vuotuisessa sertifioinnissa, kuten "suljemme vuoden varmasti". Opettaja voidaan ymmärtää, normaali, yleensä sopimus.

Lapsi lastasi, meni järjestelytoimikuntaan, otti osallistumissäännöt. Koska tyttö on melko vastuullinen, hän alkoi ajatella ja keksiä jotain aihetta. Tietysti hän kääntyi minulta, neuvostoajan jälkeisen ajan lähimmältä tekniseltä intellektuellilta neuvoakseen. Internetissä oli luettelo aiempien konferenssien voittajista (he antavat kolmen asteen tutkintotodistukset), tämä opasti meitä, mutta ei auttanut. Raportit koostuivat kahdesta lajikkeesta, joista toinen - "nanosuodattimet öljyinnovaatioissa", toinen - "valokuvia kiteistä ja elektronisesta metronomista". Minulle toinen laji on normaalia - lasten pitäisi leikata rupikonna eikä hieroa laseja valtionavustuksiin, mutta meillä ei ollut paljon ideoita. Minun piti noudattaa sääntöjä, kuten "ensisijalla on omatoiminen työ ja kokeilut".

Päätimme tehdä jonkinlaisen hauskan raportin, visuaalinen ja siisti, ilman zaumia ja nanoteknologioita - huvitamme yleisöä, osallistuminen riittää meille. Aikaa oli puolitoista kuukautta. Copy-paste oli pohjimmiltaan mahdotonta hyväksyä. Pienen pohdinnan jälkeen päätimme aiheen - "Paperilentokoneen fysiikka". Vietin joskus lapsuuteni lentomallien parissa ja tyttäreni rakastaa lentokoneita, joten aihe on enemmän tai vähemmän lähellä. Oli tarpeen tehdä valmis käytännön tutkimus fyysisestä suuntautumisesta ja itse asiassa kirjoittaa paperi. Seuraavaksi julkaisen tämän työn abstraktin, joitain kommentteja ja kuvia / kuvia. Lopussa tulee tarinan loppu, mikä on loogista. Jos olet kiinnostunut, vastaan kysymyksiin jo yksityiskohtaisilla katkelmilla.

Kävi ilmi, että paperikoneessa on siiven yläosassa hankala pysähdys, joka muodostaa täysimittaista kantosiipiä muistuttavan kaarevan vyöhykkeen.

Kokeita varten otettiin kolme eri mallia.

Malli nro 1. Yleisin ja tunnetuin muotoilu. Yleensä suurin osa kuvittelee sen kuultuaan ilmaisun "paperitaso".
Mallinumero 2. "Nuoli" tai "keihäs". Tyypillinen malli, jolla on terävä siipikulma ja oletettu suuri nopeus.
Mallinumero 3. Malli korkealla kuvasuhteella siipi. Erikoismuotoilu, asennettu levyn leveälle puolelle. Oletetaan, että sillä on hyvät aerodynaamiset tiedot korkean kuvasuhteen siiven ansiosta.
Kaikki lentokoneet koottiin samanlaisista A4-paperiarkeista. Jokaisen lentokoneen massa on 5 grammaa.

Lento-olosuhteiden luomiseen tarvitaan laminaarivirtaus jopa 8 m/s ja kyky mitata nostoa ja vastusta. Klassinen menetelmä tällaiseen tutkimukseen on tuulitunneli. Meidän tapauksessamme tilannetta yksinkertaistaa se, että itse lentokoneen mitat ja nopeus ovat pienet ja se voidaan sijoittaa suoraan rajoitetun kokoiseen putkeen, joten meitä ei haittaa tilanne, kun puhallettu malli poikkeaa kooltaan merkittävästi alkuperäinen, joka Reynoldsin lukujen eron vuoksi vaatii kompensointia mittausten aikana.
Putken osuudella 300x200 mm ja virtausnopeudella jopa 8 m / s, tarvitsemme tuulettimen, jonka kapasiteetti on vähintään 1000 kuutiometriä / tunti. Virtausnopeuden muuttamiseen tarvitaan moottorin nopeussäädin ja mittaukseen sopivan tarkkuuden anemometri. Nopeusmittarin ei tarvitse olla digitaalinen, on täysin mahdollista tulla toimeen taipuneella kulma-asteikolla tai nestetuulimittarilla, jolla on suurempi tarkkuus.

Reynoldsin numero putkelle:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (nopeus) = 5 m/s
L (ominaisuus) = 250 mm = 0,25 m
ν (kerroin (tiheys/viskositeetti)) = 0,000014 m^2/s
Re = 1,25 / 0,000014 = 89285,7143

Lentokoneeseen vaikuttavien voimien mittaamiseen käytettiin kahden vapausasteen aerodynaamisia elementaarisia vaakoja, jotka perustuivat 0,01 gramman tarkkuudella olevaan elektroniseen koruvaakaan. Lentokone kiinnitettiin kahteen telineeseen oikeassa kulmassa ja asennettiin ensimmäisen vaa'an alustalle. Ne puolestaan asetettiin liikkuvalle alustalle, jossa vipu välitti vaakasuuntaisen voiman toiselle vaakalle.
Mittaukset ovat osoittaneet, että tarkkuus on aivan riittävä perusmoodiin. Kulman kiinnittäminen oli kuitenkin vaikeaa, joten on parempi kehittää sopiva asennuskaavio merkinnöillä.

Malli nro 1.
Kultainen keskitie. Muotoilu vastaa materiaalia - paperia. Siipien vahvuus vastaa pituutta, painon jakautuminen on optimaalinen, joten oikein taitettu lentokone on hyvin suunnattu ja lentää sujuvasti. Tällaisten ominaisuuksien ja kokoamisen helppouden yhdistelmä teki tästä mallista niin suositun. Nopeus on pienempi kuin toisessa mallissa, mutta enemmän kuin kolmannessa. Suurilla nopeuksilla leveä häntä alkaa jo häiritä, mikä aiemmin vakautti mallin täydellisesti.
Mallinumero 2.
Malli, jolla on huonoimmat lento-ominaisuudet. Suuret siivet ja lyhyet siivet on suunniteltu toimimaan paremmin suurilla nopeuksilla, mitä tapahtuu, mutta nosto ei kasva tarpeeksi ja kone todella lentää kuin keihäs. Lisäksi se ei vakiinnu kunnolla lennon aikana.
Mallinumero 3.
"Insinöörikoulun" edustaja - malli suunniteltiin erityisesti erityisominaisuuksilla. Korkean kuvasuhteen siivet toimivat paremmin, mutta vastus kasvaa erittäin nopeasti - kone lentää hitaasti eikä siedä kiihtyvyyttä. Paperin jäykkyyden puutteen kompensoimiseksi siiven kärjessä käytetään lukuisia taitoksia, mikä myös lisää vastusta. Siitä huolimatta malli on erittäin paljastava ja lentää hyvin.

Joitakin tuloksia pyörteiden visualisoinnista
Jos tuot savunlähteen puroon, voit nähdä ja kuvata siiven ympäri kiertäviä puroja. Meillä ei ollut käytössämme erityisiä savunkehittimiä, käytimme suitsukkeita. Kontrastin lisäämiseksi käytettiin kuvankäsittelysuodatinta. Virtausnopeus pieneni myös, koska savun tiheys oli alhainen.
Virtauksen muodostus siiven etureunassa.

Turbulentti häntä.

Virtauksia voidaan myös tutkia siipiin liimattujen lyhyiden lankojen avulla tai ohuella sondilla, jonka päässä on kierre.

On selvää, että paperilentokone on ennen kaikkea vain ilon lähde ja upea esimerkki ensimmäisestä askeleesta taivaalle. Käytännössä samankaltaista kohoamisperiaatetta käyttävät vain liito-oravat, joilla ei ainakaan meidän kaistallamme ole suurta kansantaloudellista merkitystä.

Keksin teeman, suunnitelman - 70 prosenttia, teoriaeditointia, rautapalaa, yleiseditointia, puhesuunnitelmaa.
Hän keräsi koko teorian artikkeleiden kääntämiseen, mittauksiin (erittäin työlästä), piirustuksiin / kaavioihin, tekstiin, kirjallisuuteen, esitykseen, raporttiin (kysymyksiä oli monia).

Jätän väliin osan, jossa pohditaan yleisesti ottaen analyysin ja synteesin ongelmia, jotka mahdollistavat käänteisen sekvenssin rakentamisen - lentokoneen suunnittelun annettujen ominaisuuksien mukaan.

Tehdyt työt huomioon ottaen voimme käyttää mielenkartalle väritystä, joka osoittaa tehtävien suorittamisen. Vihreä osoittaa kohdat, jotka ovat tyydyttävällä tasolla, vaaleanvihreä - ongelmat, joilla on rajoituksia, keltainen - alueita, joihin vaikuttaa, mutta joita ei ole kehitetty riittävästi, punainen - lupaavia, lisätutkimuksen tarpeita (rahoitus on tervetullut).

Kuukausi meni ohi huomaamatta - tytär kaivoi Internetiä ja ajoi putkea pöydälle. Vaa'at siristelleet, lentokoneet lentävät teorian ohi. Lopputulos oli 30 sivua kunnollista tekstiä valokuvien ja kaavioiden kera. Teos lähetettiin kirjekiertueelle (kaikki osiot vain muutama tuhat). Kuukautta myöhemmin, voi kauhua, he julkaisivat luettelon kasvokkain tehdyistä raporteista, joissa meidän omamme oli muiden nanokrokotiilien rinnalla. Lapsi huokaisi surullisesti ja alkoi veistää esitystä 10 minuutin ajan. He sulkivat heti pois lukemisen - puhumisen, niin elävästi ja merkityksellisesti. Ennen tapahtumaa he järjestivät läpiajon ajoituksen ja protestien kera. Aamulla uninen puhuja, jolla oli oikea tunne "en muista enkä tiedä mitään" joi KSU:ssa.

Päivän päätteeksi aloin huolestua, ei vastausta - ei hei. Oli sellainen horjuva tila, kun ei ymmärrä, oliko riskialtis vitsi menestys vai ei. En halunnut, että teini jotenkin sivuuttaa tätä tarinaa. Kävi ilmi, että kaikki viivästyi ja hänen raporttinsa putosi jopa klo 16. Lapsi lähetti tekstiviestin - "hän kertoi kaiken, tuomaristo nauraa." No, mielestäni, okei, kiitos ainakaan älä moiti. Ja noin tuntia myöhemmin - "ensimmäisen asteen tutkintotodistus". Tämä oli täysin odottamatonta.

Ajattelimme mitä tahansa, mutta lobbattujen aiheiden ja osallistujien täysin villin paineen taustalla ensimmäisen palkinnon saaminen hyvästä, mutta epävirallisesta työstä on jotain täysin unohdetuista ajoista. Sen jälkeen hän sanoi jo, että tuomaristo (muuten melko arvovaltainen, vähintään CFM) naulasi zombiestuneet nanoteknikot salamannopeasti. Ilmeisesti kaikki ovat niin kyllästyneitä tieteellisiin piireihin, että he asettavat ehdoitta äänettömän esteen epäselvyydelle. Siitä tuli naurettavaa - köyhä lapsi luki joitakin villejä scientismeja, mutta ei osannut vastata, missä kulmassa hänen kokeidensa aikana mitattiin. Vaikuttavat tieteelliset johtajat kalpenivat hieman (mutta toipuivat nopeasti), minulle on mysteeri, miksi heidän piti järjestää tällainen häpeä ja jopa lasten kustannuksella. Lopputuloksena kaikki palkinnot jaettiin mukaville kavereille, joilla oli normaalit eloisat silmät ja hyvät aiheet. Toisen tutkintotodistuksen sai esimerkiksi Stirling-moottorin mallinen tyttö, joka käynnisti sen reippaasti laitoksella, vaihtoi nopeasti tilaa ja kommentoi mielekkäästi kaikenlaisia tilanteita. Toinen tutkintotodistus annettiin kaverille, joka istui yliopiston kaukoputkessa ja katseli sieltä jotain professorin ohjauksessa, joka ei selvästikään sallinut ulkopuolista "apua". Tämä tarina antoi minulle toivoa. Mikä on tavallisten, normaalien ihmisten tahto asioiden normaaliin järjestykseen. Ei tapana ennalta määrättyyn epäoikeudenmukaisuuteen, vaan valmius pyrkimyksiin palauttaa se.

Seuraavana päivänä, palkintoseremoniassa, valintakomitean puheenjohtaja lähestyi voittajia ja sanoi, että he olivat kaikki ilmoittautuneet KSU:n fysiikan tiedekuntaan etuajassa. Jos he haluavat osallistua, heidän on yksinkertaisesti tuotava asiakirjat kilpailun ulkopuolelle. Tämä etu oli muuten todella olemassa kerran, mutta nyt se on virallisesti peruutettu, samoin kuin mitalisteille ja olympialaisille (paitsi näyttää siltä, että Venäjän olympialaisten voittajat) on peruutettu lisäetuja. Eli se oli puhdas akateemisen neuvoston aloite. On selvää, että nyt on hakijoiden kriisi, eikä fysiikkaan ole innokkaita, toisaalta tämä on yksi normaalitasoisimmista tiedekunnista. Joten, korjaamalla ne neljä, lapsi oli ensimmäisellä rivillä. En voi kuvitella, kuinka hän selviytyy tästä, saan sen selville - peruutan tilauksen.

Tekisikö tytär sellaisen työn yksin?

Hän myös kysyi - kuten isät, en tehnyt kaikkea itse.
Minun versioni on tämä. Teit kaiken itse, ymmärrät mitä jokaisella sivulla on kirjoitettu ja vastaat kaikkiin kysymyksiin - kyllä. Tiedät alueesta enemmän kuin täällä olevat ja tuttavasi - kyllä. Ymmärsin tieteellisen kokeen yleisen tekniikan idean synnystä tulokseen + sivututkimukset - kyllä. Teki hienoa työtä, epäilemättä. Hän esitti tämän työn yleisesti ilman asiakassuhdetta - kyllä. Suojattu - ok. Tuomaristo on pätevä - epäilemättä. Sitten tämä on opiskelijakonferenssisi palkinto.

Olen akustiikkainsinööri, pieni suunnitteluyritys, valmistuin ilmailun järjestelmätekniikasta, opiskelin vielä myöhemmin.