사람은 근육의 힘이 아니라 마음의 힘에 의지하여 날아갈 것입니다.
(N. E. 주코프스키)
비행기가 나는 이유와 방법 새가 공기보다 무거워도 날 수 있는 이유는 무엇입니까? 날개가 움직이지 않기 때문에 어떤 새보다 더 빠르고, 더 높이, 더 멀리 날 수 있는 거대한 여객기를 들어 올리는 힘은 무엇입니까? 모터가 없는 글라이더가 하늘을 날 수 있는 이유는 무엇입니까? 이 모든 질문과 다른 많은 질문에 대한 답은 공기 역학 - 공기와 그 안에서 움직이는 물체의 상호 작용 법칙을 연구하는 과학입니다.
우리나라의 공기 역학 발전에서 V. I. Lenin이 그를 불렀던 것처럼 "러시아 항공의 아버지"인 Nikolai Egorovich Zhukovsky 교수 (1847-1921)가 뛰어난 역할을 수행했습니다. Zhukovsky의 장점은 그가 날개의 양력의 형성을 최초로 설명하고 이 힘을 계산하는 정리를 공식화했다는 사실에 있습니다. Zhukovsky는 비행 이론의 기초가 되는 법칙을 발견했을 뿐만 아니라 우리나라 항공의 급속한 발전을 위한 길을 닦았습니다.
모든 항공기에 탑승할 때 네 가지 힘이 있다, 그 조합은 그를 넘어지지 않습니다.
중력지면을 향해 비행기를 당기는 일정한 힘입니다.
견인력, 엔진에서 나와 항공기를 앞으로 움직입니다.
저항력, 추력의 반대 방향으로 마찰로 인해 항공기 속도가 느려지고 날개의 양력이 감소합니다.
리프팅 포스, 날개 위로 움직이는 공기가 감소된 압력을 생성할 때 형성됩니다. 공기역학의 법칙에 따라 가벼운 스포츠 항공기를 시작으로 모든 항공기가 공중으로 떠오릅니다.
모든 항공기는 언뜻 보면 매우 비슷하지만 자세히 보면 차이점을 찾을 수 있습니다. 날개, 꼬리, 동체 구조가 다를 수 있습니다. 그들의 속도, 비행 고도 및 기타 기동은 이것에 달려 있습니다. 그리고 각 비행기에는 고유한 날개가 있습니다.
날기 위해 날개를 펄럭일 필요가 없습니다. 날개가 공기에 대해 상대적으로 움직이도록 해야 합니다. 그리고 이를 위해서는 날개에 정보가 필요합니다. 수평 속도. 날개와 공기의 상호 작용에서 양력이 발생하고 그 값이 날개 자체 및 연결된 모든 것의 무게보다 커지면 비행이 시작됩니다. 문제는 작은 것으로 남아 있습니다. 적절한 날개를 만들고 필요한 속도로 가속할 수 있어야 합니다.
관찰자들은 오래 전에 새들이 평평하지 않은 날개를 가지고 있다는 것을 알아차렸습니다. 밑면이 평평하고 윗면이 볼록한 날개를 생각해 보십시오.
날개 앞 가장자리의 공기 흐름은 두 부분으로 나뉩니다. 하나는 아래에서 날개 주위로 흐르고 다른 하나는 위에서부터입니다. 위에서 공기는 아래에서보다 약간 더 오래 이동해야 하므로 위에서 공기 속도도 아래에서보다 약간 더 빠릅니다. 속도가 증가함에 따라 가스 흐름의 압력이 감소하는 것으로 알려져 있습니다. 여기에서도 날개 아래의 기압은 날개 위보다 높습니다. 압력차는 위쪽으로 향하게 되는데 이것이 양력입니다. 그리고 받음각을 더하면 들어 올리는 힘이 훨씬 더 커질 것입니다.
실제 비행기는 어떻게 날까요?
실제 비행기 날개는 눈물방울 모양으로 날개 위쪽을 지나는 공기가 날개 아래쪽을 통과하는 공기보다 빠르게 움직입니다. 이 차이는 기류양력을 만들고 비행기가 날아갑니다.
기본 아이디어는 다음과 같습니다. 공기 흐름은 날개의 앞쪽 가장자리에 의해 둘로 절단되고 공기 흐름의 일부는 위쪽 표면을 따라 날개 주위로 흐르고 두 번째 부분은 아래쪽을 따라 흐릅니다. 두 개의 흐름이 진공을 생성하지 않고 날개의 뒷전 뒤로 수렴하기 위해서는 날개의 윗면 주위를 흐르는 공기가 아랫면 주위를 흐르는 공기보다 항공기에 대해 더 빨리 움직여야 합니다. 더 먼 거리를 여행하십시오.
위에서 낮은 압력은 날개를 안으로 당기고 아래에서 높은 압력은 날개를 밀어냅니다. 날개가 올라갑니다. 그리고 양력이 항공기의 무게를 초과하면 항공기 자체가 공중에 매달려 있습니다.
~에 종이 비행기프로필 날개가 없는데 어떻게 날까요? 양력은 평평한 날개의 받음각에 의해 생성됩니다. 평평한 날개가 있어도 날개 위로 움직이는 공기가 약간 더 먼 거리를 이동하고 더 빠르게 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 양력은 옆날개와 같은 압력으로 발생하지만, 물론 이 압력차이는 그리 크지 않습니다.
항공기의 받음각은 기체의 기류 속도 방향과 기체에서 선택된 특징적인 세로 방향 사이의 각도입니다. 예를 들어 항공기의 경우 날개의 현이 되며, 세로 구성 축, 발사체 또는 로켓의 경우 대칭 축입니다.
스트레이트 윙
직선 날개의 장점은 높은 양력 계수로 날개의 특정 하중을 크게 증가시킬 수 있으므로 이륙 및 착륙 속도의 현저한 증가에 대한 두려움 없이 크기와 무게를 줄일 수 있습니다.
초음속 비행 속도에서 그러한 날개의 부적합을 미리 결정하는 단점은 항공기의 항력이 급격히 증가한다는 것입니다.
델타 윙
델타 날개는 직선 날개보다 더 강하고 가벼우며 초음속에서 가장 자주 사용됩니다. 델타 날개의 사용은 주로 강도와 설계 고려 사항에 따라 결정됩니다. 델타 날개의 단점은 파도 위기의 출현과 발전입니다.
결론
모델링 과정에서 종이비행기의 날개와 기수 모양이 변경되면 비행 범위와 비행 시간이 변경될 수 있습니다.
날개 종이 비행기- 평평한. 날개 위와 아래에서 공기 흐름의 차이를 제공하려면(양력을 형성하기 위해) 일정 각도(받음각)로 기울어져야 합니다.
가장 긴 비행을 위한 비행기는 단단하지 않지만 날개 폭이 크고 균형이 잘 잡혀 있습니다.
1. 소개. 목적. 지식 분야의 일반적인 발전 패턴. 연구 대상의 선택. 마인드 맵.
2. 글라이더 비행의 기본 물리학(BS). 힘 방정식의 시스템.
9. 튜브의 특성, 공기 역학적 균형의 공기 역학적 개요의 사진.
10. 실험 결과.
12. 소용돌이의 시각화에 대한 몇 가지 결과.
13. 매개변수와 설계 솔루션 간의 관계. 직사각형 날개로 축소된 옵션 비교. 공기역학적 중심과 무게중심의 위치와 모델의 특성.
14. 에너지 효율적인 계획. 비행 안정화. 비행 시간에 대한 세계 기록 전술.
18. 결론.
19. 참고 문헌 목록.
1. 소개. 목적. 지식 분야의 일반적인 발전 패턴. 연구 대상의 선택. 마인드 맵.
현대 물리학의 발전은 주로 실험적인 부분, 특히 응용 분야에서 두드러진 계층적 체계에 따라 진행됩니다. 이는 실험의 물질적 지원에서 전문 과학 기관 간의 작업 분배에 이르기까지 결과를 달성하는 데 필요한 추가 자원의 집중이 필요하기 때문입니다. 국가, 상업 구조 또는 애호가를 대신하여 수행되는지 여부에 관계없이 지식 분야의 개발 계획, 과학 연구 관리는 현대 현실입니다.
이 작업의 목적은 지역 실험을 설정하는 것뿐만 아니라 현대 기술가장 단순한 수준의 과학 조직.
실제 작업 이전의 첫 번째 반사는 일반적으로 자유 형식으로 고정되며 역사적으로 이것은 냅킨에서 발생합니다. 그러나 현대 과학에서는 이러한 형태의 프레젠테이션을 마인드 매핑(말 그대로 "사고 방식")이라고 합니다. 그것은 모든 것이 기하학적 모양의 형태로 들어 맞는 체계입니다. 당면한 문제와 관련이 있을 수 있습니다. 이러한 개념은 논리적 연결을 나타내는 화살표로 연결됩니다. 처음에 그러한 계획에는 고전적인 계획으로 결합하기 어려운 완전히 다르고 불평등한 개념이 포함될 수 있습니다. 그러나 이러한 다양성으로 인해 임의의 추측과 체계화되지 않은 정보를 위한 장소를 찾을 수 있습니다.
어린 시절부터 모든 사람에게 친숙한 종이 비행기가 연구 대상으로 선택되었습니다. 여러 실험을 수행하고 기본 물리학 개념을 적용하면 비행의 특징을 설명하는 데 도움이 될 것이며 아마도 다음을 공식화하는 것이 가능할 것이라고 가정했습니다. 일반 원칙건설.
정보의 예비 수집은 그 지역이 처음에 보이는 것처럼 단순하지 않다는 것을 보여주었습니다. 시간 계획에 대해 4개의 세계 기록(현재 기록 포함)을 보유한 항공 우주 엔지니어인 Ken Blackburn의 연구는 큰 도움이 되었습니다.
작업과 관련하여 마인드 맵은 다음과 같습니다.
이것은 연구의 의도된 구조를 나타내는 기본 개요입니다.
2. 글라이더 비행의 기본 물리학. 가중치에 대한 방정식 시스템.
기획 - 특별한 경우엔진에 의해 생성된 추력의 참여 없이 항공기 강하. 무동력 항공기 - 글라이더, 특수한 경우 - 종이 비행기의 경우 활공이 주요 비행 모드입니다.
활공은 서로 균형을 이루는 무게와 공기 역학적 힘으로 인해 수행되며, 이는 다시 양력과 항력으로 구성됩니다.
비행 중 항공기(글라이더)에 작용하는 힘의 벡터 다이어그램은 다음과 같습니다.
간단한 계획의 조건은 평등입니다.
획일성을 계획하기 위한 조건은 평등입니다.
따라서 직선적인 균일한 계획을 유지하려면 두 가지 평등이 모두 필요하며 시스템
Y=GcosA
Q=진아
3. 공기역학의 기본 이론을 탐구합니다. 층류 및 난류. 레이놀즈 수.
비행에 대한 보다 자세한 이해는 행동에 대한 설명을 기반으로 하는 현대 공기역학 이론에 의해 제공됩니다. 다른 유형분자 상호 작용의 특성에 따라 공기가 흐릅니다. 흐름에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 입자가 부드럽고 평행한 곡선을 따라 이동할 때 층류와 혼합될 때 난류입니다. 일반적으로 이상적으로 층류 또는 순전히 난류가 있는 상황은 없으며 두 가지의 상호 작용은 날개 작동에 대한 실제 그림을 만듭니다.
질량, 기하학적 치수와 같은 유한 특성을 가진 특정 물체를 고려하면 분자 상호 작용 수준의 흐름 특성은 상대 값을 제공하고 유체 점도에 대한 힘 충격의 비율을 나타내는 레이놀즈 수로 특성화됩니다. 어떻게 더 많은 수, 점도의 영향이 적습니다.
Re=VLρ/η=VL/ν
V(속도)
L(사이즈 특성)
ν (계수(밀도/점도)) = 0.000014 m^2/s(상온 공기).
종이 비행기의 경우 레이놀즈 수는 약 37,000입니다.
레이놀즈 수가 실제 항공기보다 훨씬 낮기 때문에 공기의 점도가 훨씬 더 큰 역할을 하여 항력이 증가하고 양력이 감소합니다.
4. 기존 날개와 평평한 날개가 작동하는 방식.
기본 물리학의 관점에서 평평한 날개는 움직이는 기류와 비스듬히 위치한 판입니다. 공기는 아래쪽으로 비스듬히 "던져" 반대 방향의 힘을 생성합니다. 이것은 양력과 항력의 두 가지 힘으로 나타낼 수 있는 총 공기역학적 힘입니다. 이러한 상호작용은 뉴턴의 제3법칙에 기초하여 쉽게 설명됩니다. 평평한 반사 날개의 고전적인 예는 연입니다.
기존의(평면 볼록한) 공기역학적 표면의 거동은 유동 파편의 속도의 차이와 그에 따른 날개 아래 및 위의 압력 차이로 인한 양력의 출현으로 고전적인 공기역학에 의해 설명됩니다.
흐름의 평평한 종이 날개는 곡선 프로파일과 같은 상단에 소용돌이 영역을 만듭니다. 하드 쉘보다 덜 안정적이고 효율적이지만 메커니즘은 동일합니다.
그림은 출처에서 가져온 것입니다(참고 문헌 참조). 날개 윗면의 난류로 인한 익형의 형성을 보여줍니다. 공기층의 상호작용으로 인해 난류가 층류가 되는 전이층의 개념도 있습니다. 종이비행기 날개 위로는 최대 1센티미터입니다.
5. 세 가지 항공기 설계 개요
실험을 위해 서로 다른 특성을 가진 세 가지 다른 디자인의 종이 비행기가 선택되었습니다.
모델 번호 1. 가장 일반적이고 잘 알려진 디자인. 일반적으로 대다수는 "종이 비행기"라는 표현을 들으면 상상합니다.
모델 번호 2. "화살표" 또는 "창". 날카로운 날개 각도와 고속을 가정한 특징적인 모델.
모델 번호 3. 높은 종횡비 날개를 가진 모델. 시트의 넓은 면에 조립된 특수 디자인. 그녀는 높은 종횡비의 날개로 인해 좋은 공기 역학 데이터를 가지고 있다고 가정합니다.
모든 비행기는 비중이 80g / m ^ 2 A4 형식인 동일한 종이로 조립되었습니다. 각 항공기의 질량은 5g입니다.
6. 기능 세트, 그 이유.
각 설계에 대한 특성 매개변수를 얻으려면 이러한 매개변수 자체를 결정해야 합니다. 모든 항공기의 질량은 동일합니다(5g). 각 구조 및 각도에 대한 계획 속도를 측정하는 것은 매우 쉽습니다. 높이 차이와 해당 범위의 비율은 기본적으로 동일한 활공 각도인 양력 대 항력 비율을 제공합니다.
흥미로운 것은 날개의 다양한 받음각에서 양력과 항력의 측정, 경계 영역에서의 변화의 특성입니다. 이를 통해 수치 매개변수를 기반으로 구조를 특성화할 수 있습니다.
이와 별도로 종이 비행기의 기하학적 매개변수(공기역학적 중심의 위치와 다양한 날개 모양에 대한 무게 중심)를 분석할 수 있습니다.
흐름을 시각화하여 다음에서 발생하는 프로세스를 시각적으로 표현할 수 있습니다. 경계층공기 역학적 표면 근처의 공기.
7. 예비 실험(챔버). 속도와 양력 비율에 대한 값을 얻었습니다.
기본 매개 변수를 결정하기 위해 수행되었습니다. 가장 간단한 실험- 종이 비행기의 비행은 미터법 표시가 있는 벽 배경에 대해 비디오 카메라로 녹화되었습니다. 동영상 촬영의 프레임 간격(1/30초)을 알고 있기 때문에 활공 속도를 쉽게 계산할 수 있습니다. 고도 하강에 따라 해당 프레임에서 항공기의 활공각과 공기역학적 품질을 확인할 수 있습니다.
평균적으로 비행기의 속도는 5-6m / s로 그리 작지 않습니다.
공기 역학적 품질 - 약 8.
8. 실험 요구 사항, 엔지니어링 작업.
비행 조건을 재현하려면 최대 8m/s의 층류와 양력 및 항력을 측정하는 기능이 필요합니다. 공기역학 연구의 고전적인 방법은 풍동입니다. 우리의 경우 비행기 자체가 크기와 속도가 작고 제한된 크기의 튜브에 직접 놓을 수 있다는 사실로 상황이 단순화됩니다.
따라서 블로운 모델이 원본과 치수가 크게 다른 경우 레이놀즈 수의 차이로 인해 측정 중 보정이 필요한 상황에 의해 방해받지 않습니다.
파이프 섹션이 300x200mm이고 유속이 최대 8m/s인 경우 최소 1000m3/h 용량의 팬이 필요합니다. 유량을 변경하려면 엔진 속도 컨트롤러가 필요하고 측정을 위해서는 적절한 정확도의 풍속계가 필요합니다. 속도계는 디지털일 필요가 없습니다. 각도 눈금이 있는 편향된 판이나 정확도가 더 높은 액체 풍속계를 사용하면 충분히 가능합니다.
풍동은 오래전부터 알려져 왔으며 Mozhaisky가 연구에 사용했으며 Tsiolkovsky와 Zhukovsky가 이미 자세히 개발했습니다. 현대 기술근본적으로 바뀌지 않은 실험.
항력과 양력을 측정하기 위해 공기 역학적 균형이 사용되어 여러 방향(이 경우 두 방향)의 힘을 결정할 수 있습니다.
9. 풍동 사진. 파이프 특성 개요, 공기역학적 균형.
데스크탑 풍동은 충분히 강력한 산업용 팬을 기반으로 구현되었습니다. 측정 챔버에 들어가기 전에 흐름을 곧게 만드는 팬 뒤에 서로 수직인 플레이트가 있습니다. 측정 챔버의 창에는 유리가 장착되어 있습니다. 홀더용 직사각형 구멍이 하단 벽에 절단됩니다. 측정 챔버에 직접 디지털 풍속계 임펠러가 설치되어 유속을 측정합니다. 파이프는 흐름을 "부스트"하기 위해 출구에서 약간의 수축이 있으며, 이는 속도 감소를 희생시키면서 난류를 감소시킵니다. 팬 속도는 간단한 가정용 전자 컨트롤러로 제어됩니다.
파이프의 특성은 주로 팬 성능과 여권 특성의 불일치로 인해 계산 된 것보다 나쁜 것으로 나타났습니다. 유량 증가는 또한 측정 영역의 속도를 0.5m/s만큼 감소시켰습니다. 결과적으로 최대 속도- 그럼에도 불구하고 5m / s보다 약간 높지만 충분한 것으로 판명되었습니다.
파이프의 레이놀즈 수:
Re = VLρ/η = VL/ν
V(속도) = 5m/s
L(특성) = 250mm = 0.25m
ν(인자(밀도/점도)) = 0.000014 m2/s
Re = 1.25/ 0.000014 = 89285.7143
항공기에 작용하는 힘을 측정하기 위해 정확도가 0.01g인 한 쌍의 전자 보석 저울을 기반으로 하는 2자유도의 기본 공기역학적 저울이 사용되었습니다. 항공기는 직각으로 두 개의 랙에 고정되어 첫 번째 저울의 플랫폼에 장착되었습니다. 그것들은 차례로 두 번째 저울에 수평력을 전달하는 레버로 움직일 수 있는 플랫폼에 놓였습니다.
측정에 따르면 정확도는 기본 모드에 대해 상당히 충분합니다. 다만 각도를 고정하기가 어려웠기 때문에 마킹이 있는 적절한 장착 방식을 개발하는 것이 좋다.
10. 실험 결과.
모델을 퍼지할 때 두 가지 주요 매개변수가 측정되었습니다. 주어진 각도. 특성군은 각 항공기의 거동을 설명하기에 충분히 현실적인 값으로 구성되었습니다. 결과는 속도에 대한 척도의 추가 정규화와 함께 그래프로 요약됩니다.
11. 세 가지 모델에 대한 곡선의 관계.
모델 번호 1.
황금 의미. 디자인은 재료 - 종이에 해당합니다. 날개의 강도는 길이에 해당하고, 무게 배분은 최적이므로 적절하게 접힌 항공기는 정렬이 잘 되어 매끄럽게 날아갑니다. 이러한 품질과 조립 용이성의 조합이 이 디자인을 인기 있게 만들었습니다. 속도는 두 번째 모델보다 느리지만 세 번째 모델보다는 큽니다. 고속에서는 넓은 꼬리가 이미 간섭하기 시작하여 이전에는 모델을 완벽하게 안정화했습니다.
모델 번호 2.
최악의 비행 특성을 가진 모델. 큰 스윕과 짧은 날개는 더 잘 작동하도록 설계되었습니다. 고속, 그러나 리프트가 충분히 자라지 않고 비행기는 실제로 창처럼 날아갑니다. 또한 비행이 제대로 안정되지 않습니다.
모델 번호 3.
"공학"학교의 대표자 - 모델은 특별한 특성으로 고안되었습니다. 높은 종횡비의 날개가 더 잘 작동하지만 항력이 매우 빠르게 증가합니다. 비행기는 천천히 날아가고 가속을 허용하지 않습니다. 종이의 강성 부족을 보완하기 위해 날개의 발가락에 수많은 주름이 사용되어 저항도 증가합니다. 그럼에도 불구하고 모델은 매우 공개적이고 잘 날아갑니다.
12. 소용돌이의 시각화에 대한 몇 가지 결과
개울에 연기의 근원을 도입하면 날개를 둘러싼 개울을보고 사진을 찍을 수 있습니다. 우리는 특별한 연기 발생기가 없었고 향을 사용했습니다. 대비를 높이기 위해 사진 처리용 특수 필터가 사용되었습니다. 연기의 밀도가 낮기 때문에 유량도 감소했습니다.
날개의 앞쪽 가장자리에서 흐름 형성.
난기류 꼬리.
또한 날개에 붙인 짧은 실을 사용하거나 끝에 실이 있는 얇은 프로브를 사용하여 흐름을 검사할 수 있습니다.
13. 매개변수와 설계 솔루션 간의 관계. 직사각형 날개로 축소된 옵션 비교. 공기역학적 중심과 무게중심의 위치와 모델의 특성.
재료로서의 종이에는 많은 한계가 있다는 점은 이미 언급되었습니다. 낮은 비행 속도의 경우 길고 좁은 날개는 최고의 품질. 실제 글라이더, 특히 기록 보유자에게도 그러한 날개가 있다는 것은 우연이 아닙니다. 그러나 종이비행기는 기술적 한계가 있어 날개가 최적이 아니다.
모델의 기하학과 비행 특성 사이의 관계를 분석하려면 영역 전달 방법을 통해 복잡한 모양을 직사각형 유사체로 가져오는 것이 필요합니다. 최고의 거래 컴퓨터 프로그램, 다른 모델을 표현할 수 있습니다. 보편적인 형태. 변환 후 설명은 기본 매개변수(스팬, 현 길이, 공기역학적 중심)로 축소됩니다.
이 양과 질량 중심의 상호 연결을 통해 특성 값을 고정할 수 있습니다. 다양한 방식행동. 이러한 계산은 이 작업의 범위를 벗어나지만 쉽게 수행할 수 있습니다. 그러나 직사각형 날개가있는 종이 비행기의 무게 중심은 델타 날개가있는 항공기의 경우 1 초 (소위 중립점)에서 기수에서 꼬리까지 1 ~ 4의 거리에 있다고 가정 할 수 있습니다.
14. 에너지 효율적인 계획. 비행 안정화.
비행 시간에 대한 세계 기록 전술.
양력 및 항력 곡선을 기반으로 손실이 가장 적은 에너지적으로 유리한 비행 모드를 찾을 수 있습니다. 이것은 장거리 라이너에서 확실히 중요하지만 종이 항공에서도 유용할 수 있습니다. 비행기를 약간 현대화하여(가장자리 구부림, 무게 재분배) 더 나은 비행 특성을 달성하거나 반대로 비행을 임계 모드로 전환할 수 있습니다.
일반적으로 종이 비행기는 비행 중에 특성을 변경하지 않으므로 특수 안정 장치 없이는 할 수 있습니다. 저항을 생성하는 꼬리를 사용하면 무게 중심을 앞으로 이동할 수 있습니다. 접힌 부분의 수직면과 날개의 횡방향 V로 인해 비행의 직선이 유지됩니다.
안정성이란 항공기가 편향되었을 때 중립 위치로 돌아가는 경향이 있음을 의미합니다. 활공각 안정성의 포인트는 항공기가 동일한 속도를 유지한다는 것입니다. 항공기가 안정적일수록 더 빠른 속도모델 #2와 동일합니다. 그러나 이러한 경향은 축소되어야 합니다. 리프트를 사용해야 하므로 최상의 종이 비행기는 대부분 중립적 안정성을 가지며 이것이 최상의 품질 조합입니다.
그러나 기존 체제가 항상 최선은 아닙니다. 가장 긴 비행에 대한 세계 기록은 매우 구체적인 전술로 세워졌습니다. 첫째, 비행기의 시작은 수직 직선으로 수행되며 단순히 던져집니다. 최대 높이. 둘째, 무게중심과 유효익면적의 상대적인 위치로 인해 정점에서 안정화된 후 비행기 자체가 정상비행을 해야 한다. 셋째, 비행기의 무게 분포가 정상적이지 않습니다. 앞쪽에 하중이 덜 가해지기 때문에 무게를 보상하지 못하는 큰 저항으로 인해 매우 빠르게 느려집니다. 동시에 날개의 양력이 급격히 떨어지고 고개를 숙이고 넘어지면서 저크와 함께 가속되지만 다시 느려지고 얼어 붙습니다. 이러한 진동(카브레이션)은 페이딩 지점의 관성으로 인해 부드러워지고 결과적으로 공기에서 보낸 총 시간이 일반 균일 활공보다 더 깁니다.
15. 주어진 특성을 가진 구조의 합성에 대해 조금.
종이 평면의 주요 매개변수와 이들의 관계를 결정하고 분석 단계를 완료하면 다음을 기반으로 하는 합성 문제로 진행할 수 있다고 가정합니다. 필요한 요구 사항새로운 구조를 만듭니다. 실증적으로 전 세계의 아마추어들이 하고 있고, 디자인의 수는 1000개를 넘어섰습니다. 그러나 그러한 연구를 하는 데 특별한 장애가 없는 것처럼 그러한 작업에 대한 최종적인 수치적 표현은 없습니다.
16. 실용적인 비유. 날다람쥐. 윙 스위트.
종이 비행기는 무엇보다도 하늘로의 첫걸음을 내딛는 기쁨의 원천이자 멋진 그림일 뿐입니다. 급등의 유사한 원리는 적어도 우리 차선에서 경제적으로 그다지 중요하지 않은 날다람쥐에 의해서만 실제로 사용됩니다.
종이 비행기의 보다 실용적인 등가물은 수평 비행을 허용하는 스카이다이버를 위한 윙슈트인 "윙 슈트(Wing suite)"입니다. 그건 그렇고, 그러한 양복의 공기 역학적 품질은 종이 비행기의 품질보다 낮습니다. 3 이하입니다.
17. 마인드맵으로 돌아가라. 개발 수준입니다. 연구의 추가 개발을 위한 떠오르는 질문과 옵션.
완료된 작업을 고려하여 작업 완료를 나타내는 마인드 맵에 색상을 적용할 수 있습니다. 여기서 녹색은 만족할 만한 수준에 있는 점, 연한 녹색은 일부 제한 사항이 있는 문제, 노란색은 영향을 받았지만 필요한 정도로 개발되지 않은 영역, 빨간색은 유망한 추가 연구가 필요한 지점을 나타냅니다.
18. 결론.
작업 결과 종이 비행기 비행의 이론적 기반이 연구되고 실험이 계획되고 수행되어 다양한 디자인에 대한 수치 매개 변수와 그 사이의 일반적인 관계를 결정할 수 있었습니다. 현대 공기 역학의 관점에서 복잡한 비행 메커니즘도 영향을 받습니다.
비행에 영향을 미치는 주요 매개변수가 설명되고 포괄적인 권장 사항이 제공됩니다.
전반적으로 마인드맵을 기반으로 지식분야의 체계화를 시도하였고, 향후 연구의 주요 방향을 제시하였다.
19. 참고 문헌 목록.
1. 종이 비행기 공기 역학 [전자 자료] / Ken Blackburn - 액세스 모드: http://www.paperplane.org/paero.htm, 무료. - 자글. 화면에서. - 야즈. 영어
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3. Stakhursky A. 숙련된 손을 위해: 탁상용 풍동. N.M.의 이름을 딴 젊은 기술자를 위한 중앙역 Shvernik - M .: 소련 문화부. 인쇄산업본부, 13번가 인쇄소, 1956. - 8 p.
4. Merzlikin V. 무선 조종 글라이더 모델. - 남: 출판사 DOSAAF 소련, 1982. - 160 p.
5. A.L. 스타센코. 비행 물리학. - 남: 과학. 물리 및 수학 문학의 주요 판, 1988, - 144 p.
종이 비행기를 만들려면 흰색 또는 유색의 직사각형 종이 시트가 필요합니다. 원하는 경우 노트북, xerox, 신문 용지 또는 기타 사용 가능한 용지를 사용할 수 있습니다.
미래 항공기의 기초 밀도를 평균에 더 가깝게 선택하여 멀리 날아가는 동시에 접는 것이 너무 어렵지 않습니다 (일반적으로 너무 두꺼운 종이에 접힌 부분을 수정하기가 어렵습니다 고르지 않게 나타납니다).
초보 종이 접기 애호가는 어린 시절부터 모든 사람에게 친숙한 가장 간단한 비행기 모델로 시작하는 것이 좋습니다.
지침에 따라 비행기를 접는 데 실패한 사람들을 위해 다음 비디오 자습서가 있습니다.
학교에서 이 옵션에 지쳐서 종이 항공기 제작 기술을 확장하고 싶다면 이전 모델의 두 가지 간단한 변형을 단계별로 수행하는 방법을 알려 드리겠습니다.
단계별 사진 지침
접는 방식
방금 손으로 만든 종이 비행기를 올바르게 발사하는 방법을 배우고 싶습니까? 그런 다음 관리 규칙을주의 깊게 읽으십시오.
모든 규칙을 따랐지만 여전히 모델이 원하는 대로 비행하지 않으면 다음과 같이 개선해 보십시오.
우리는 또한 멀리있을뿐만 아니라 엄청나게 긴 비행이 가능한 흥미로운 항공기 모델의 제조 및 테스트에 대한 비디오 지침을 제공합니다.
이제 자신의 능력에 자신감이 생겼고 이미 간단한 비행기를 접고 발사하는 방법을 배웠으므로 더 복잡한 종이 비행기를 만드는 방법을 알려주는 지침을 제공합니다.
실행 계획
단계별 실행 방식
페이퍼 파이터가 준비되었습니다!
제조 지침:
주어진 사진 및 비디오 지침에 따라 몇 분 안에 자신의 손으로 종이 비행기를 만들 수 있습니다. 가지고 놀면서 당신과 당신의 아이들에게 즐겁고 재미있는 오락이 될 것입니다!
놀라운 사실
우리 중 많은 사람들이 종이 비행기를 보았거나 만들어 본 적이 있으며 비행기를 띄우고 하늘로 치솟는 모습을 지켜보았습니다.
종이 비행기를 처음으로 만든 사람과 그 이유를 궁금해 한 적이 있습니까?
오늘날 종이 비행기는 어린이뿐만 아니라 엔지니어와 디자이너와 같은 심각한 항공기 제조 회사에서도 만듭니다.
종이비행기가 어떻게, 언제, 무엇을 위해 사용되었고 아직도 사용되고 있는지 여기에서 확인할 수 있습니다.
* 최초의 종이비행기는 약 2,000년 전에 만들어졌습니다. 종이 비행기를 만드는 아이디어를 처음으로 생각해 낸 사람은 파피루스로 날아 다니는 연을 만드는 것을 좋아했던 중국인이라고 믿어집니다.
* Montgolfier 형제 Joseph-Michel과 Jacques-Etienne도 비행을 위해 종이를 사용하기로 결정했습니다. 발명한 사람들이다. 풍선그리고 그것을 위해 종이를 사용했습니다. 18세기에 일어난 일입니다.
* Leonardo da Vinci는 종이를 사용하여 오르니톱터(비행기) 모델을 만드는 방법에 대해 썼습니다.
* 20세기 초, 항공기 잡지는 종이 비행기의 이미지를 사용하여 공기역학의 원리를 설명했습니다.
참조: 종이 비행기를 만드는 방법
* Wright 형제는 최초의 사람을 태울 수 있는 항공기를 만들기 위해 종이 비행기와 풍동에 날개를 사용했습니다.
* 1930년대에 영국의 예술가이자 엔지니어인 Wallis Rigby가 그의 첫 종이 비행기를 디자인했습니다. 이 아이디어는 그와 협력하고 조립하기 쉬운 종이 모델을 출판하기 시작한 여러 출판사에게 흥미로워 보였습니다. Rigby가 흥미로운 모델뿐만 아니라 비행 모델도 만들려고 노력했다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
* 또한 1930년대 초반에 Lockheed Corporation의 Jack Northrop은 테스트 목적으로 비행기와 날개의 여러 종이 모델을 사용했습니다. 이것은 실제 대형 항공기를 만들기 전에 수행되었습니다.
* 제2차 세계 대전 중 많은 정부가 플라스틱, 금속, 목재와 같은 재료를 전략적으로 중요하게 여겨 사용을 제한했습니다. 종이는 장난감 산업에서 보편화되고 매우 인기가 있습니다. 이것이 종이 모델링을 대중적으로 만든 이유입니다.
* 소련에서는 종이 모델링도 매우 인기가있었습니다. 1959년 P. L. Anokhin의 책 "Paper Flying Models"가 출판되었습니다. 그 결과 이 책은 수년 동안 모델러들 사이에서 큰 인기를 끌었습니다. 거기에서 항공기 제작의 역사와 종이 모델링에 대해 배울 수 있습니다. 모든 종이 모델은 원본이었습니다. 예를 들어 Yak 항공기의 비행 종이 모델을 찾을 수 있습니다.
*종이비행기협회에 따르면 EVA발사 종이비행기는 날지 않고 직선으로 활공한다. 종이 비행기가 어떤 물체와 충돌하지 않으면 우주에서 영원히 날아갈 수 있습니다.
* 가장 비싼 종이 비행기는 다음 우주 비행 중 우주 왕복선에 사용되었습니다. 셔틀을 타고 비행기를 우주로 보내는 데 사용된 연료 비용만 해도 이 종이 비행기를 가장 비싸게 부르기에 충분합니다.
* 종이비행기의 가장 큰 날개폭은 12.22cm로, 날개를 가진 비행기는 벽에 부딪히기 전에 거의 35미터를 날 수 있습니다. 이러한 항공기는 네덜란드 델프트에 있는 폴리테크닉 연구소의 항공 및 로켓 공학 학부 학생 그룹이 제작했습니다.
발사는 1995년 항공기가 건물 내부에서 3미터 높이의 플랫폼에서 발사되었을 때 수행되었습니다. 규칙에 따르면 비행기는 약 15미터를 비행해야 했습니다. 제한된 공간이 아니었다면 훨씬 더 멀리 날아갔을 것이다.
* 과학자, 엔지니어 및 학생은 종이 비행기를 사용하여 공기 역학을 연구합니다. 국립 항공 및 연구 관리국 대기권 밖(NASA)는 우주 왕복선을 타고 종이 비행기를 우주로 보냈습니다.
* 종이 비행기를 만들 수 있습니다 다양한 형태. 기록 보유자 켄 블랙번(Ken Blackburn)에 따르면 "X" 모양으로 만들어진 비행기, 후프 또는 미래형 우주선은 제대로만 하면 단순한 종이 비행기처럼 날 수 있습니다.
* NASA 전문가와 우주비행사 학생들을 위한 마스터 클래스 개최그의 격납고에서 연구 센터 1992년. 그들은 함께 날개 길이가 최대 9미터인 대형 종이 비행기를 만들었습니다.
* 가장 작은 종이접기 비행기는 일본의 나이토 씨가 현미경으로 만든 것입니다. 그는 2.9제곱미터 크기의 종이로 비행기를 접었습니다. 밀리미터. 일단 비행기는 재봉 바늘 끝에 놓였습니다.
* 종이비행기 중 가장 긴 비행은 2010년 12월 19일에 이루어졌으며 일본 종이접기 비행기 협회 회장인 Takuo Toda가 발사했습니다. 히로시마현 후쿠야마시에서 발사된 그의 모델의 비행 시간은 29.2초였습니다.
도다 타쿠오 비행기 만드는 법
로봇은 종이 비행기를 조립
파나이오토프 게오르기
목적:다음과 같은 특성을 가진 항공기를 설계하십시오. 최대 범위그리고 비행시간.
작업:
1차 출처에서 얻은 정보를 분석합니다.
에어로가미의 고대 동양 예술의 요소를 연구합니다.
종이로 항공기를 설계하는 기술인 공기역학의 기초에 대해 알아봅니다.
구성된 모델을 테스트합니다.
정확하고 효과적인 모델 출시를 위한 기술 개발
프리젠테이션 미리보기를 사용하려면 자신의 계정을 만드십시오( 계정) Google 및 로그인: https://accounts.google.com
연구 작업 "다양한 종이 항공기 모델의 비행 특성 조사"
가설: 항공기의 비행 특성은 모양에 달려 있다고 가정할 수 있습니다.
실험 번호 1 "날개 생성 원리" 스트립의 상부 표면을 따라 움직이는 공기는 스트립 아래의 정지된 공기보다 더 적은 압력을 가합니다. 그는 스트립을 들어 올립니다.
실험 번호 2 움직이는 공기는 시트 아래에 있는 정지된 공기보다 더 적은 압력을 가합니다.
실험 번호 3 "Blow" 스트립 가장자리의 고요한 공기는 스트립 사이에서 움직이는 공기보다 더 많은 압력을 가합니다. 압력 차이는 스트립을 서로 밀어냅니다.
시험: 모델 #1 시험 범위 #1 6m 40cm #2 10m 45cm #3 8m
시험: 모델 #2 시험 범위 #1 10m 20cm #2 14m #3 16m 90cm
시험: 모델 #3 시험 범위 #1 13m 50cm #2 12m #3 13m
시험: 모델 #4 시험 범위 #1 13m 60cm #2 19m 70cm #3 21m 60cm
시험: 모델 #5 시험 범위 #1 9m 20cm #2 13m 20cm #3 10m 60cm
테스트 결과: 레인지 챔피언 모델 #4 에어타임 챔피언 모델 #5
결론: 항공기의 비행 특성은 모양에 따라 다릅니다.
소개
하늘을 나는 은빛 새인 비행기를 볼 때마다 나는 지구의 중력을 쉽게 극복하고 하늘의 바다를 쟁기질하는 힘에 감탄하며 스스로에게 질문합니다.
인간은 항상 "새처럼" 하늘로 올라가는 꿈을 꾸었고 고대부터 그의 꿈을 실현하기 위해 노력했습니다. 20세기에 항공은 너무 빠르게 발전하기 시작하여 인류는 이 복잡한 기술의 많은 원본을 구할 수 없었습니다. 그러나 많은 샘플이 축소된 모델의 형태로 박물관에 보존되어 실제 기계의 거의 완전한 그림을 제공합니다.
논리적인 기술적 사고를 개발할 뿐만 아니라 종이, 재료 과학, 항공기 설계 및 제작 기술을 활용하는 실용적인 기술에 합류하는 데 도움이 되기 때문에 이 주제를 선택했습니다. 그리고 가장 중요한 것은 나만의 항공기를 만드는 것입니다.
우리는 가설을 세웠다 - 항공기의 비행 특성은 모양에 따라 달라진다고 가정할 수 있습니다.
우리는 다음과 같은 연구 방법을 사용했습니다.
목적: 최대 범위 및 비행 시간과 같은 특성을 가진 항공기를 설계하십시오.
작업:
1차 출처에서 얻은 정보를 분석합니다.
에어로가미의 고대 동양 예술의 요소를 연구합니다.
종이로 항공기를 설계하는 기술인 공기역학의 기초에 대해 알아봅니다.
구성된 모델을 테스트합니다.
정확하고 효과적인 모델 출시를 위한 기술 개발
연구의 기초로 일본 종이접기 예술의 한 분야를 택했습니다.에어로가미 (일본어 "gami"- 종이 및 라틴어 "aero"- 공기에서).
공기 역학(그리스어 aer - air와 dinamis - force)은 물체가 공중에서 움직일 때 발생하는 힘의 과학입니다. 공기 덕분에 물리적 특성, 진행을 거부합니다. 고체. 동시에 공기 역학에서 연구하는 물체와 공기 사이에 상호 작용력이 발생합니다.
공기역학은 이론적 근거현대 항공. 모든 항공기는 공기역학 법칙에 따라 비행합니다. 따라서 항공기 설계자에게 공기역학의 기본 법칙에 대한 지식은 유용할 뿐만 아니라 단순히 필요합니다. 공기역학 법칙을 연구하는 동안 나는 일련의 관찰과 실험을 수행했습니다. 항공기", "날개를 만드는 원리", "날리기" 등
설계.
종이비행기를 접는 것은 생각보다 쉽지 않다. 행동은 자신감 있고 정확해야 하며 접혀야 합니다. 완벽하게 직선적이고 올바른 위치에 있어야 합니다. 단순한 디자인은 관대하지만 복잡한 디자인에서는 몇 가지 불완전한 각도로 인해 조립 프로세스가 막다른 골목에 이를 수 있습니다. 또한 접기가 의도적으로 매우 정확하지 않아야 하는 경우가 있습니다.
예를 들어, 마지막 단계 중 하나에서 두꺼운 샌드위치 구조를 반으로 접어야 하는 경우 접기 시작 부분에서 두께를 조정하지 않으면 접기가 작동하지 않습니다. 그러한 것들은 도표로 설명되지 않고 경험과 함께 나옵니다. 그리고 모델의 대칭성과 정확한 무게 분포가 얼마나 잘 날 것인지를 결정합니다.
"종이 항공"의 핵심은 무게 중심의 위치입니다. 생성하여 다양한 디자인, 본격적인 날개, 안정판, 용골을 형성하기 위해 더 많은 종이를 넣어 항공기의 기수를 더 무겁게 만들 것을 제안합니다. 그 다음에 종이 비행기실제처럼 제어할 수 있습니다.
예를 들어 실험을 통해 종이 용골을 약간 돌리고 실제 플랩처럼 날개 뒤쪽을 구부리면 속도와 비행 경로를 조정할 수 있음을 알았습니다. 이러한 제어는 "종이 곡예"의 기초입니다.
항공기 설계는 건설 목적에 따라 크게 다릅니다. 예를 들어, 장거리 비행을 위한 항공기는 모양이 다트와 비슷합니다. 좁고 길고 단단하며 무게 중심이 기수 쪽으로 확연하게 이동합니다. 가장 긴 비행을 위한 비행기는 단단하지 않지만 날개 폭이 크고 균형이 잘 잡혀 있습니다. 균형은 거리에서 발사되는 항공기에 매우 중요합니다. 불안정한 공기 변동에도 불구하고 올바른 위치를 유지해야 합니다. 실내 발사 항공기는 기수를 아래로 향하는 무게 중심의 이점을 얻습니다. 이러한 모델은 더 빠르고 안정적으로 비행하며 시작하기 쉽습니다.
테스트
처음에 높은 결과를 얻으려면 마스터해야 합니다. 정확한 기술던지다.
추가 문제(바람) 외에 야외에서 발사하면 추가적인 이점이 있습니다. 공기의 상승기류를 사용하면 비행기가 믿을 수 없을 정도로 멀리 그리고 길게 날 수 있습니다. 예를 들어, 큰 다층 건물 근처에서 강한 상승 기류를 찾을 수 있습니다. 벽에 부딪히면 바람의 방향이 수직으로 바뀝니다. 더 친근한 에어 쿠션화창한 날 주차장에서 찾을 수 있습니다. 어두운 아스팔트는 매우 뜨거워지고 그 위의 뜨거운 공기는 부드럽게 올라갑니다.
주요 부분
1.1 관찰 및 실험
관찰
항공기 형태의 선택.(부속서 11)
