Ser pai de praticamente um graduado ensino médio, foi atraído para estória engraçada com um final inesperado. Tem uma parte educacional e uma parte política comovente da vida.
Post na véspera do Dia da Cosmonáutica. Física Avião de papel.
Pouco antes do ano novo, a filha decidiu verificar o próprio progresso e descobriu que o aluno físico, ao preencher o diário retroativo, instruiu alguns quatros extras e a nota semestral oscila entre "5" e "4". Aqui você precisa entender que a física no 11º ano é uma disciplina não central, para dizer o mínimo, todo mundo está ocupado treinando para a admissão e um péssimo exame, mas em pontuação total ela influencia. Com o coração gemendo, por razões pedagógicas, foi-me negada a intervenção - como resolver você mesmo. Ela se preparou, veio descobrir, reescreveu algum independente ali mesmo e conseguiu cinco meses de seis. Tudo ficaria bem, mas a professora pediu, como parte da resolução do problema, para se inscrever no Volga conferência científica(Kazan University) para a seção "Física" e escreva algum relatório. A participação de um aluno neste shnyaga é levada em consideração na certificação anual dos professores, enfim, do tipo “então vamos fechar o ano com certeza”. O professor pode ser entendido, normal, em geral, um acordo.
A criança carregou tudo, foi para a comissão organizadora, pegou as regras de participação. Como a menina é bastante responsável, ela começou a pensar e a inventar algum assunto. Naturalmente, ela se voltou para mim, o intelectual técnico mais próximo da era pós-soviética, para obter conselhos. Havia uma lista de vencedores de conferências anteriores na Internet (eles dão diplomas de três graus), isso nos orientou, mas não ajudou. Os relatórios consistiam em duas variedades, uma - "nanofiltros em inovações de petróleo", a segunda - "fotografias de cristais e um metrônomo eletrônico". Para mim, o segundo tipo é normal - as crianças devem cortar um sapo e não esfregar os copos para os subsídios do governo, mas não tínhamos muitas ideias. Eu tinha que seguir as regras, algo como "a preferência é dada trabalho independente e experimentos".
Decidimos que faríamos algum tipo de reportagem engraçada, visual e legal, sem zaum e nanotecnologias - vamos divertir o público, a participação nos basta. O tempo foi um mês e meio. Copiar e colar era fundamentalmente inaceitável. Depois de pensar um pouco, decidimos pelo tema - "Física de um avião de papel". Certa vez, passei minha infância modelando aeronaves e minha filha adora aviões, então o assunto é mais ou menos próximo. Era necessário fazer um estudo prático completo de orientação física e, de fato, escrever um artigo. A seguir, postarei o resumo deste trabalho, alguns comentários e ilustrações/fotos. No final haverá o fim da história, o que é lógico. Se você estiver interessado, responderei às perguntas com fragmentos já detalhados.
Descobriu-se que o avião de papel tem um estol complicado no topo da asa, que forma uma zona curva semelhante a um aerofólio completo.
Três modelos diferentes foram levados para experimentos.
Modelo nº 1. O design mais comum e conhecido. Via de regra, a maioria o imagina ao ouvir a expressão “avião de papel”.
Modelo número 2. "Flecha" ou "Lança". Um modelo característico com um ângulo de asa agudo e uma suposta alta velocidade.
Modelo número 3. Modelo com asa de alta relação de aspecto. Desenho especial, montado no lado largo da chapa. Supõe-se que tenha bons dados aerodinâmicos devido à asa de alta relação de aspecto.
Todos os aviões foram montados a partir de folhas idênticas de papel A4. A massa de cada aeronave é de 5 gramas.
Para determinar os parâmetros básicos, foi realizado um experimento simples - o vôo de um avião de papel foi registrado por uma câmera de vídeo contra o fundo de uma parede com marcações métricas. Como o intervalo de quadros para gravação de vídeo (1/30 segundo) é conhecido, a velocidade de deslizamento pode ser facilmente calculada. De acordo com a queda de altitude, o ângulo de planeio e a qualidade aerodinâmica da aeronave são encontrados nos quadros correspondentes.
Em média, a velocidade de um avião é de 5 a 6 m / s, o que não é tão pouco.
Qualidade aerodinâmica - cerca de 8.
Para recriar as condições de voo, precisamos de fluxo laminar de até 8 m/s e a capacidade de medir sustentação e arrasto. O método clássico de tal pesquisa é o túnel de vento. Em nosso caso, a situação é simplificada pelo fato de o próprio avião ter pequenas dimensões e velocidade e poder ser colocado diretamente em um tubo de dimensões limitadas. Portanto, não somos prejudicados pela situação em que o modelo soprado difere significativamente em tamanho de o original, que, devido à diferença nos números de Reynolds, requer compensação durante as medições.
Com uma seção de tubo de 300x200 mm e uma vazão de até 8 m / s, precisamos de um ventilador com capacidade de pelo menos 1000 metros cúbicos / hora. Para alterar a vazão, é necessário um controlador de rotação do motor e, para medição, um anemômetro com precisão adequada. O medidor de velocidade não precisa ser digital, é bem possível conseguir com uma placa defletida com graduações de ângulo ou um anemômetro de líquido, que tem maior precisão.
O túnel de vento é conhecido há muito tempo, Mozhaisky o usou em pesquisas e Tsiolkovsky e Zhukovsky já o desenvolveram em detalhes tecnologia moderna experimento, que não mudou fundamentalmente.
O túnel de vento de mesa foi implementado com base em um ventilador industrial suficientemente potente. Placas mutuamente perpendiculares estão localizadas atrás do ventilador, que endireitam o fluxo antes de entrar na câmara de medição. As janelas na câmara de medição são equipadas com vidro. Um orifício retangular para suportes é cortado na parede inferior. Diretamente na câmara de medição, um impulsor de anemômetro digital é instalado para medir a velocidade do fluxo. A tubulação tem uma leve constrição na saída para “aumentar” a vazão, o que reduz a turbulência em detrimento da redução da velocidade. A velocidade do ventilador é controlada por uma casa simples regulador eletrônico.
As características do tubo mostraram-se piores do que as calculadas, principalmente devido à discrepância entre o desempenho do ventilador e as características do passaporte. O aumento de fluxo também reduziu a velocidade na zona de medição em 0,5 m/s. Como resultado, a velocidade máxima é ligeiramente superior a 5 m/s, o que, no entanto, acabou sendo suficiente.
Número de Reynolds para tubo:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (velocidade) = 5m/s
L (característica) = 250mm = 0,25m
ν (coeficiente (densidade/viscosidade)) = 0,000014 m^2/s
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143
Para medir as forças atuantes na aeronave, foram utilizadas balanças aerodinâmicas elementares com dois graus de liberdade baseadas em um par de balanças eletrônicas de joalheria com precisão de 0,01 grama. A aeronave foi fixada em dois racks em ângulo reto e montada na plataforma das primeiras balanças. Estas, por sua vez, foram colocadas sobre uma plataforma móvel com uma alavanca de transmissão de força horizontal para as segundas balanças.
As medições mostraram que a precisão é suficiente para os modos básicos. No entanto, era difícil fixar o ângulo, por isso é melhor desenvolver um esquema de montagem apropriado com marcações.
Ao purgar os modelos, dois parâmetros principais foram medidos - a força de arrasto e a força de elevação, dependendo da velocidade do fluxo em dado ângulo. Uma família de características foi construída com valores suficientemente realistas para descrever o comportamento de cada aeronave. Os resultados são resumidos em gráficos com maior normalização da escala em relação à velocidade.
Modelo nº 1.
Média dourada. O design corresponde ao material - papel. A força das asas corresponde ao comprimento, a distribuição de peso é ideal, portanto, uma aeronave devidamente dobrada está bem alinhada e voa suavemente. É a combinação dessas qualidades e facilidade de montagem que tornou esse design tão popular. A velocidade é menor que o segundo modelo, mas maior que o terceiro. Em altas velocidades, a cauda larga já começa a interferir, o que antes estabilizava perfeitamente o modelo.
Modelo número 2.
Modelo com as piores características de voo. A varredura grande e as asas curtas são projetadas para funcionar melhor em altas velocidades, que é o que acontece, mas a sustentação não cresce o suficiente e o avião realmente voa como uma lança. Além disso, não se estabiliza adequadamente em vôo.
Modelo número 3.
O representante da escola de "engenharia" - o modelo foi especialmente concebido com características especiais. As asas de alta proporção funcionam melhor, mas o arrasto aumenta muito rapidamente - o avião voa devagar e não tolera aceleração. Para compensar a falta de rigidez do papel, são utilizadas inúmeras dobras na ponta da asa, o que também aumenta a resistência. No entanto, o modelo é muito revelador e voa bem.
Alguns resultados na visualização de vórtices
Se você introduzir uma fonte de fumaça no riacho, poderá ver e fotografar os riachos que contornam a asa. Não tínhamos geradores de fumaça especiais à nossa disposição, usávamos incensos. Para aumentar o contraste, um filtro de processamento de fotos foi usado. A taxa de fluxo também diminuiu porque a densidade da fumaça era baixa.
Formação de fluxo no bordo de ataque da asa.
Cauda turbulenta.
Além disso, os fluxos podem ser examinados usando fios curtos colados na asa ou com uma sonda fina com um fio na ponta.
É claro que um avião de papel é, antes de tudo, apenas uma fonte de alegria e uma ilustração maravilhosa para o primeiro passo no céu. Um princípio semelhante de vôo na prática é usado apenas por esquilos voadores, que não são de grande importância econômica nacional, pelo menos em nossa pista.
Um equivalente mais prático de um avião de papel é o "Wing suite" - um macacão para paraquedistas que permite o vôo horizontal. A propósito, a qualidade aerodinâmica de tal traje é menor que a de um avião de papel - não mais que 3.
Eu criei o tema, o plano - 70%, edição teórica, peças de ferro, edição geral, plano de fala.
Ela coletou toda a teoria, até a tradução dos artigos, medições (muito trabalhosas, diga-se de passagem), desenhos/gráficos, texto, literatura, apresentação, relatório (foram muitas dúvidas).
Estou pulando a seção onde visão geral são considerados os problemas de análise e síntese, que permitem construir a sequência inversa - o desenho de um avião segundo características dadas.
Levando em consideração o trabalho realizado, podemos aplicar uma coloração no mapa mental indicando a conclusão das tarefas. Verde indica pontos que estão em nível satisfatório, verde claro - questões que apresentam algumas limitações, amarelo - áreas afetadas, mas não adequadamente desenvolvidas, vermelho - promissoras, que precisam de pesquisas adicionais (financiamento é bem-vindo).
O mês passou despercebido - a filha estava cavando na Internet, enfiando um cachimbo na mesa. Balanças semicerradas, aviões explodiram além da teoria. A saída acabou sendo 30 páginas de texto decente com fotografias e gráficos. O trabalho foi enviado para o tour de correspondência (apenas alguns milhares de trabalhos em todas as seções). Um mês depois, que horror, postaram uma lista de relatos presenciais, onde o nosso estava lado a lado com o resto dos nanocrocodilos. A criança suspirou tristemente e começou a esculpir uma apresentação por 10 minutos. Eles imediatamente descartaram a leitura - para falar, de forma tão vívida e significativa. Antes do evento, eles realizaram uma corrida com cronometragem e protestos. De manhã, um orador sonolento com a sensação certa de “não me lembro e não sei de nada” bebeu na KSU.
No final do dia, comecei a me preocupar, sem resposta - sem alô. Houve um estado tão instável quando você não entende se uma piada arriscada foi um sucesso ou não. Eu não queria que o adolescente de alguma forma se desviasse dessa história. Descobriu-se que tudo estava atrasado e seu relatório caiu até às 16h. A criança mandou um SMS - “ela contou tudo, o júri ri”. Bem, eu acho, ok, obrigado pelo menos não repreenda. E cerca de uma hora depois - "diploma de primeiro grau". Isso foi completamente inesperado.
Pensamos em qualquer coisa, mas no contexto de uma pressão completamente selvagem de tópicos e participantes de lobby, obter o primeiro prêmio por um trabalho bom, mas informal, é algo de uma época completamente esquecida. Depois disso, ela já disse que o júri (bastante competente, diga-se de passagem, nada menos que o CFM) acertou os nanotecnólogos zumbis na velocidade da luz. Aparentemente, todos estão tão fartos nos círculos científicos que colocam incondicionalmente uma barreira tácita ao obscurantismo. Chegou ao ridículo - a pobre criança leu alguns cientismos selvagens, mas não conseguiu responder em que o ângulo foi medido durante seus experimentos. Líderes científicos influentes ficaram um pouco pálidos (mas se recuperaram rapidamente), é um mistério para mim por que eles tiveram que arranjar tal desgraça, mesmo às custas das crianças. Como resultado, todos os prêmios foram dados a caras legais com olhos normais e vivos e bons tópicos. O segundo diploma, por exemplo, foi dado a uma menina com um modelo do motor Stirling, que o lançou rapidamente no departamento, mudou rapidamente de modo e comentou significativamente todo tipo de situação. Outro diploma foi dado a um cara que estava sentado em um telescópio universitário e procurando algo ali sob a orientação de um professor que claramente não permitia nenhuma "ajuda" externa. Essa história me deu alguma esperança. No que é a vontade das pessoas comuns e normais para a ordem normal das coisas. Não um hábito de uma injustiça predeterminada, mas uma prontidão para esforços para restaurá-la.
No dia seguinte, na cerimônia de premiação, o presidente da comissão de seleção abordou os vencedores e disse que todos foram matriculados antes do previsto na Faculdade de Física da KSU. Se quiserem entrar, basta trazer documentos fora da competição. Esse benefício, aliás, realmente existiu uma vez, mas agora foi oficialmente cancelado, assim como preferências adicionais para medalhistas e olimpíadas (exceto, ao que parece, os vencedores das olimpíadas russas), foram canceladas. Ou seja, foi uma iniciativa pura do Conselho Acadêmico. É claro que agora há uma crise de candidatos e eles não estão ansiosos pela física, por outro lado, esta é uma das faculdades mais normais com um bom nível. Então, corrigindo os quatro, a criança ficava na primeira fila de matriculados. Não consigo imaginar como ela vai lidar com isso, vou descobrir - vou cancelar a assinatura.
Uma filha faria tal trabalho sozinha?
Ela também perguntou - como pais, eu não fiz tudo sozinho.
A minha versão é esta. Você fez tudo sozinho, entende o que está escrito em cada página e responderá a qualquer pergunta - sim. Você sabe mais sobre a região do que os presentes aqui e seus conhecidos - sim. Eu entendi a tecnologia geral de um experimento científico desde o início de uma ideia até o resultado + estudos paralelos - sim. Fez um ótimo trabalho, sem dúvida. Ela apresentou este trabalho de forma geral, sem patrocínio - sim. Protegido - ok. O júri é qualificado - sem dúvida. Então este é o prêmio da conferência estudantil.
Sou engenheiro acústico, uma pequena empresa de engenharia, me formei em engenharia de sistemas na aviação, ainda estudei depois.
Avião de papel(avião) - um avião de brinquedo feito de papel. É provavelmente a forma mais comum de aerogami, um ramo do origami (a arte japonesa de dobrar papel). Em japonês, tal aeronave é chamada 紙飛行機 (kami hikoki; kami=papel, hikoki=avião).
Este brinquedo é popular devido à sua simplicidade - é fácil de fazer, mesmo para iniciantes na arte de dobrar papel. O avião mais simples requer apenas seis etapas para completar a dobragem. Além disso, um avião de papel pode ser dobrado em papelão.
Acredita-se que o uso de papel para fazer brinquedos começou há 2.000 anos na China, onde fazer pipas e voar era um passatempo popular. Embora esse evento possa ser visto como a origem dos modernos aviões de papel, é impossível dizer com certeza onde exatamente ocorreu a invenção da pipa; com o passar do tempo, surgiram designs cada vez mais bonitos, bem como tipos de pipas com características de velocidade e/ou elevação aprimoradas.
A data mais antiga conhecida para a criação de aviões de papel é 1909. No entanto, a versão mais comum da época da invenção e o nome do inventor é 1930, Jack Northrop é co-fundador da Lockheed Corporation. A Northrop usou aviões de papel para testar novas ideias enquanto construía aviões reais. Por outro lado, é possível que os aviões de papel fossem conhecidos desde a Inglaterra vitoriana.
Paper Planes, um filme infantil dirigido por Robert Connolly, ganhou o Grand Prix no festival de cinema australiano CinéfestOz. “Este encantador filme infantil também atrairá os pais. Crianças e adultos brincam maravilhosamente. E eu simplesmente invejo o diretor por seu nível e talento”, disse Bruce Beresford, presidente do júri do festival. O diretor Robert Connolly decidiu gastar o prêmio de $ 100.000 em viagens de trabalho ao redor do mundo para os jovens atores envolvidos no filme. O filme "Aviões de Papel" conta a história de um pequeno australiano que foi para o campeonato mundial de aviões de papel. O filme é a estreia do diretor Robert Connolly em um longa-metragem infantil.
Inúmeras tentativas de aumentar o tempo que o avião de papel permanece no ar de tempos em tempos levam à conquista das próximas barreiras neste esporte. Ken Blackburn deteve o recorde mundial por 13 anos (1983-1996) e o conquistou novamente em 8 de outubro de 1998, ao jogar um avião de papel dentro de casa para que ficasse no ar por 27,6 segundos. Este resultado foi confirmado por representantes do Guinness Book of Records e repórteres da CNN. O avião de papel usado por Blackburn pode ser classificado como um planador.
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E para que você possa participar de tais competições,
A duração do voo no tempo e o alcance da aeronave dependerão de muitas nuances. E se você quiser fazer um avião de papel com seu filho que voa por muito tempo, preste atenção aos seguintes elementos:
física do avião de papel
De mim: Apesar de o assunto ser bastante sério, ele é contado de forma vívida e interessante. Sendo o pai de um recém-formado do ensino médio, o autor da história se envolveu em uma história engraçada com um final inesperado. Tem uma parte educacional e uma parte política comovente da vida. O que se segue será discutido na primeira pessoa.
Pouco antes do ano novo, a filha decidiu verificar o próprio progresso e descobriu que o aluno físico, ao preencher o diário retroativo, instruiu alguns quatros extras e a nota semestral oscila entre "5" e "4". Aqui você precisa entender que a física do 11º ano é uma disciplina não essencial, para dizer o mínimo, todo mundo está ocupado com o treinamento para o vestibular e um péssimo exame, mas afeta a nota geral. Com o coração gemendo, por razões pedagógicas, fui recusado a intervir - como resolver você mesmo. Ela se preparou, veio descobrir, reescreveu algum independente ali mesmo e conseguiu cinco meses de seis. Tudo ficaria bem, mas o professor pediu, como parte da resolução do problema, para se inscrever na Conferência Científica do Volga (Kazan University) na seção “física” e escrever algum tipo de relatório. A participação de um aluno neste shnyaga é levada em consideração na certificação anual dos professores, enfim, do tipo “então vamos fechar o ano com certeza”. O professor pode ser entendido, normal, em geral, um acordo.
A criança carregou tudo, foi para a comissão organizadora, pegou as regras de participação. Como a menina é bastante responsável, ela começou a pensar e a inventar algum assunto. Naturalmente, ela se voltou para mim, o intelectual técnico mais próximo da era pós-soviética, para obter conselhos. Havia uma lista de vencedores de conferências anteriores na Internet (eles dão diplomas de três graus), isso nos orientou, mas não ajudou. Os relatórios consistiam em duas variedades, uma era “nanofiltros em inovações de petróleo”, a segunda era “fotografias de cristais e um metrônomo eletrônico”. Para mim, o segundo tipo é normal - as crianças devem cortar um sapo e não esfregar os copos para os subsídios do governo, mas não tínhamos muitas ideias. Eu tinha que seguir as regras, algo como "é dada preferência a trabalhos e experimentos independentes".
Levando em consideração o trabalho realizado, podemos aplicar uma coloração no mapa mental indicando a conclusão das tarefas. Verde indica pontos que estão em nível satisfatório, verde claro - questões que apresentam algumas limitações, amarelo - áreas afetadas, mas não adequadamente desenvolvidas, vermelho - promissoras, que precisam de pesquisas adicionais (financiamento é bem-vindo).
Para experimentos, 3 modelos diferentes foram tomados.
Todos os aviões foram montados a partir de folhas idênticas de papel A4. A massa de cada aeronave é de 5 gramas.
Para determinar os parâmetros básicos, foi feito o experimento mais simples- o vôo de um avião de papel foi registrado por uma câmera de vídeo contra o fundo de uma parede com marcações métricas. Como o intervalo de quadros para gravação de vídeo (1/30 segundo) é conhecido, a velocidade de deslizamento pode ser facilmente calculada. De acordo com a queda de altitude, o ângulo de planeio e a qualidade aerodinâmica da aeronave são encontrados nos quadros correspondentes.
Em média, a velocidade de um avião é de 5 a 6 m/s, o que não é tão pouco.
Qualidade aerodinâmica - cerca de 8.
Para recriar as condições de voo, precisamos de fluxo laminar de até 8 m/s e a capacidade de medir sustentação e arrasto. O método clássico de tal pesquisa é o túnel de vento. Em nosso caso, a situação é simplificada pelo fato de o próprio avião ter pequenas dimensões e velocidade e poder ser colocado diretamente em um tubo de dimensões limitadas. Portanto, não somos prejudicados pela situação em que o modelo soprado difere significativamente em tamanho de o original, que, devido à diferença nos números de Reynolds, requer compensação durante as medições.
Com uma seção de tubo de 300x200 mm e uma vazão de até 8 m / s, precisamos de um ventilador com capacidade de pelo menos 1000 metros cúbicos / hora. Para alterar a vazão, você precisa de um controlador de velocidade do motor e, para medi-la, um anemômetro com precisão adequada. O medidor de velocidade não precisa ser digital, é bem possível conseguir com uma placa defletida com graduações de ângulo ou um anemômetro de líquido, que tem maior precisão.
As características do tubo mostraram-se piores do que as calculadas, principalmente devido à discrepância entre o desempenho do ventilador e as características do passaporte. O aumento de fluxo também reduziu a velocidade na zona de medição em 0,5 m/s. Como resultado, a velocidade máxima é ligeiramente superior a 5 m/s, o que, no entanto, acabou sendo suficiente.
Número de Reynolds para tubo:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (velocidade) = 5m/s
L (característica) = 250mm = 0,25m
ν (fator (densidade/viscosidade)) = 0,000014 m2/s
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143
As medições mostraram que a precisão é suficiente para os modos básicos. No entanto, era difícil fixar o ângulo, por isso é melhor desenvolver um esquema de montagem apropriado com marcações.
Modelo nº 1.
Média dourada. O design é o mais próximo possível do material - papel. A força das asas corresponde ao comprimento, a distribuição de peso é ideal, portanto, uma aeronave devidamente dobrada está bem alinhada e voa suavemente. É a combinação dessas qualidades e facilidade de montagem que tornou esse design tão popular. A velocidade é menor que o segundo modelo, mas maior que o terceiro. Em altas velocidades, a cauda larga já começa a interferir, o que antes estabilizava perfeitamente o modelo.
Modelo número 2.
Modelo com as piores características de voo. Grande varredura e asas curtas são projetadas para funcionar melhor em altas velocidades, o que acontece, mas a sustentação não cresce o suficiente e o avião realmente voa como uma lança. Além disso, não se estabiliza adequadamente em vôo.
Modelo número 3.
O representante da escola de "engenharia" - o modelo foi especialmente concebido com características especiais. As asas de alta proporção funcionam melhor, mas o arrasto aumenta muito rapidamente - o avião voa devagar e não tolera aceleração. Para compensar a falta de rigidez do papel, são utilizadas inúmeras dobras na ponta da asa, o que também aumenta a resistência. No entanto, o modelo é muito revelador e voa bem.
Alguns resultados na visualização de vórtices
Se você introduzir uma fonte de fumaça no riacho, poderá ver e fotografar os riachos que contornam a asa. Não tínhamos geradores de fumaça especiais à nossa disposição, usávamos incensos. Para aumentar o contraste, um filtro de processamento de fotos foi usado. A taxa de fluxo também diminuiu porque a densidade da fumaça era baixa.
Além disso, os fluxos podem ser examinados usando fios curtos colados na asa ou com uma sonda fina com um fio na ponta.
Conexão de parâmetros e soluções de design. Comparação de opções reduzidas a uma asa retangular. A posição do centro aerodinâmico e do centro de gravidade e as características dos modelos.
Já foi observado que o papel como material tem muitas limitações. Para baixas velocidades de vôo, asas longas e estreitas são de melhor qualidade. Não é por acaso que os planadores reais, especialmente os recordistas, também têm essas asas. No entanto, os aviões de papel têm limitações tecnológicas e suas asas não são ideais.
Para analisar a relação entre a geometria dos modelos e suas características de voo, é necessário trazer uma forma complexa para um análogo retangular pelo método de transferência de área. Isso é feito melhor com programas de computador que permitem representar diferentes modelos em forma universal. Após as transformações, a descrição será reduzida aos parâmetros básicos - vão, comprimento da corda, centro aerodinâmico.
A conexão mútua dessas quantidades e o centro de massa permitirá fixar os valores característicos para vários tipos de comportamento. Esses cálculos estão além do escopo deste trabalho, mas podem ser feitos facilmente. No entanto, pode-se supor que o centro de gravidade de um avião de papel com asas retangulares esteja a uma distância de um a quatro do nariz à cauda, \u200b\u200bpara uma aeronave com asas delta - em um segundo (o chamado ponto neutro).
Um equivalente mais prático de um avião de papel é o "Wing suite" - um macacão para paraquedistas que permite o vôo horizontal. A propósito, a qualidade aerodinâmica de tal traje é menor que a de um avião de papel - não mais que 3.
Tracei um tema, um plano de 70%, edição teórica, peças de ferro, edição geral, plano de fala.
Ela coletou toda a teoria, até a tradução dos artigos, medições (muito trabalhosas, diga-se de passagem), desenhos/gráficos, texto, literatura, apresentação, relatório (foram muitas dúvidas).
Os principais parâmetros que afetam o voo são descritos, recomendações abrangentes são dadas.
Na parte geral, procurou-se sistematizar o campo do conhecimento com base no mapa mental, e foram traçadas as principais direções para futuras pesquisas.
No final do dia, comecei a me preocupar, sem resposta - sem alô. Houve um estado tão instável quando você não entende se uma piada arriscada foi um sucesso ou não. Eu não queria que o adolescente de alguma forma se desviasse dessa história. Descobriu-se que tudo estava atrasado e seu relatório caiu até às 16h. A criança mandou um SMS - “ela contou tudo, o júri ri”. Bem, eu acho, ok, obrigado pelo menos não repreenda. E cerca de uma hora depois - "diploma de primeiro grau". Isso foi completamente inesperado.
Pensamos em qualquer coisa, mas no contexto de uma pressão absolutamente selvagem de tópicos e participantes de lobby, obter o primeiro prêmio por um trabalho bom, mas informal, é algo de uma época completamente esquecida. Depois disso, ela já disse que o júri (bastante competente, diga-se de passagem, nada menos que o CFM) acertou os nanotecnólogos zumbis na velocidade da luz. Aparentemente, todos estão tão fartos nos círculos científicos que colocam incondicionalmente uma barreira tácita ao obscurantismo. Ficou ridículo - a pobre criança leu alguns cientismos selvagens, mas não conseguiu responder em que o ângulo foi medido durante seus experimentos. Líderes científicos influentes ficaram um pouco pálidos (mas se recuperaram rapidamente), é um mistério para mim por que eles tiveram que organizar tal desgraça, mesmo às custas das crianças. Como resultado, todos os prêmios foram dados a caras legais com olhos normais e vivos e bons tópicos. O segundo diploma, por exemplo, foi dado a uma menina com um modelo do motor Stirling, que o lançou rapidamente no departamento, mudou rapidamente de modo e comentou significativamente todo tipo de situação. Outro diploma foi dado a um cara que estava sentado em um telescópio universitário e procurando algo ali sob a orientação de um professor que claramente não permitia nenhuma “ajuda” externa. Essa história me deu alguma esperança. Em que é a vontade do ordinário, pessoas normaisà ordem normal das coisas. Não um hábito de uma injustiça predeterminada, mas uma prontidão para esforços para restaurá-la.
No dia seguinte, na cerimônia de premiação, o presidente da comissão de seleção abordou os vencedores e disse que todos foram matriculados antes do previsto na Faculdade de Física da KSU. Se quiserem entrar, basta trazer documentos fora da competição. Esse benefício, aliás, realmente existiu uma vez, mas agora foi oficialmente cancelado, assim como preferências adicionais para medalhistas e olimpíadas (exceto, ao que parece, os vencedores das olimpíadas russas), foram canceladas. Ou seja, foi uma iniciativa pura do Conselho Acadêmico. É claro que agora há uma crise de candidatos e eles não estão ansiosos pela física, por outro lado, esta é uma das faculdades mais normais com um bom nível. Assim, corrigindo os quatro, a criança ficava na primeira linha dos matriculados..
Uma filha faria tal trabalho sozinha?
Ela também perguntou - como pais, eu não fiz tudo sozinho.
A minha versão é esta. Você fez tudo sozinho, entende o que está escrito em cada página e responderá a qualquer pergunta - sim. Você conhece a região mais do que os presentes aqui e conhecidos - sim. Eu entendi a tecnologia geral de um experimento científico desde o início de uma ideia até o resultado + estudos paralelos - sim. Fez um ótimo trabalho, sem dúvida. Ela apresentou este trabalho de forma geral, sem patrocínio - sim. Protegido - ok. O júri é qualificado - sem dúvida. Então este é o prêmio da conferência estudantil.
Sou engenheiro acústico, uma pequena empresa de engenharia, me formei em engenharia de sistemas na aviação, ainda estudei depois.
© Lepers Misha Rappe
Eles não podem nem fazer isso
Aqui estão mais alguns registros de construção de aeronaves de papel
O recorde mundial para o voo de avião de papel mais longo é de 27,6 segundos (veja acima). Propriedade de Ken Blackburn dos Estados Unidos da América. Ken é um dos modeladores de aviões de papel mais famosos do mundo.
O recorde mundial de distância de voo de um avião de papel é de 58,82 m O resultado foi estabelecido por Tony Fletch (Tony Flech) do estado americano de Wisconsin em 21 de maio de 1985 e é um recorde mundial.
Um avião de papel com a maior envergadura de 12,22 m foi construído por alunos da Faculdade de Aviação e Engenharia de Foguetes, da Delft University of Technology, na Holanda. O lançamento ocorreu dentro de casa em 16 de maio de 1995. O modelo foi lançado por 1 pessoa, o avião voou 34,80 m de uma altura de três metros. De acordo com as regras, o avião deveria voar cerca de 15 metros. Se não fosse pelo espaço limitado, ele teria voado muito mais longe.
Dr. James Porter diretor médico A cirurgia robótica na Suécia dobrou um pequeno avião de papel usando um robô da Vinci, demonstrando como o dispositivo fornece aos cirurgiões maior precisão e destreza do que as ferramentas existentes.
Você mal se lembra do meu endereço no envelope, é claro,
E eu sou seu - lembro de cor ... Embora, ao que parece - por quê?
Você não prometeu escrever e nem lembrar,
Eles assentiram brevemente: "Tchau" e acenaram para mim.
Vou terminar minha carta, vou dobrar meu avião de papel
E à meia-noite vou sair para a varanda e deixá-lo voar.
Deixe-o voar para onde você, sentindo minha falta, não derrame lágrimas,
E, definhando na solidão, não bata o peixe no gelo.
Como se estivesse em um mar tempestuoso com uma simples casca de noz
Meu carteiro de asas brancas navega no silêncio da meia-noite.
Como o gemido de uma alma ferida, como um tênue raio de frágil esperança,
Que por tantos longos anos, dia e noite, brilha em mim.
Deixe a chuva cinzenta tamborilar nos telhados da cidade à noite,
Um avião de papel está voando, porque um piloto ás está no comando,
Carrega uma carta, e nessa carta há apenas três palavras queridas,
Insanamente importante para mim, mas, infelizmente, não para você.
Rota aparentemente simples - de coração a coração, mas isso é apenas
Aquele avião, pela enésima vez, será levado para algum lugar pelo vento...
E você, não tendo recebido uma carta, não fique triste,
E você não saberá que eu te amo... Isso é tudo...
© Alexander Ovchinnikov, 2010
Ou bruxas
1. Introdução. Objetivo. Padrões gerais de desenvolvimento do campo do conhecimento. A escolha do objeto de estudo. mapa mental.
2. Física elementar do voo de planador (BS). Sistema de equações de força.
9. Fotografias da visão geral aerodinâmica das características do tubo, equilíbrio aerodinâmico.
10. Resultados de experimentos.
12. Alguns resultados na visualização de vórtices.
13. Relação entre parâmetros e soluções de projeto. Comparação de opções reduzidas a uma asa retangular. A posição do centro aerodinâmico e do centro de gravidade e as características dos modelos.
14. Planejamento de eficiência energética. estabilização de voo. Tática de recorde mundial para a duração do voo.
18. Conclusão.
19. Lista de referências.
1. Introdução. Objetivo. Padrões gerais de desenvolvimento do campo do conhecimento. A escolha do objeto de pesquisa. mapa mental.
O desenvolvimento da física moderna, principalmente em sua parte experimental e especialmente em campos aplicados, procede de acordo com um padrão hierárquico pronunciado. Isso se deve à necessidade de uma concentração adicional de recursos necessários à obtenção de resultados, desde o suporte material de experimentos até a distribuição de trabalhos entre institutos científicos especializados. Independentemente de ser realizada em nome do Estado, de estruturas comerciais ou mesmo de entusiastas, mas o planejamento do desenvolvimento do campo do conhecimento, a gestão da pesquisa científica é uma realidade moderna.
O objetivo deste trabalho não é apenas montar um experimento local, mas também uma tentativa de ilustrar tecnologia moderna organização científica em seu nível mais simples.
As primeiras reflexões que precedem o trabalho real geralmente são fixadas de forma livre, historicamente isso acontece em guardanapos. No entanto, em Ciência moderna esta forma de apresentação é chamada de mapeamento mental - literalmente "esquema de pensamento". É um esquema em que tudo se encaixa na forma de formas geométricas. que podem ser relevantes para o assunto em questão. Esses conceitos são conectados por setas que indicam conexões lógicas. A princípio, tal esquema pode conter conceitos completamente diferentes e desiguais que são difíceis de combinar em um plano clássico. No entanto, essa diversidade permite encontrar um lugar para palpites aleatórios e informações não sistematizadas.
Como objeto de pesquisa foi escolhido um avião de papel - algo familiar a todos desde a infância. Supunha-se que a realização de vários experimentos e a aplicação dos conceitos da física elementar ajudariam a explicar as características do voo e também, talvez, possibilitassem a formulação princípios gerais construção.
A coleta preliminar de informações mostrou que a área não é tão simples quanto parecia à primeira vista. De grande ajuda foi a pesquisa de Ken Blackburn, engenheiro aeroespacial, detentor de quatro recordes mundiais (incluindo o atual) de tempo de planejamento, que estabeleceu com aviões de sua autoria.
Com relação à tarefa, o mapa mental fica assim:
Este é um esboço básico que representa a estrutura pretendida do estudo.
2. Física elementar do voo de planador. Sistema de equações para pesos.
O voo planado é um caso especial de descida da aeronave sem a participação do empuxo gerado pelo motor. Para aeronaves sem motor - planadores, como um caso especial - aviões de papel, planar é o principal modo de voo.
O deslizamento é realizado devido a pesos que se equilibram e força aerodinâmica, que por sua vez consiste em forças de sustentação e arrasto.
O diagrama vetorial das forças que atuam na aeronave (planador) durante o voo é o seguinte:
A condição para um planejamento direto é a igualdade
A condição para a uniformidade de planejamento é a igualdade
Assim, para manter o planejamento retilíneo uniforme, ambas as igualdades são necessárias, o sistema
Y=GcosA
Q=GsinA
3. Aprofundamento na teoria básica da aerodinâmica. laminar e turbulento. Número de Reynolds.
Uma compreensão mais detalhada do voo é dada pela teoria aerodinâmica moderna, baseada na descrição do comportamento tipos diferentes fluxos de ar, dependendo da natureza da interação das moléculas. Existem dois tipos principais de escoamentos - laminar, quando as partículas se movem ao longo de curvas suaves e paralelas, e turbulento, quando se misturam. Via de regra, não existem situações com escoamento idealmente laminar ou puramente turbulento, a interação de ambos cria uma imagem real do funcionamento da asa.
Se considerarmos um objeto específico com características finitas - massa, dimensões geométricas, as propriedades de fluxo no nível de interação molecular são caracterizadas pelo número de Reynolds, que dá um valor relativo e denota a proporção de impulsos de força para a viscosidade do fluido. Quanto maior o número, menor o impacto da viscosidade.
Re=VLρ/η=VL/ν
V (velocidade)
L (característica de tamanho)
ν (coeficiente (densidade/viscosidade)) = 0,000014 m^2/s para ar à temperatura normal.
Para um avião de papel, o número de Reynolds é de cerca de 37.000.
Como o número de Reynolds é muito menor do que em aeronaves reais, isso significa que a viscosidade do ar desempenha um papel muito maior, resultando em aumento do arrasto e redução da sustentação.
4. Como funcionam as asas convencionais e planas.
Uma asa plana do ponto de vista da física elementar é uma placa localizada em um ângulo em relação a uma corrente de ar em movimento. O ar é "jogado" em um ângulo para baixo, criando uma força de direção oposta. Esta é a força aerodinâmica total, que pode ser representada como duas forças - sustentação e arrasto. Tal interação é facilmente explicada com base na terceira lei de Newton. Um exemplo clássico de asa plana com refletor é uma pipa.
O comportamento de uma superfície aerodinâmica convencional (plano-convexa) é explicado pela aerodinâmica clássica como o aparecimento de uma força de sustentação devido à diferença nas velocidades dos fragmentos do fluxo e, consequentemente, à diferença nas pressões abaixo e acima da asa.
Uma asa plana de papel no fluxo cria uma zona de vórtice no topo, que é como um perfil curvo. É menos estável e eficiente do que uma casca dura, mas o mecanismo é o mesmo.
A figura é retirada da fonte (ver referências). Mostra a formação de um aerofólio devido à turbulência na superfície superior da asa. Existe também o conceito de camada de transição, na qual o escoamento turbulento torna-se laminar devido à interação das camadas de ar. Acima da asa de um avião de papel, chega a 1 centímetro.
5. Visão geral de três projetos de aeronaves
Três designs diferentes de aviões de papel com características diferentes foram escolhidos para o experimento.
Modelo nº 1. O design mais comum e conhecido. Via de regra, a maioria o imagina ao ouvir a expressão “avião de papel”.
Modelo número 2. "Flecha" ou "Lança". Um modelo característico com um ângulo de asa agudo e uma suposta alta velocidade.
Modelo número 3. Modelo com asa de alta relação de aspecto. Desenho especial, montado no lado largo da chapa. Supõe-se que ela tenha bons dados aerodinâmicos devido à asa de alta proporção.
Todos os aviões foram montados a partir das mesmas folhas de papel com peso específico de 80 gramas / m ^ 2 formato A4. A massa de cada aeronave é de 5 gramas.
6. Conjuntos de recursos, por que existem.
Para obter parâmetros característicos para cada projeto, é necessário determinar esses próprios parâmetros. A massa de todas as aeronaves é a mesma - 5 gramas. É muito fácil medir a velocidade de planejamento para cada estrutura e ângulo. A razão entre a diferença de altura e o alcance correspondente nos dará a razão sustentação-arrasto, essencialmente o mesmo ângulo de planeio.
De interesse é a medição das forças de sustentação e arrasto em diferentes ângulos de ataque da asa, a natureza de suas mudanças nos regimes de contorno. Isso permitirá caracterizar as estruturas com base em parâmetros numéricos.
Separadamente, é possível analisar os parâmetros geométricos dos aviões de papel - a posição do centro aerodinâmico e o centro de gravidade para formas diferentes asa.
Ao visualizar os fluxos, pode-se obter uma imagem visual dos processos que ocorrem nas camadas limite de ar próximas às superfícies aerodinâmicas.
7. Experiências preliminares (câmara). Valores obtidos para velocidade e relação sustentação-arrasto.
Para determinar os parâmetros básicos, foi realizado um experimento simples - o vôo de um avião de papel foi registrado por uma câmera de vídeo contra o fundo de uma parede com marcações métricas. Como o intervalo de quadros para gravação de vídeo (1/30 segundo) é conhecido, a velocidade de deslizamento pode ser facilmente calculada. De acordo com a queda de altitude, o ângulo de planeio e a qualidade aerodinâmica da aeronave são encontrados nos quadros correspondentes.
Em média, a velocidade do avião é de 5 a 6 m / s, o que não é tão pouco.
Qualidade aerodinâmica - cerca de 8.
8. Requisitos para o experimento, Tarefa de engenharia.
Para recriar as condições de voo, precisamos de fluxo laminar de até 8 m/s e a capacidade de medir sustentação e arrasto. O método clássico de pesquisa aerodinâmica é o túnel de vento. No nosso caso, a situação é simplificada pelo fato de que o próprio avião é pequeno em tamanho e velocidade e pode ser colocado diretamente em um tubo de dimensões limitadas.
Portanto, não somos prejudicados pela situação em que o modelo soprado difere significativamente em dimensões do original, o que, devido à diferença nos números de Reynolds, requer compensação durante as medições.
Com uma seção de tubo de 300x200 mm e uma vazão de até 8 m / s, precisamos de um ventilador com capacidade de pelo menos 1000 metros cúbicos / hora. Para alterar a vazão, é necessário um controlador de rotação do motor e, para medição, um anemômetro com precisão adequada. O medidor de velocidade não precisa ser digital, é bem possível conseguir com uma placa defletida com graduações de ângulo ou um anemômetro de líquido, que tem maior precisão.
O túnel de vento é conhecido há muito tempo, foi usado em pesquisas por Mozhaisky, e Tsiolkovsky e Zhukovsky já desenvolveram em detalhes a técnica experimental moderna, que não mudou fundamentalmente.
Para medir a força de arrasto e a força de sustentação, são utilizadas balanças aerodinâmicas, que permitem determinar as forças em várias direções (no nosso caso, em duas).
9. Fotografias do túnel de vento. Visão geral das características do tubo, equilíbrio aerodinâmico.
O túnel de vento de mesa foi implementado com base em um ventilador industrial suficientemente potente. Placas mutuamente perpendiculares estão localizadas atrás do ventilador, que endireitam o fluxo antes de entrar na câmara de medição. As janelas na câmara de medição são equipadas com vidro. Um orifício retangular para suportes é cortado na parede inferior. Diretamente na câmara de medição, um impulsor de anemômetro digital é instalado para medir a velocidade do fluxo. A tubulação tem uma leve constrição na saída para “aumentar” a vazão, o que reduz a turbulência em detrimento da redução da velocidade. A velocidade do ventilador é controlada por um controlador eletrônico doméstico simples.
As características do tubo mostraram-se piores do que as calculadas, principalmente devido à discrepância entre o desempenho do ventilador e as características do passaporte. O aumento de fluxo também reduziu a velocidade na zona de medição em 0,5 m/s. Como resultado, a velocidade máxima é ligeiramente superior a 5 m/s, o que, no entanto, acabou sendo suficiente.
Número de Reynolds para tubo:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (velocidade) = 5m/s
L (característica) = 250mm = 0,25m
ν (fator (densidade/viscosidade)) = 0,000014 m2/s
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143
Para medir as forças atuantes na aeronave, foram utilizadas balanças aerodinâmicas elementares com dois graus de liberdade baseadas em um par de balanças eletrônicas de joalheria com precisão de 0,01 grama. A aeronave foi fixada em dois racks em ângulo reto e montada na plataforma das primeiras balanças. Estas, por sua vez, foram colocadas sobre uma plataforma móvel com uma alavanca de transmissão de força horizontal para as segundas balanças.
As medições mostraram que a precisão é suficiente para os modos básicos. No entanto, era difícil fixar o ângulo, por isso é melhor desenvolver um esquema de montagem apropriado com marcações.
10. Resultados de experimentos.
Ao purgar os modelos, dois parâmetros principais foram medidos - a força de arrasto e a força de elevação, dependendo da velocidade do fluxo em um determinado ângulo. Uma família de características foi construída com valores suficientemente realistas para descrever o comportamento de cada aeronave. Os resultados são resumidos em gráficos com maior normalização da escala em relação à velocidade.
11. Relações de curvas para três modelos.
Modelo nº 1.
Média dourada. O design corresponde ao material - papel. A força das asas corresponde ao comprimento, a distribuição de peso é ideal, portanto, uma aeronave devidamente dobrada está bem alinhada e voa suavemente. É a combinação dessas qualidades e facilidade de montagem que tornou esse design tão popular. A velocidade é menor que o segundo modelo, mas maior que o terceiro. Em altas velocidades, a cauda larga já começa a interferir, o que antes estabilizava perfeitamente o modelo.
Modelo número 2.
Modelo com as piores características de voo. A varredura grande e as asas curtas são projetadas para funcionar melhor em altas velocidades, que é o que acontece, mas a sustentação não cresce o suficiente e o avião realmente voa como uma lança. Além disso, não se estabiliza adequadamente em vôo.
Modelo número 3.
O representante da escola de "engenharia" - o modelo foi concebido com características especiais. As asas de alta proporção funcionam melhor, mas o arrasto aumenta muito rapidamente - o avião voa devagar e não tolera aceleração. Para compensar a falta de rigidez do papel, são utilizadas inúmeras dobras na ponta da asa, o que também aumenta a resistência. No entanto, o modelo é muito revelador e voa bem.
12. Alguns resultados na visualização de vórtices
Se você introduzir uma fonte de fumaça no riacho, poderá ver e fotografar os riachos que contornam a asa. Não tínhamos geradores de fumaça especiais à nossa disposição, usávamos incensos. Para aumentar o contraste, foi usado um filtro especial para processamento de fotos. A taxa de fluxo também diminuiu porque a densidade da fumaça era baixa.
Formação de fluxo no bordo de ataque da asa.
Cauda turbulenta.
Além disso, os fluxos podem ser examinados usando fios curtos colados na asa ou com uma sonda fina com um fio na ponta.
13. Relação entre parâmetros e soluções de projeto. Comparação de opções reduzidas a uma asa retangular. A posição do centro aerodinâmico e do centro de gravidade e as características dos modelos.
Já foi observado que o papel como material tem muitas limitações. Para baixas velocidades de vôo, asas longas e estreitas são de melhor qualidade. Não é por acaso que os planadores reais, especialmente os recordistas, também têm essas asas. No entanto, os aviões de papel têm limitações tecnológicas e suas asas não são ideais.
Para analisar a relação entre a geometria dos modelos e suas características de voo, é necessário trazer uma forma complexa para um análogo retangular pelo método de transferência de área. A melhor maneira de fazer isso é com programas de computador que permitem apresentar diferentes modelos de forma universal. Após as transformações, a descrição será reduzida aos parâmetros básicos - vão, comprimento da corda, centro aerodinâmico.
A conexão mútua dessas quantidades e o centro de massa permitirá fixar os valores característicos para vários tipos de comportamento. Esses cálculos estão além do escopo deste trabalho, mas podem ser feitos facilmente. No entanto, pode-se supor que o centro de gravidade de um avião de papel com asas retangulares esteja a uma distância de um a quatro do nariz à cauda, \u200b\u200bpara uma aeronave com asas delta - em um segundo (o chamado ponto neutro).
14. Planejamento de eficiência energética. estabilização de voo.
Tática de recorde mundial para o tempo de duração do voo.
Com base nas curvas de sustentação e arrasto, pode-se encontrar um modo de voo energeticamente favorável com as menores perdas. Isso certamente é importante para navios de longo alcance, mas também pode ser útil na aviação de papel. Ao modernizar um pouco o avião (flexão de borda, redistribuição de peso), você pode obter a melhor performance voo ou vice-versa, transfira o voo para o modo crítico.
De um modo geral, os aviões de papel não mudam as características durante o vôo, portanto, podem funcionar sem estabilizadores especiais. A cauda, que cria resistência, permite deslocar o centro de gravidade para a frente. A retidão de voo é mantida devido ao plano vertical da dobra e devido ao V transversal das asas.
Estabilidade significa que a aeronave, quando desviada, tende a retornar à posição neutra. O ponto de estabilidade do ângulo de planeio é que a aeronave manterá a mesma velocidade. Quanto mais estável o avião, mais velocidade, como o modelo #2. Mas, essa tendência precisa ser restringida - o elevador deve ser usado, então os melhores aviões de papel, em sua maioria, têm estabilidade neutra, essa é a melhor combinação de qualidades.
No entanto, os regimes estabelecidos nem sempre são os melhores. O recorde mundial para o voo mais longo foi estabelecido com uma tática muito específica. Primeiramente, a largada do avião é feita em linha reta vertical, é simplesmente lançado para cima altura máxima. Em segundo lugar, após a estabilização no ponto superior devido à posição relativa do centro de gravidade e à área efetiva da asa, o avião deve entrar em voo normal. Em terceiro lugar, a distribuição de peso do avião não é normal - ele tem uma parte frontal subcarregada, portanto, devido à grande resistência que não compensa o peso, ele desacelera muito rapidamente. Ao mesmo tempo, a força de elevação da asa cai drasticamente, ela acena e, caindo, acelera com um solavanco, mas novamente desacelera e congela. Tais oscilações (cabração) são suavizadas devido à inércia nos pontos de desvanecimento e, como resultado, o tempo total gasto no ar é maior do que o deslizamento uniforme normal.
15. Um pouco sobre a síntese de uma estrutura com características dadas.
Supõe-se que, tendo determinado os principais parâmetros de um avião de papel, sua relação e, assim, completada a etapa de análise, é possível proceder ao problema de síntese - com base em requisitos necessários criar uma nova estrutura. Empiricamente, amadores de todo o mundo fazem isso, o número de projetos ultrapassou 1.000. Mas não há expressão numérica final para esse trabalho, assim como não há obstáculos especiais para fazer essa pesquisa.
16. Analogias práticas. Esquilo voador. Suíte ala.
É claro que um avião de papel é, antes de tudo, apenas uma fonte de alegria e uma ilustração maravilhosa para o primeiro passo no céu. Um princípio semelhante de vôo é usado na prática apenas por esquilos voadores, que não têm grande importância econômica, pelo menos em nossa pista.
Um equivalente mais prático de um avião de papel é o "Wing suite" - um macacão para paraquedistas que permite o vôo horizontal. A propósito, a qualidade aerodinâmica de tal traje é menor que a de um avião de papel - não mais que 3.
17. Retorne ao mapa mental. O nível de desenvolvimento. Emergiram questões e opções para posterior desenvolvimento da pesquisa.
Levando em consideração o trabalho realizado, podemos aplicar uma coloração no mapa mental indicando a conclusão das tarefas. A cor verde aqui indica pontos que estão em nível satisfatório, verde claro - questões que apresentam algumas limitações, amarelo - áreas afetadas, mas não desenvolvidas na medida necessária, vermelho - promissoras, que precisam de pesquisas adicionais.
18. Conclusão.
Como resultado do trabalho, estudou-se a base teórica do vôo de aviões de papel, planejaram-se e realizaram-se experimentos que permitiram determinar os parâmetros numéricos para diferentes projetos e as relações gerais entre eles. Os complexos mecanismos de voo também são afetados, do ponto de vista da aerodinâmica moderna.
Os principais parâmetros que afetam o voo são descritos, recomendações abrangentes são dadas.
Na parte geral, procurou-se sistematizar o campo do conhecimento com base no mapa mental, e foram traçadas as principais direções para futuras pesquisas.
19. Lista de referências.
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2. Para Schütt. Introdução à física do voo. Tradução de G. A. Wolpert da quinta edição alemã. - M.: Editora Científica e Técnica Unida da URSS NKTP. Edição de literatura técnica e teórica, 1938. - 208 p.
3. Stakhursky A. Para mãos habilidosas: Túnel de vento de mesa. Estação Central para Jovens Técnicos com o nome de N.M. Shvernik - M .: Ministério da Cultura da URSS. Direção Geral da Indústria Gráfica, 13ª Gráfica, 1956. - 8 p.
4. Merzlikin V. Modelos de planadores controlados por rádio. - M: Editora DOSAAF URSS, 1982. - 160 p.
5. A.L. Stasenko. Física de voo. - M: Ciência. Edição principal da literatura física e matemática, 1988, - 144 p.
Relevância: "O homem não é um pássaro, mas se esforça para voar" Acontece que uma pessoa sempre foi atraída para o céu. As pessoas tentaram fazer asas para si mesmas, depois máquinas voadoras. E seus esforços foram justificados, eles ainda conseguiram decolar. O advento dos aviões não diminuiu a relevância do antigo desejo ... Em mundo moderno as aeronaves ocuparam um lugar de destaque, ajudam as pessoas a percorrer longas distâncias, transportam correio, medicamentos, ajuda humanitária, apagam incêndios e salvam pessoas ... Então, quem construiu a primeira aeronave do mundo e fez um voo controlado nela? Quem deu este passo, tão importante para a humanidade, que se tornou o início de uma nova era, a era da aviação? Considero o estudo deste tema interessante e relevante.
Objetivos da pesquisa: 1. Estudar a história do surgimento da aviação, a história do surgimento dos primeiros aviões de papel na literatura científica. 2. Faça modelos de aeronaves de materiais diferentes e organizar uma exposição: "Nossa Aeronave" longa distância e o mais longo deslizando no ar
Objeto de estudo: modelos de aviões de papel Questão problemática: Qual modelo de avião de papel voará a maior distância e planará mais longamente no ar? Hipótese: Assumimos que o avião "Dart" voará a maior distância, e o avião "Planador" terá o maior planeio no ar. Métodos de pesquisa: 1. Análise da literatura lida; 2.Modelagem; 3. Estudo dos voos de avião de papel.
A primeira aeronave capaz de decolar do solo de forma independente e fazer um vôo horizontal controlado foi o Flyer-1, construído pelos irmãos Orville e Wilbur Wright nos EUA. O primeiro voo de aeronave da história ocorreu em 17 de dezembro de 1903. O Flyer permaneceu no ar por 12 segundos e voou 36,5 metros. A ideia dos Wrights foi oficialmente reconhecida como o primeiro veículo mais pesado que o ar do mundo, que fez um vôo tripulado usando um motor.
O vôo ocorreu em 20 de julho de 1882 em Krasnoye Selo, perto de São Petersburgo. A aeronave foi testada pelo assistente do mecânico Mozhaisky I.N. Golubev. O dispositivo subiu em um piso de madeira inclinado especialmente construído, decolou, voou uma certa distância e pousou com segurança. O resultado, claro, é modesto. Mas a possibilidade de voar em um aparelho mais pesado que o ar foi claramente comprovada.
A história do surgimento dos primeiros aviões de papel A versão mais comum da época da invenção e o nome do inventor é 1930, Jack Northrop, co-fundador da Lockheed Corporation. A Northrop usou aviões de papel para testar novas ideias na construção de aeronaves reais... Apesar da aparente frivolidade dessa atividade, descobriu-se que o lançamento de aviões é uma ciência completa. Ela nasceu em 1930, quando Jack Northrop, cofundador da Lockheed Corporation, usava aviões de papel para testar novas ideias na construção de aeronaves reais. 1930 Jack NorthropLockheed Corporation
Conclusão Em conclusão, quero dizer que enquanto trabalhamos neste projeto, aprendemos muitas coisas novas e interessantes, fizemos muitos modelos com nossas próprias mãos e nos tornamos mais amigáveis. Como resultado do trabalho realizado, percebemos que se estivermos seriamente interessados em aeromodelismo, talvez um de nós se torne famoso designer de aeronaves e projetar um avião que as pessoas vão voar.
1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Avião de papel...ru.wikipedia.org/wiki/Avião de papel annews.ru/news/detailannews.ru/news/detail opoccuu.com htmopoccuu.com htm 5 .poznovatelno.ruavia/8259.htmlpoznovatelno.ruavia/8259.html 6. ru.wikipedia.orgwiki/Wright Brothersru.wikipedia.orgwiki/Wright Brothers 7. locals.md2012/stan-chempionom- mira…samolyotikov/locals.md2012/stan - chempionom- mira…samolyotikov/ 8 stranamasterov.ru de módulos de aeronaves MKstranamasterov.ru de módulos de aeronaves MK
fatos incríveis
Muitos de nós já vimos, ou talvez construímos, aviões de papel e os lançamos, observando-os voar alto.
Você já se perguntou quem foi o primeiro a criar um avião de papel e por quê?
Hoje, os aviões de papel são feitos não apenas por crianças, mas também por empresas sérias de fabricação de aeronaves - engenheiros e designers.
Como, quando e para que os aviões de papel foram usados e ainda são usados, você pode descobrir aqui.
* O primeiro avião de papel foi criado há cerca de 2.000 anos. Acredita-se que os primeiros que tiveram a ideia de fazer aviões de papel foram os chineses, que também gostavam de criar pipas voadoras de papiro.
* Os irmãos Montgolfier, Joseph-Michel e Jacques-Etienne, também decidiram usar papel para voar. Foram eles que inventaram Balão e papel usado para isso. Aconteceu no século XVIII.
* Leonardo da Vinci escreveu sobre o uso de papel para criar modelos de ornitópteros (aviões).
* No início do século 20, as revistas aeronáuticas usavam imagens de aviões de papel para explicar os princípios da aerodinâmica.
Veja também: Como fazer um avião de papel
* Em sua busca para construir a primeira aeronave transportada por humanos, os irmãos Wright usaram aviões de papel e asas em túneis de vento.
* Na década de 1930, o artista e engenheiro inglês Wallis Rigby projetou seu primeiro avião de papel. Esta ideia pareceu interessante a vários editores, que começaram a colaborar com ele e a publicar os seus modelos de papel, bastante fáceis de montar. Vale a pena notar que Rigby tentou fazer não apenas modelos interessantes, mas também voadores.
* Também no início da década de 1930, Jack Northrop, da Lockheed Corporation, usou vários modelos de papel de aviões e asas para fins de teste. Isso foi feito antes da criação de aeronaves grandes reais.
* Durante a Segunda Guerra Mundial, muitos governos restringiram o uso de materiais como plástico, metal e madeira por serem considerados estrategicamente importantes. O papel tornou-se comum e muito popular na indústria de brinquedos. Foi isso que tornou a modelagem em papel popular.
* Na URSS, a modelagem em papel também era muito popular. Em 1959, o livro "Paper Flying Models" de P. L. Anokhin foi publicado. Como resultado, este livro se tornou muito popular entre os modelistas por muitos anos. Nele, pode-se aprender sobre a história da construção de aeronaves, bem como modelagem em papel. Todos os modelos de papel eram originais, por exemplo, pode-se encontrar um modelo de papel voador da aeronave Yak.
*De acordo com a Paper Aircraft Association, um avião de papel lançado por EVA não voará, ele planará em linha reta. Se um avião de papel não colidir com algum objeto, ele pode voar para sempre no espaço.
* O avião de papel mais caro foi usado no ônibus espacial durante o próximo voo ao espaço. O custo do combustível usado para levar o avião ao espaço apenas no ônibus espacial é suficiente para considerar esse avião de papel o mais caro.
* A maior envergadura de um avião de papel é de 12,22 cm. Um avião com essas asas poderia voar quase 35 metros antes de atingir a parede. Tal aeronave foi feita por um grupo de alunos da Faculdade de Engenharia de Aviação e Foguetes do Instituto Politécnico de Delft, na Holanda.
O lançamento foi realizado em 1995, quando a aeronave foi lançada dentro do prédio de uma plataforma de 3 metros de altura. De acordo com as regras, o avião deveria voar cerca de 15 metros. Se não fosse pelo espaço limitado, ele teria voado muito mais longe.
* Cientistas, engenheiros e estudantes usam aviões de papel para estudar aerodinâmica. Administração Nacional de Aeronáutica e Investigação espaço sideral(NASA) enviou um avião de papel para o espaço no ônibus espacial.
* Os aviões de papel podem ser feitos em várias formas. De acordo com o recordista Ken Blackburn, os aviões feitos na forma de um "X", um aro ou uma nave espacial futurista podem voar como simples aviões de papel, se bem feitos.
* Especialistas da NASA junto com astronautas realizou uma master class para crianças em idade escolarno hangar de seu centro de pesquisa em 1992. Juntos, eles construíram grandes aviões de papel com envergadura de até 9 metros.
* O menor avião de origami de papel foi criado sob um microscópio pelo Sr. Naito, do Japão. Ele dobrou um avião de uma folha de papel medindo 2,9 metros quadrados. milímetro. Depois de feito, o avião era colocado na ponta de uma agulha de costura.
* O voo mais longo de um avião de papel ocorreu em 19 de dezembro de 2010 e foi lançado pelo japonês Takuo Toda, que é o chefe da Japan Origami Airplane Association. A duração do voo de seu modelo, lançado na cidade de Fukuyama, na província de Hiroshima, foi de 29,2 segundos.
Como fazer um avião Takuo Toda
Robô monta um avião de papel
