Para fazer um avião de papel, você vai precisar de uma folha de papel retangular, que pode ser branca ou colorida. Se desejar, você pode usar caderno, xerox, papel jornal ou qualquer outro papel disponível.
É melhor escolher a densidade da base para a futura aeronave mais próxima da média, para que voe longe e ao mesmo tempo não seja muito difícil dobrá-la (geralmente é difícil consertar as dobras em papel muito grosso e eles ficam desiguais).
É melhor para os novatos em origami começar com o modelo de avião mais simples, familiar a todos desde a infância:
Para quem não conseguiu dobrar o avião de acordo com as instruções, aqui está um vídeo tutorial:
Se você se cansou dessa opção na escola e deseja expandir suas habilidades de construção de aeronaves de papel, mostraremos como executar passo a passo duas variações simples do modelo anterior.
Instrução de foto passo a passo
Esquema de dobramento
Quer aprender a lançar corretamente um avião de papel que acabou de fazer com suas próprias mãos? Então leia atentamente as regras de sua gestão:
Se todas as regras forem seguidas, mas o modelo ainda não voar como você gostaria, tente melhorá-lo da seguinte maneira:
Também chamamos a atenção para uma instrução em vídeo para a fabricação e teste de um modelo interessante de uma aeronave que é capaz não apenas de longe, mas também de um vôo incrivelmente longo:
Agora que você está confiante em suas habilidades e já tem as mãos para dobrar e lançar aviões simples, oferecemos instruções que lhe dirão como fazer um avião de papel mais complexo.
Esquema de execução
Esquema de execução passo a passo
O lutador de papel está pronto!
Instruções de fabricação:
Seguindo as instruções de foto e vídeo dadas, você pode fazer um avião de papel com suas próprias mãos em poucos minutos, brincar com o qual se tornará um passatempo agradável e divertido para você e seus filhos!
Sociedade Autónoma Municipal instituição educacional
média escola compreensiva nº 41 pág. Aksakovo
distrito municipal distrito de Belebeevsky
I. Introdução _____________________________________________ páginas 3-4
II. A história da aviação _______________________ páginas 4-7
III _________páginas 7-10
4.Parte prática: Organização de uma exposição de modelos
aeronaves de diferentes materiais e segurando
pesquisar _____________________________________________ páginas 10-11
V. Conclusão _____________________________________________ página 12
VI. Referências. _________________________________ página 12
VII. Inscrição
EU.Introdução.
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. mundo moderno as aeronaves ocupam um lugar de destaque, ajudam as pessoas a percorrer longas distâncias, transportam correio, medicamentos, ajuda humanitária, apagam incêndios e salvam pessoas. Então, quem construiu e fez um vôo controlado nele? Quem deu este passo tão importante para a humanidade, que se tornou o começo nova era, era da aviação?
Considero o estudo deste tema interessante e relevante.
Objetivo: estude a história da aviação e a história do surgimento dos primeiros aviões de papel, explore modelos de aviões de papel
Objetivos de pesquisa:
Alexander Fedorovich Mozhaisky construiu em 1882 um "projétil aeronáutico". Assim foi escrito na patente para ele em 1881. A propósito, a patente da aeronave também foi a primeira do mundo! Os irmãos Wright patentearam seu aparelho apenas em 1905. Mozhaisky criou uma aeronave real com todas as peças que lhe eram devidas: uma fuselagem, uma asa, uma usina de dois motores a vapor e três hélices, um trem de pouso e uma cauda. Era muito mais parecido com uma aeronave moderna do que com o avião dos irmãos Wright.
Decolagem do avião Mozhaisky (de um desenho do famoso piloto K. Artseulov)
deck 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. Cálculos posteriores mostraram que o avião de Mozhaisky simplesmente não tinha potência suficiente para um vôo completo. usina elétrica. Três anos depois, ele morreu e por muitos anos ele próprio permaneceu no Krasnoye Selo sob o céu aberto. Então ele foi transportado perto de Vologda para a propriedade Mozhaisky, e já lá ele queimou em 1895. Bem, o que eu posso dizer. É uma pena…
III. A história do aparecimento dos primeiros aviões de papel
A versão mais comum da época da invenção e o nome do inventor é 1930, Northrop é co-fundador da Lockheed Corporation. A Northrop usou aviões de papel para testar novas ideias no projeto 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.
E as competições de lançamento de aviões de papel Red Bull Paper Wings são realizadas em nível mundial. Eles foram inventados pelo britânico Andy Chipling. Por muitos anos, ele e seus amigos se dedicaram à criação de modelos de papel e, finalmente, em 1989, fundaram a Paper Aircraft Association. Foi ele quem escreveu o conjunto de regras para o lançamento de aviões de papel. Para criar um avião, deve ser usada uma folha de papel A-4. Todas as manipulações com o avião devem consistir em dobrar o papel - não é permitido cortar ou colar, e também usar objetos estranhos para fixação (clipes, etc.). As regras da competição são muito simples - as equipes competem em três disciplinas (alcance de voo, tempo de voo e acrobacias - um espetáculo espetacular).
O Campeonato Mundial de Lançamento de Aviões de Papel foi realizado pela primeira vez em 2006. Acontece a cada três anos em Salzburgo, em um enorme edifício esférico de vidro chamado "Angar-7". 
O avião Glider, embora pareça um raskoryak perfeito, planeja bem, portanto, no Campeonato Mundial, pilotos de alguns países o lançaram na competição por mais por muito tempo voar. É importante jogá-lo não para frente, mas para cima. Então ele descerá suavemente e por um longo tempo. Tal aeronave certamente não precisa ser lançada duas vezes, qualquer deformação é fatal para ela. O recorde mundial de asa delta é agora de 27,6 segundos. Foi instalado pelo piloto americano Ken Blackburn .
Durante o trabalho, encontramos palavras desconhecidas que são usadas na construção. Nós investigamos dicionário enciclopédico, aqui está o que aprendemos:
Glossário de termos.
Aviette- aeronaves de pequeno porte com motor de baixa potência (potência do motor não superior a 100 cavalos), geralmente de um ou dois lugares.
Estabilizador- um dos planos horizontais que garante a estabilidade da aeronave.
Quilha- Este é um plano vertical que garante a estabilidade da aeronave.
Fuselagem- o corpo da aeronave, que serve para acomodar a tripulação, passageiros, carga e equipamentos; conecta a asa, plumagem, às vezes o chassi e a usina.
4. Parte prática:
Organização de uma exposição de modelos de aeronaves de diferentes materiais e testes .
Bem, qual das crianças não fez aviões? Eu acho que essas pessoas são muito difíceis de encontrar. Foi uma grande alegria lançar esses modelos de papel, interessantes e fáceis de fazer. Porque o avião de papel é muito fácil de fazer e não requer custos de material. Tudo o que é necessário para tal aeronave é pegar uma folha de papel e, após alguns segundos, tornar-se o vencedor do pátio, escola ou escritório na competição pelo voo mais longo ou mais longo.
Também fizemos nosso primeiro avião - o Kid na aula de tecnologia e os lançamos direto na sala de aula no recreio. Foi muito interessante e divertido.
Nosso dever de casa era fazer ou desenhar um modelo de avião de qualquer
material. Organizamos uma exposição de nossas aeronaves, onde todos os alunos se apresentaram. Havia aviões desenhados: com tintas, lápis. Aplicação de guardanapos e papel colorido, modelos de aeronaves em madeira, papelão, 20 caixas de fósforos, garrafa plástica.
Queríamos aprender mais sobre aviões, e Lyudmila Gennadievna sugeriu que um grupo de alunos aprendesse quem construiu e fez um vôo controlado nele, e o outro - história dos primeiros aviões de papel. Encontramos todas as informações sobre a aeronave na Internet. Quando soubemos da competição de lançamento de aviões de papel, também decidimos realizar tais competições nos dias mais longa distância e o planejamento mais longo.
Para participação, decidimos fazer aviões: “Dart”, “Glider”, “Kid”, “Arrow”, e eu mesmo inventei o avião “Falcon” (diagramas de aeronaves no Apêndice nº 1-5).
Modelos lançados 2 vezes. O avião ganhou - "Dart", ele é um problema.
Modelos lançados 2 vezes. O avião venceu - "Planador", ficou no ar por 5 segundos.
Modelos lançados 2 vezes. Um avião feito de papel de escritório ganhou
papel, ele voou 11 metros.
Conclusão: Assim, nossa hipótese foi confirmada: o Dart voou mais longe (15 metros), o Planador ficou no ar por mais tempo (5 segundos), os aviões feitos de papel de escritório.
Mas gostávamos de aprender tudo de novo e novo que encontramos na Internet. novo modelo aeronaves a partir de módulos. O trabalho, claro, é meticuloso - exige precisão, perseverança, mas muito interessante, principalmente a montagem. Fizemos 2.000 módulos para a aeronave. Aircraft Designer" href="/text/category/aviakonstruktor/" rel="bookmark">Aircraft Designer e projetará uma aeronave na qual as pessoas voarão.
VI. Referências:
1.http: //ru. wikipedia. org/wiki/Avião de papel...
2. http://www. *****/novidades/detalhe
3 http://ru. wikipedia. org›wiki/Aircraft_Mozhaisky
4. http://www. ›200711.htm
5.http://www. *****›avia/8259.html
6. http://ru. wikipedia. org›wiki/Wright Brothers
7. http:// locais. md› 2012 /stan-chempionom-mira…samolyotikov/
8 http:// *****› dos módulos MK aeronaves
APÊNDICE
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Aviões de papel têm um rico e longa história. Acredita-se que eles tentaram dobrar um avião sem papel com as próprias mãos na China antiga e na Inglaterra durante a época da Rainha Vitória. Novas gerações subsequentes de entusiastas de modelos de papel desenvolveram novas variantes. Até uma criança pode fazer um avião de papel voador, assim que aprender os princípios básicos de dobrar um layout. circuito simples não contém mais do que 5-6 operações, as instruções para criar modelos avançados são muito mais sérias.
Modelos diferentes exigirão papel diferente, diferindo em densidade e espessura. Certos modelos são capazes de se mover apenas em linha reta, alguns são capazes de fazer uma curva fechada. Para a fabricação de diferentes modelos, é necessário papel de certa rigidez. Antes de começar a modelar, tente papel diferente, selecione a espessura e densidade necessárias. Você não deve coletar artesanato de papel amassado, eles não voarão. Brincar com um avião de papel é o passatempo favorito da maioria dos meninos.
Antes de fazer um avião de papel, a criança precisará ativar toda a imaginação, concentrar-se. Ao conduzir feriado infantil você pode realizar competições entre crianças, deixá-las lançar aviões dobrados com as próprias mãos.
Tal avião pode ser dobrado por qualquer menino. Para sua fabricação, qualquer papel é adequado, até mesmo o papel de jornal. Depois que a criança for capaz de fazer esse tipo de avião, designs mais sérios estarão ao seu alcance.
Considere todas as etapas da criação de uma aeronave:
O segundo esquema de uma aeronave clássica Essa opção comum é chamada de planador, você pode deixá-lo com o nariz pontiagudo, ou pode deixá-lo sem corte, dobrá-lo.
Existe toda uma direção de origami envolvida na criação de modelos de aviões de papel. Chama-se aerogamia. Pode ser dominado jeito fácil fazendo avião de papel origami. Esta opção é feita muito rapidamente, voa bem. Isso é exatamente o que vai interessar ao bebê. Você pode equipá-lo com uma hélice. Prepare uma folha de papel, tesoura ou faca, lápis, um alfinete de costura com miçanga na ponta.
Esquema de fabricação:
Anexe a hélice à cauda da maquete do avião. O modelo está pronto para ser executado.
A criança ficará muito interessada em um avião de papel incomum, que volta independentemente para suas mãos.
Vamos descobrir como esses layouts são feitos:
O avião está pronto para operar, voará cada vez mais longe.
O alcance do voo depende da massa da aeronave e da força do vento. Quanto mais leve for o papel do qual a maquete é feita, mais fácil será voar. Mas com vento forte, ele não conseguirá voar para longe, simplesmente será levado pelo vento. Uma aeronave pesada resiste mais facilmente ao fluxo do vento, mas tem um alcance de voo menor. Para que nosso avião de papel voe em uma trajetória suave, é necessário que ambas as partes sejam exatamente iguais. Se as asas acabassem Formas diferentes ou tamanho, o avião mergulhará imediatamente. É aconselhável não usar fita adesiva, grampos de metal, cola na fabricação. Tudo isso torna o produto mais pesado, pois com o peso extra o avião não voa.
O homem voará, confiando não na força de seus músculos, mas na força de sua mente.
(N. E. Zhukovsky)
Por que e como um avião voa Por que os pássaros podem voar mesmo sendo mais pesados que o ar? Que forças levantam um enorme avião de passageiros que pode voar mais rápido, mais alto e mais longe do que qualquer pássaro, porque suas asas estão imóveis? Por que um planador que não tem motor pode voar alto? Todas essas e muitas outras perguntas são respondidas pela aerodinâmica - uma ciência que estuda as leis de interação do ar com os corpos que se movem nele.
No desenvolvimento da aerodinâmica em nosso país, um papel de destaque foi desempenhado pelo professor Nikolai Egorovich Zhukovsky (1847 -1921) - "o pai da aviação russa", como V. I. Lenin o chamou. O mérito de Zhukovsky reside no fato de que ele foi o primeiro a explicar a formação da força de sustentação de uma asa e formulou um teorema para calcular essa força. Zhukovsky não apenas descobriu as leis subjacentes à teoria do vôo, mas também abriu caminho para o rápido desenvolvimento da aviação em nosso país.
Ao voar em qualquer aeronave existem quatro forças, cuja combinação não permite que ele caia:
Gravidadeé a força constante que puxa o avião em direção ao solo.
força de tração, que vem do motor e move a aeronave para frente.
força de resistência, oposta à força de empuxo e é causada pelo atrito, desacelerando a aeronave e reduzindo a sustentação das asas.
força de levantamento, que se forma quando o ar que se move sobre a asa cria uma pressão reduzida. Obedecendo às leis da aerodinâmica, todas as aeronaves sobem no ar, começando pelas aeronaves esportivas leves
Todas as aeronaves à primeira vista são muito semelhantes, mas se você olhar de perto, poderá encontrar diferenças nelas. Eles podem diferir em asas, cauda, estrutura da fuselagem. Sua velocidade, altitude de voo e outras manobras dependem disso. E cada avião tem apenas seu próprio par de asas.
Para voar, você não precisa bater as asas, você precisa fazê-las se moverem em relação ao ar. E para isso, a ala só precisa ser informada velocidade horizontal. Da interação da asa com o ar, surgirá a sustentação e, assim que seu valor for maior que o peso da própria asa e tudo relacionado a ela, o vôo começará. A questão continua pequena: fazer uma asa adequada e poder acelerá-la até a velocidade necessária.
Pessoas observadoras notaram há muito tempo que os pássaros têm asas que não são planas. Considere uma asa cuja superfície inferior é plana e sua superfície superior é convexa.
O fluxo de ar no bordo de ataque da asa é dividido em duas partes: uma flui ao redor da asa por baixo, a outra - por cima. De cima, o ar tem que ir um pouco mais do que de baixo, portanto, de cima, a velocidade do ar também será um pouco maior do que de baixo. Sabe-se que à medida que a velocidade aumenta, a pressão no fluxo de gás diminui. Aqui também a pressão do ar sob a asa é maior do que acima dela. A diferença de pressão é direcionada para cima, essa é a força de sustentação. E se você adicionar o ângulo de ataque, a força de sustentação aumentará ainda mais.
Como um avião de verdade voa?
Uma asa de avião real tem formato de lágrima, o que significa que o ar que passa pelo topo da asa se move mais rápido do que o ar que passa pela parte inferior da asa. Essa diferença no fluxo de ar cria sustentação e a aeronave voa.
E a ideia básica aqui é esta: fluxo de aré cortado em dois pela borda de ataque da asa, e parte dela flui ao redor da asa ao longo da superfície superior e a segunda parte ao longo da inferior. Para que os dois fluxos convergissem para trás do bordo de fuga da asa sem criar vácuo, o ar que flui ao redor da superfície superior da asa deve se mover mais rápido em relação à aeronave do que o ar que flui ao redor da superfície inferior, uma vez que deve percorrer uma distância maior.
A baixa pressão de cima puxa a asa para dentro, enquanto a alta pressão de baixo a empurra para cima. A asa sobe. E se a força de elevação exceder o peso da aeronave, a própria aeronave ficará suspensa no ar.
Aviões de papel não têm asas moldadas, então como eles voam? A sustentação é criada pelo ângulo de ataque de suas asas planas. Mesmo com asas planas, você pode ver que o ar que se move sobre a asa percorre uma distância ligeiramente maior (e se move mais rápido). A sustentação é criada pela mesma pressão que as asas de perfil, mas é claro que essa diferença de pressão não é tão grande.
O ângulo de ataque da aeronave é o ângulo entre a direção da velocidade do fluxo de ar no corpo e a direção longitudinal característica escolhida no corpo, por exemplo, para uma aeronave será a corda da asa, é o eixo de construção longitudinal, para um projétil ou foguete é o seu eixo de simetria.
asa reta
A vantagem de uma asa reta é seu alto coeficiente de sustentação, que permite aumentar significativamente a carga específica na asa e, portanto, reduzir o tamanho e o peso sem medo de um aumento significativo na velocidade de decolagem e pouso.
A desvantagem que predetermina a inadequação de tal asa em velocidades de vôo supersônicas é um aumento acentuado no arrasto da aeronave.
asa delta
Uma asa delta é mais rígida e mais leve que uma asa reta e é mais usada em velocidades supersônicas. O uso de uma asa delta é determinado principalmente por considerações de resistência e design. As desvantagens da asa delta são o surgimento e o desenvolvimento de uma crise de onda.
CONCLUSÃO
Se a forma da asa e do nariz de um avião de papel for alterada durante a modelagem, o alcance e a duração do voo podem mudar.
Asas Avião de papel- apartamento. Para proporcionar uma diferença no fluxo de ar de cima e de baixo da asa (para formar sustentação), ela deve ser inclinada em um determinado ângulo (ângulo de ataque).
Os aviões para voos mais longos não são rígidos, mas têm grande envergadura e são bem equilibrados.
1 Trabalho de pesquisa Tema do trabalho O avião de papel perfeito Concluído por: Prokhorov Vitaly Andreevich, aluno da 8ª série da escola secundária Smelovskaya Responsável: Prokhorova Tatiana Vasilievna professora de história e estudos sociais da escola secundária Smelovskaya 2016
2 Conteúdo Introdução O avião ideal Componentes do sucesso Segunda lei de Newton ao lançar um avião Forças que atuam em um avião em vôo Sobre a asa Lançamento de um avião Aviões de teste Modelos de aviões Teste de distância de voo e tempo de planeio Modelo de um avião ideal Resumindo: a modelo teórico Modelo próprio e seus testes Lista de Conclusões Apêndice 1. Esquema do impacto das forças em um avião em vôo Apêndice 2. Arrasto Apêndice 3. Extensão da asa Apêndice 4. Enflechamento da asa Apêndice 5. Corda aerodinâmica média da asa (MAC) Apêndice 6. Forma da asa Apêndice 7. Circulação de ar ao redor da asa Apêndice 8 Ângulo de lançamento do avião Apêndice 9. Modelos de avião para o experimento
3 Introdução O avião de papel (avião) é 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). Apesar da aparente frivolidade dessa atividade, descobriu-se que o lançamento de aviões é uma ciência completa. Nasceu em 1930, quando Jack Northrop, fundador da Lockheed Corporation, usou aviões de papel para testar novas ideias em aviões reais. E as competições de lançamento de aviões de papel Red Bull Paper Wings são realizadas em nível mundial. Eles foram inventados pelo britânico Andy Chipling. Por muitos anos ele e seus amigos se dedicaram à criação de modelos de papel, em 1989 ele fundou a Paper Aircraft Association. Foi ele quem escreveu o conjunto de regras para o lançamento de aviões de papel, que são utilizados por especialistas do Guinness Book of Records e que se tornaram as instalações oficiais do campeonato mundial. Origami, e depois aerogami, sempre foi minha paixão. Eu construí vários modelos de aviões de papel, mas alguns deles voaram muito bem, enquanto outros caíram logo de cara. Por que isso acontece, como fazer um modelo de avião ideal (voando por muito tempo e longe)? Combinando minha paixão com o conhecimento da física, comecei minha pesquisa. O objetivo do estudo: aplicando as leis da física, criar um modelo de avião ideal. Tarefas: 1. Estudar as leis básicas da física que afetam o voo de um avião. 2. Deduza as regras para criar o avião perfeito. 3
4 3. Examine os modelos de aviões já criados quanto à proximidade com o modelo teórico de um avião ideal. 4. Crie seu próprio modelo de avião que se aproxime do modelo teórico de um avião ideal. 1. Avião ideal 1.1. Componentes do sucesso Primeiro, vamos lidar com a questão de como fazer um bom avião de papel. Veja bem, a principal função de um avião é a capacidade de voar. Como fazer um avião com a melhor performance. Para fazer isso, primeiro volte para as observações: 1. Um avião voa mais rápido e por mais tempo, mais forte é o arremesso, exceto quando algo (na maioria das vezes um pedaço de papel esvoaçante no nariz ou asas abaixadas penduradas) cria resistência e retarda o avanço progresso do avião. . 2. Por mais que tentemos lançar uma folha de papel, não conseguiremos lançá-la tão longe quanto uma pedrinha com o mesmo peso. 3. Para um avião de papel, asas longas são inúteis, asas curtas são mais eficazes. Aviões pesados não voam longe 4. Outro fator importante a ser levado em consideração é o ângulo em que o avião está avançando. Voltando às leis da física, encontramos as causas dos fenômenos observados: 1. Os vôos dos aviões de papel obedecem à segunda lei de Newton: força (em este caso elevação) é igual à taxa de variação do momento. 2. É tudo uma questão de arrasto, uma combinação de resistência do ar e turbulência. A resistência do ar causada por sua viscosidade é proporcional à área da seção transversal da parte frontal da aeronave, 4
5 em outras palavras, depende do tamanho do nariz da aeronave quando visto de frente. A turbulência é o resultado da ação das correntes de ar parasitas que se formam ao redor da aeronave. É proporcional à área de superfície da aeronave, a forma aerodinâmica reduz significativamente. 3. As grandes asas do avião de papel cedem e não resistem ao efeito de flexão da força de sustentação, tornando o avião mais pesado e aumentando o arrasto. O excesso de peso impede que a aeronave voe longe, e esse peso geralmente é criado pelas asas, com a maior sustentação ocorrendo na região da asa mais próxima da linha central da aeronave. Portanto, as asas devem ser muito curtas. 4. No lançamento, o ar deve atingir a parte inferior das asas e ser desviado para baixo para fornecer sustentação adequada à aeronave. Se a aeronave não estiver em ângulo com a direção de deslocamento e seu nariz não estiver levantado, não há sustentação. A seguir veremos as leis físicas básicas que afetam o avião, mais detalhadamente a segunda lei de Newton quando o avião é lançado, sabemos que a velocidade de um corpo muda sob a influência de uma força aplicada a ele. Se várias forças atuam sobre o corpo, então é encontrada a resultante dessas forças, ou seja, uma certa força total total que tem uma certa direção e valor numérico. De fato, todos os casos de aplicação de várias forças em um determinado momento no tempo podem ser reduzidos à ação de uma força resultante. Portanto, para descobrir como a velocidade do corpo mudou, precisamos saber qual força atua sobre o corpo. Dependendo da magnitude e direção da força, o corpo receberá uma ou outra aceleração. Isso é claramente visível quando o avião é lançado. Quando agimos no avião com uma pequena força, ele não acelerou muito. Quando é poder 5
6 impacto aumentou, então o avião adquiriu uma aceleração muito maior. Ou seja, a aceleração é diretamente proporcional à força aplicada. Quanto maior a força de impacto, maior a aceleração que o corpo adquire. A massa do corpo também está diretamente relacionada à aceleração adquirida pelo corpo como resultado da força. Nesse caso, a massa do corpo é inversamente proporcional à aceleração resultante. Quanto maior a massa, menor será a aceleração. Com base no exposto, chegamos à conclusão de que, quando o avião é lançado, ele obedece à segunda lei de Newton, expressa pela fórmula: a \u003d F / m, onde a é a aceleração, F é a força do impacto, m é a massa do corpo. A definição da segunda lei é a seguinte: a aceleração adquirida por um corpo como resultado de um impacto sobre ele é diretamente proporcional à força ou resultante das forças desse impacto e inversamente proporcional à massa do corpo. Assim, inicialmente o avião obedece à segunda lei de Newton e o alcance do voo também depende da força inicial e da massa do avião. Portanto, daí decorrem as primeiras regras para a criação de um avião ideal: o avião deve ser leve, inicialmente dar ao avião grande força Forças que atuam em uma aeronave em voo. Quando um avião voa, ele é afetado por muitas forças devido à presença do ar, mas todas elas podem ser representadas na forma de quatro forças principais: gravidade, sustentação, força definida no lançamento e força de resistência do ar ( arrastar) (consulte o Apêndice 1). A força da gravidade sempre permanece constante. A sustentação neutraliza o peso da aeronave e pode ser maior ou menor que o peso, dependendo da quantidade de energia gasta na propulsão. A força definida no lançamento é neutralizada pela força de resistência do ar (caso contrário, arrasto). 6
7 Em vôo reto e nivelado, essas forças se equilibram mutuamente: a força definida no lançamento é igual à força de resistência do ar, a força de sustentação é igual ao peso da aeronave. Sem outra proporção dessas quatro forças básicas, o vôo reto e nivelado é impossível. Qualquer alteração em qualquer uma dessas forças afetará a maneira como a aeronave voa. Se a sustentação gerada pelas asas for maior que a força da gravidade, o avião sobe. Por outro lado, uma diminuição da sustentação contra a gravidade faz com que a aeronave desça, ou seja, perda de altitude e sua queda. Se o equilíbrio de forças não for mantido, a aeronave curvará a trajetória de voo na direção da força predominante. Detenhamo-nos mais detalhadamente na resistência frontal, como uma das fatores importantes na aerodinâmica. A resistência frontal é a força que impede o movimento dos corpos em líquidos e gases. A resistência frontal consiste em dois tipos de forças: forças de atrito tangencial (tangencial) direcionadas ao longo da superfície do corpo e forças de pressão direcionadas à superfície (Apêndice 2). A força de arrasto é sempre direcionada contra o vetor velocidade do corpo no meio e, junto com a força de sustentação, é um componente da força aerodinâmica total. A força de arrasto é geralmente representada como a soma de dois componentes: arrasto com sustentação zero (arrasto nocivo) e arrasto indutivo. A resistência nociva ocorre como resultado do impacto da pressão do ar em alta velocidade nos elementos estruturais da aeronave (todas as partes salientes da aeronave criam resistência nociva ao se mover no ar). Além disso, na junção da asa e do “corpo” da aeronave, bem como na cauda, ocorrem turbulências no fluxo de ar, que também conferem resistência prejudicial. Nocivo 7
8 aumenta com o quadrado da aceleração da aeronave (se você dobrar a velocidade, o arrasto prejudicial aumenta em um fator de quatro). Na aviação moderna, as aeronaves de alta velocidade, apesar das bordas afiadas das asas e do formato super aerodinâmico, experimentam um aquecimento significativo da pele quando superam a força de arrasto com a potência de seus motores (por exemplo, o avião de alta velocidade mais rápido do mundo). aeronave de reconhecimento de altitude SR-71 Black Bird é protegida por um revestimento especial resistente ao calor). O segundo componente do arrasto, o arrasto indutivo, é um subproduto da sustentação. Ocorre quando o ar flui de uma área alta pressão na frente da asa para o meio rarefeito atrás da asa. O efeito especial da resistência indutiva é perceptível em baixas velocidades de vôo, o que é observado em aviões de papel ( exemplo ilustrativo deste fenômeno, pode ser visto em aeronaves reais durante o pouso. O avião levanta o nariz ao pousar, os motores começam a zumbir com mais força aumentando o empuxo). O arrasto indutivo, semelhante ao arrasto prejudicial, está na proporção de um para dois com a aceleração da aeronave. E agora um pouco sobre turbulência. Dicionário A enciclopédia "Aviação" define: "Turbulência é a formação aleatória de ondas fractais não lineares com velocidade crescente em um meio líquido ou gasoso" . Em suas próprias palavras, isso é propriedade física atmosfera na qual a pressão, a temperatura, a direção e a velocidade do vento estão em constante mudança. Devido a esta massas de ar tornam-se heterogêneos em composição e densidade. E ao voar, nosso avião pode entrar em correntes de ar descendentes (“pregados” no chão) ou ascendentes (melhor para nós, porque levantam o avião do solo), e esses fluxos podem se mover aleatoriamente, torcer (então o avião voa imprevisivelmente, reviravoltas). oito
9 Assim, deduzimos do que foi dito as qualidades necessárias para se criar um avião ideal em voo: Um avião ideal deve ser longo e estreito, afinando em direção ao nariz e cauda como uma flecha, com uma área de superfície relativamente pequena para seu peso. Um avião com essas características voa uma distância maior. Se o papel for dobrado de modo que a parte de baixo do avião fique plana e nivelada, a sustentação atuará sobre ele conforme ele desce e aumenta seu alcance. Conforme observado acima, a sustentação ocorre quando o ar atinge a superfície inferior de uma aeronave que voa com o nariz levemente levantado na asa. A envergadura é a distância entre os planos paralelos ao plano de simetria da asa e tangentes a ele. pontos extremos. A envergadura é uma importante característica geométrica de uma aeronave que afeta seu desempenho aerodinâmico e de voo, sendo também uma das principais dimensões gerais de uma aeronave. Extensão da asa - a relação entre a envergadura da asa e sua corda aerodinâmica média (Apêndice 3). Para uma asa não retangular, razão de aspecto = (quadrado do vão)/área. Isso pode ser entendido se tomarmos como base uma asa retangular, a fórmula será mais simples: relação de aspecto = vão / corda. Aqueles. se a asa tiver um vão de 10 metros e a corda = 1 metro, o alongamento será = 10. Quanto maior o alongamento, menor a resistência indutiva da asa associada ao fluxo de ar da superfície inferior da asa para a parte superior através da ponta com a formação de vórtices finais. Na primeira aproximação, podemos assumir que o tamanho característico de tal vórtice é igual ao da corda - e com o aumento da envergadura, o vórtice torna-se cada vez menor em relação à envergadura da asa. 9
10 Naturalmente, quanto menor a resistência indutiva, menor a resistência total do sistema, maior a qualidade aerodinâmica. Naturalmente, existe a tentação de tornar o alongamento o maior possível. E aqui começam os problemas: junto com o uso de altas proporções, temos que aumentar a resistência e a rigidez da asa, o que acarreta um aumento desproporcional da massa da asa. Do ponto de vista da aerodinâmica, o mais vantajoso será uma asa desse tipo, que tem a capacidade de criar o máximo de sustentação possível com o mínimo de arrasto possível. Para avaliar a perfeição aerodinâmica da asa, é introduzido o conceito de qualidade aerodinâmica da asa. A qualidade aerodinâmica de uma asa é a relação entre a sustentação e a força de arrasto da asa. O melhor em termos de aerodinâmica é o formato elíptico, mas essa asa é difícil de fabricar, por isso raramente é usada. Uma asa retangular é menos vantajosa aerodinamicamente, mas muito mais fácil de fabricar. A asa trapezoidal é melhor em termos de características aerodinâmicas do que a retangular, mas é um pouco mais difícil de fabricar. Varrido e triangular em termos de asas em termos aerodinâmicos baixas velocidades inferior a trapezoidal e retangular (essas asas são usadas em aeronaves voando em velocidades transônicas e supersônicas). A asa elíptica em planta tem a mais alta qualidade aerodinâmica - a mínima resistência possível com a máxima sustentação. Infelizmente, uma asa dessa forma não é muito usada devido à complexidade do design (um exemplo do uso de uma asa desse tipo é o caça Spitfire inglês) (Apêndice 6). Ângulo de varredura da asa do desvio da asa da normal ao eixo de simetria da aeronave, projetado no plano base da aeronave. Neste caso, a direção para a cauda é considerada positiva (Apêndice 4). existem 10
11 varrer ao longo do bordo de ataque da asa, ao longo do bordo de fuga e ao longo da linha de um quarto de corda. Asa de varredura reversa (KOS) asa com varredura negativa (exemplos de modelos de aeronaves com varredura reversa: Su-47 Berkut, planador tchecoslovaco LET L-13) . O carregamento da asa é a razão entre o peso de uma aeronave e sua área de superfície de apoio. É expresso em kg/m² (para os modelos - g/dm²). Quanto menor a carga, menor a velocidade necessária para voar. A corda aerodinâmica média da asa (MAC) é um segmento de linha reta que liga os dois pontos mais distantes do perfil um do outro. Para uma asa retangular em planta, o MAR é igual à corda da asa (Apêndice 5). Conhecendo o valor e a posição do MAR na aeronave e tomando-o como linha de base, determina-se a posição do centro de gravidade da aeronave em relação a ele, que é medido em % do comprimento do MAR. A distância do centro de gravidade até o início do MAR, expressa em porcentagem de seu comprimento, é chamada de centro de gravidade da aeronave. É mais fácil descobrir o centro de gravidade de um avião de papel: pegue uma agulha e linha; fure o avião com uma agulha e deixe-o pendurado em um fio. O ponto em que a aeronave se equilibrará com asas perfeitamente planas é o centro de gravidade. E um pouco mais sobre o perfil da asa é a forma da asa na seção transversal. O perfil da asa tem a maior influência em todas as características aerodinâmicas da asa. Existem muitos tipos de perfis, porque a curvatura das superfícies superior e inferior do tipos diferentes diferentes, bem como a espessura do próprio perfil (Anexo 6). O clássico é quando o fundo está próximo do plano e o topo é convexo de acordo com uma determinada lei. Esse é o chamado perfil assimétrico, mas também existem os simétricos, quando a parte superior e inferior têm a mesma curvatura. O desenvolvimento de aerofólios foi realizado quase desde o início da história da aviação e ainda está sendo realizado agora (na Rússia, TsAGI Central Aerohydrodynamic 11
12 Instituto com o nome do Professor N.E. Zhukovsky, nos EUA essas funções são desempenhadas por Centro de Pesquisa em Langley (uma divisão da NASA)). Vamos tirar as conclusões do que foi dito acima sobre a asa de um avião: Um avião tradicional tem asas longas e estreitas mais próximas do meio, a parte principal, equilibradas por pequenas asas horizontais mais próximas da cauda. O papel carece de resistência para designs tão complexos, dobrando e vincando com facilidade, especialmente durante o processo de lançamento. Isso significa que as asas de papel perdem características aerodinâmicas e criam arrasto. Os aviões de design tradicional são aerodinâmicos e bastante fortes, suas asas delta proporcionam um planeio estável, mas são relativamente grandes, criam arrasto excessivo e podem perder rigidez. Essas dificuldades são superáveis: superfícies de elevação menores e mais fortes na forma de asas delta são feitas de duas ou mais camadas de papel dobrado, elas mantêm sua forma melhor durante lançamentos de alta velocidade. As asas podem ser dobradas de forma que uma leve protuberância seja formada na superfície superior, aumentando a força de sustentação, como na asa de uma aeronave real (Apêndice 7). O design solidamente construído tem uma massa que aumenta o torque de partida, mas sem um aumento significativo no arrasto. Ao mover as asas deltóides para a frente e equilibrar a sustentação com um corpo de aeronave longo, plano e em forma de V mais próximo da cauda, o que evita o movimento lateral (desvios) em voo, as características mais valiosas de um avião de papel podem ser combinadas em um design . 1.5 Lançamento do avião 12
13 Vamos começar com o básico. Nunca segure seu avião de papel pelo bordo de fuga da asa (cauda). Como o papel dobra muito, o que é muito ruim para a aerodinâmica, qualquer ajuste cuidadoso fica comprometido. A aeronave é melhor mantida pelo conjunto mais grosso de camadas de papel perto do nariz. Geralmente esse ponto fica próximo ao centro de gravidade da aeronave. Para enviar a aeronave à distância máxima, é necessário jogá-la para frente e para cima o máximo possível em um ângulo de 45 graus (ao longo de uma parábola), o que foi confirmado por nosso experimento de lançamento em diferentes ângulos da superfície (Apêndice 8 ). Isso ocorre porque, durante o lançamento, o ar deve atingir a parte inferior das asas e ser desviado para baixo, proporcionando sustentação adequada à aeronave. Se a aeronave não estiver em ângulo com a direção de deslocamento e seu nariz não estiver levantado, não há sustentação. A aeronave tende a ter a maior parte do peso para trás, o que significa que a traseira está abaixada, o nariz está para cima e a sustentação é garantida. Ele equilibra o avião, permitindo que ele voe (a menos que a sustentação seja muito alta, fazendo com que o avião salte para cima e para baixo violentamente). Em competições de tempo de voo, você deve lançar o avião até a altura máxima para que ele deslize por mais tempo. Em geral, as técnicas de lançamento de aeronaves acrobáticas são tão diversas quanto seus designs. E também a técnica para lançar o avião perfeito: uma pegada adequada deve ser forte o suficiente para segurar o avião, mas não tão forte a ponto de deformá-lo. A saliência de papel dobrado na superfície inferior sob o nariz do avião pode ser usada como suporte de lançamento. Ao lançar, mantenha o avião em um ângulo de 45 graus até sua altura máxima. 2. Testando aviões 13
14 2.1. Modelos de aviões Para confirmar (ou refutar, se estiverem errados para aviões de papel), selecionamos 10 modelos de aviões, diferentes em características: enflechamento, envergadura, densidade estrutural, estabilizadores adicionais. E é claro que pegamos o modelo clássico de avião para explorar também a escolha de muitas gerações (Apêndice 9) 2.2. Teste de alcance de voo e tempo de planeio. quatorze
15 Nome do modelo Alcance de voo (m) Duração do voo (batidas do metrônomo) Características no lançamento Prós Contras 1. Planar torcido Voar demais Controle ruim Fundo plano asas grandes Grandes Não planeja turbulência 2. Planar torcido Asas largas Cauda Ruim Instável em voo Turbulência dirigível 3. Mergulho Nariz estreito Turbulência Caçador Torção Fundo plano Peso do arco Parte do corpo estreita 4. Planar Fundo plano Asas grandes Guinness Planador Voar em arco Forma de arco Corpo estreito Voo longo e curvo planando 5. Voar ao longo de asas cônicas Corpo reto e largo, em vôo estabilizadores Nenhum arco de fim de vôo do besouro muda abruptamente Mudança abrupta na trajetória de vôo 6. Voar em linha reta Fundo plano Corpo largo Tradicionalmente bom Asas pequenas Sem arco plano 15
16 7. Mergulho Asas estreitas Nariz pesado Voando na frente Asas grandes, retas Corpo estreito deslocado para trás Bombardeiro de mergulho Arqueado (devido a flaps na asa) Densidade estrutural 8. Scout Voando junto Corpo pequeno Asas largas retas Planando Tamanho pequeno em comprimento Arqueado Denso construção 9. Cisne branco Voando em um corpo estreito em uma linha reta Estável Asas estreitas em um vôo de fundo plano Construção densa Equilibrado 10. Stealth Voando em uma curva reta Planando Muda a trajetória Eixo das asas estreitado para trás Sem curva Asas largas Corpo grande Não denso construção Duração do voo (do maior para o menor): Planador Guinness e Tradicional, Besouro, Cisne Branco Comprimento do voo (do maior para o menor): Cisne Branco, Fusca e tradicional, Scout. Saíram os líderes em duas categorias: o Cisne Branco e o Fusca. Estudar esses modelos e, combinando-os com conclusões teóricas, tomá-los como base para um modelo de avião ideal. 3. Modelo de um avião ideal 3.1 Resumindo: modelo teórico 16
17 1. o avião deve ser leve, 2. inicialmente dar ao avião grande resistência, 3. longo e estreito, afinando em direção ao nariz e cauda como uma flecha, com uma área de superfície relativamente pequena para seu peso, 4. a superfície inferior do o avião é plano e horizontal, 5. superfícies de sustentação pequenas e mais fortes na forma de asas delta, 6. dobre as asas de modo que uma ligeira protuberância se forme na superfície superior, 7. mova as asas para frente e equilibre a sustentação com as longas corpo plano da aeronave, em forma de V em direção à cauda, 8. design solidamente construído, 9. a aderência deve ser forte o suficiente e pela saliência na superfície inferior, 10. lançamento em um ângulo de 45 graus e ao máximo altura. 11. Usando os dados, fizemos esboços do avião ideal: 1. Vista lateral 2. Vista inferior 3. Vista frontal Tendo esboçado o avião ideal, voltei-me para a história da aviação para ver se minhas conclusões coincidiam com os projetistas de aeronaves. E encontrei um protótipo de aeronave com asa delta desenvolvido após a Segunda Guerra Mundial: o Convair XF-92 - interceptador de ponto (1945). E a confirmação da exatidão das conclusões é que ele se tornou Ponto de partida para uma nova geração de aeronaves. 17
18 Modelo próprio e seu teste. Nome do modelo Alcance de voo (m) Duração do voo (batidas do metrônomo) ID Características no lançamento Prós (proximidade do avião ideal) Contras (desvios do avião ideal) Voa 80% 20% direto (perfeição (para outros Planos de Controle não há limite ) melhorias) Com um forte vento contrário, ele "sobe" a 90 0 e gira. Meu modelo é feito com base nos modelos usados \u200b\u200bna parte prática, o mais parecido com o "cisne branco". Mas, ao mesmo tempo, fiz uma série de mudanças significativas: uma grande forma de delta da asa, uma curvatura na asa (como no "scout" e similares), o casco foi reduzido e rigidez estrutural adicional foi dada ao casco. Não se pode dizer que estou completamente satisfeito com o meu modelo. Gostaria de reduzir as letras minúsculas, deixando a mesma densidade de construção. As asas podem receber um delta maior. Pense na cauda. Mas não pode ser de outra forma, há tempo para mais estudos e criatividade. Isso é exatamente o que os projetistas profissionais de aeronaves fazem, você pode aprender muito com eles. O que vou fazer no meu hobby. 17
19 Conclusões Como resultado do estudo, conhecemos as leis básicas da aerodinâmica que afetam o avião. Com base nisso, foram deduzidas as regras cuja combinação ótima contribui para a criação de um avião ideal. Para testar as conclusões teóricas na prática, reunimos modelos de aviões de papel de várias complexidades de dobragem, alcance e duração de voo. Durante o experimento, foi elaborada uma tabela, onde as deficiências manifestadas dos modelos foram comparadas com as conclusões teóricas. Comparando os dados da teoria e da experiência, criei um modelo do meu avião ideal. Ainda precisa ser melhorado, aproximando-o da perfeição! dezoito
20 Referências 1. Enciclopédia "Aviação" / site Acadêmico %D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8C 2. Collins J. Aviões de papel / J. Collins: per. do inglês. P. Mironova. Moscou: Mani, Ivanov e Ferber, 2014. 160c Babintsev V. Aerodinâmica para manequins e cientistas / portal Proza.ru 4. Babintsev V. Einstein e força de elevação, ou Por que uma cobra tem cauda / portal Proza.ru 5. Arzhanikov N.S., Sadekova G.S., Aerodinâmica aeronave 6. Modelos e métodos de aerodinâmica / 7. Ushakov V.A., Krasilshchikov P.P., Volkov A.K., Grzhegorzhevsky A.N., Atlas de características aerodinâmicas de perfis de asas / 8. Aerodinâmica de aeronaves / 9. Movimento de corpos no ar / email zhur. Aerodinâmica na natureza e na tecnologia. Breve informação em aerodinâmica Como eles voam aviões de papel?/ Interessante. Ciência interessante e legal Sr. Chernyshev S. Por que um avião voa? S. Chernyshev, diretor da TsAGI. Jornal "Ciência e Vida", 11, 2008 / VVS SGV 4º VA VGK - fórum de unidades e guarnições "Equipamento de aviação e aeródromo" - Aviação para "manequins" 19
21 12. Gorbunov Al. Aerodinâmica para "manequins" / Gorbunov Al., Sr. Estrada nas nuvens / jour. Planet Julho, 2013 Marcos na aviação: um protótipo de aeronave com asa delta 20
22 Apêndice 1. Esquema do impacto de forças sobre o avião em voo. Força de sustentação Aceleração dada no lançamento Força de gravidade Arrasto Apêndice 2. Arrasto. Fluxo e forma de obstáculo Resistência à forma Resistência ao atrito viscoso 0% 100% ~10% ~90% ~90% ~10% 100% 0% 21
23 Apêndice 3. Extensão da asa. Apêndice 4. Varredura de asa. 22
24 Apêndice 5. Corda aerodinâmica média da asa (MAC). Anexo 6. A forma da asa. Plano de seção transversal 23
25 Apêndice 7. Circulação de ar ao redor da asa Um vórtice é formado na borda afiada do perfil da asa. Quando um vórtice é formado, ocorre a circulação de ar ao redor da asa. O vórtice é levado pelo fluxo e as linhas de corrente fluem suavemente ao redor o perfil; eles são condensados sobre a asa Apêndice 8. Ângulo de lançamento do avião 24
26 Anexo 9. Modelos de aviões para a experiência Modelo de ordem de pagamento em papel 1 Nome da ordem de pagamento 6 Modelo em papel Nome Morcego de fruta Tradicional 2 7 Tail Dive Pilot 3 8 Hunter Scout 4 9 Guinness Glider White Swan 5 10 Stealth Beetle 26
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