วิธีทำเครื่องบินกระดาษ? ซาริโปวา รูซิลียา. "เครื่องบินกระดาษ - ความสนุกสนานสำหรับเด็กและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์" ข้อเท็จจริงที่ผิดปกติเกี่ยวกับโมเดลเครื่องบินกระดาษ
งานวิจัยทางประวัติศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์
เสร็จสิ้นโดย: นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 Ruzilya Zaripova
หัวหน้างานด้านวิทยาศาสตร์: Sarbaeva A.A.
โรงเรียนมัธยมศึกษา MBOU ในหมู่บ้าน Krasnaya Gorka
การแนะนำ
แม้แต่เครื่องบินจำลองที่ง่ายที่สุดก็ยังเป็นเครื่องบินจิ๋วที่มีคุณสมบัติครบถ้วน นักออกแบบเครื่องบินที่มีชื่อเสียงหลายคนเริ่มต้นด้วยงานอดิเรกในการสร้างแบบจำลองเครื่องบิน การสร้างแบบจำลองการบินที่ดีต้องใช้ความพยายามมาก ทุกคนเคยทำเครื่องบินกระดาษและส่งพวกเขาบินไปในคราวเดียวหรือหลายครั้ง เครื่องบินกระดาษกำลังได้รับความนิยมไปทั่วโลก สิ่งนี้นำไปสู่การแนะนำคำศัพท์ใหม่ aerogami Aerogami เป็นชื่อสมัยใหม่สำหรับการผลิตและการเปิดตัวโมเดลเครื่องบินกระดาษ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาขาของ origami (ศิลปะการพับกระดาษของญี่ปุ่น)ความเกี่ยวข้องของงานนี้เกิดจากการมีโอกาสที่จะใช้ความรู้ที่ได้รับในการสอนในโรงเรียนประถมศึกษาเพื่อกระตุ้นความสนใจของนักเรียนในโลกแห่งการบินและพัฒนาคุณสมบัติและความสามารถที่จำเป็นในการใช้ประสบการณ์และความรู้ที่สร้างสรรค์ในการศึกษาและ การพัฒนาการบิน
ความสำคัญในทางปฏิบัติกำหนดโดยมีโอกาสจัดมาสเตอร์คลาสเครื่องบินพับกระดาษรุ่นต่างๆร่วมกับครูชั้นประถมศึกษา รวมถึงมีโอกาสจัดการแข่งขันระหว่างนักเรียน
วัตถุประสงค์ของการศึกษาเป็นโมเดลเครื่องบินกระดาษ
หัวข้อการวิจัยคือการเกิดขึ้นและการพัฒนาของแอโรกี
สมมติฐานการวิจัย:
1) โมเดลเครื่องบินกระดาษไม่เพียง แต่เป็นของเล่นที่สนุกสนานเท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญมากกว่าสำหรับชุมชนโลกและการพัฒนาทางเทคนิคของอารยธรรมของเรา
2) หากคุณเปลี่ยนรูปร่างของปีกและจมูกของเครื่องบินกระดาษระหว่างการสร้างแบบจำลอง ช่วงและระยะเวลาการบินอาจเปลี่ยนแปลง
3) ลักษณะความเร็วที่ดีที่สุดและความเสถียรในการบินทำได้โดยเครื่องบินที่มีจมูกแหลมคมและปีกยาวแคบ และการขยายปีกนกจะช่วยเพิ่มเวลาการบินของเครื่องร่อนได้อย่างมาก
วัตถุประสงค์ของการศึกษา:ติดตามประวัติความเป็นมาของการพัฒนา aerogami ค้นหาว่างานอดิเรกนี้มีผลกระทบต่อสังคมอย่างไรบ้าง ความช่วยเหลือด้านการบินกระดาษในกิจกรรมด้านเทคนิคของวิศวกร
เพื่อให้สอดคล้องกับเป้าหมายนี้ เราได้กำหนดงานดังต่อไปนี้:
- ศึกษาข้อมูลในเรื่องนี้
- ทำความคุ้นเคยกับเครื่องบินกระดาษรุ่นต่างๆ และเรียนรู้วิธีสร้างเครื่องบินเหล่านั้น
- ศึกษาพิสัยการบินและเวลาบินของเครื่องบินกระดาษรุ่นต่างๆ
Aerogami - การบินกระดาษ
Aerogami มีต้นกำเนิดมาจาก origami ที่มีชื่อเสียงระดับโลก ท้ายที่สุดแล้วเทคนิคพื้นฐาน เทคโนโลยี ปรัชญาก็มาจากเขา วันที่สร้างเครื่องบินกระดาษควรถือเป็นปี 1909 อย่างไรก็ตาม รุ่นที่พบบ่อยที่สุดของการประดิษฐ์และชื่อนักประดิษฐ์คือปี 1930 โดย Jack Northrop ผู้ก่อตั้งบริษัท Lockheed Corporation Northrop ใช้เครื่องบินกระดาษเพื่อทดสอบแนวคิดใหม่ในการออกแบบเครื่องบินจริง เขามุ่งความสนใจไปที่การพัฒนา "ปีกบิน" ซึ่งเขาถือว่าเป็นก้าวต่อไปในการพัฒนาการบิน ปัจจุบัน การบินกระดาษหรือแอโรกามิได้รับชื่อเสียงไปทั่วโลก ทุกคนรู้วิธีพับเครื่องบินพื้นฐานและปล่อยเครื่องบิน แต่วันนี้มันไม่ใช่แค่ความสนุกสำหรับคนหนึ่งหรือสองคนอีกต่อไป แต่ยังเป็นงานอดิเรกที่จริงจังซึ่งมีการแข่งขันกันทั่วโลก Red Bull Paper Wings อาจเป็นการแข่งขันนักบินกระดาษที่ใหญ่ที่สุดในโลก การแข่งขันชิงแชมป์นี้เปิดตัวครั้งแรกในประเทศออสเตรียในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2549 โดยมีนักกีฬาจาก 48 ประเทศเข้าร่วม จำนวนผู้เข้าร่วมในรอบคัดเลือกที่จัดขึ้นทั่วโลกเกิน 9,500 คน ผู้เข้าร่วมจะแข่งขันกันในสามประเภท: "ระยะการบิน", "ระยะเวลาการบิน" และ "แอโรบิก"Ken Blackburn - เจ้าของสถิติโลกในการเปิดตัวเครื่องบิน
ชื่อของ Ken Blackburn เป็นที่รู้จักของแฟน ๆ ของการบินด้วยกระดาษและไม่น่าแปลกใจเลยเพราะเขาสร้างแบบจำลองที่ทำลายสถิติในด้านระยะการบินและเวลาบินพูดคุยเกี่ยวกับว่าเครื่องบินขนาดเล็กเป็นสำเนาของเครื่องบินขนาดใหญ่ได้อย่างไรและเป็นเช่นนั้น อยู่ภายใต้กฎอากาศพลศาสตร์เดียวกันกับของจริง เจ้าของสถิติโลก Ken Blackburn คุ้นเคยกับการออกแบบเครื่องบินกระดาษสี่เหลี่ยมเป็นครั้งแรกเมื่ออายุเพียง 8 ขวบขณะเยี่ยมชมส่วนการบินที่เขาชื่นชอบ เขาสังเกตเห็นว่าเครื่องบินที่มีปีกกว้างกว่าจะบินได้ดีกว่าและสูงกว่าเครื่องบินโผทั่วไป ด้วยความไม่พอใจของครูในโรงเรียน เคนรุ่นเยาว์จึงทดลองออกแบบเครื่องบินโดยทุ่มเทเวลาให้กับมันเป็นอย่างมาก ในปี 1977 เขาได้รับ Guinness Book of Records เป็นของขวัญ และมุ่งมั่นที่จะทำลายสถิติ 15 วินาทีในปัจจุบัน โดยบางครั้งเครื่องบินของเขาคงอยู่ในอากาศนานกว่าหนึ่งนาที เส้นทางสู่บันทึกไม่ใช่เรื่องง่ายแบล็กเบิร์นกำลังศึกษาการบินที่มหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนาพยายามบรรลุเป้าหมาย เมื่อถึงเวลานั้นเขาก็ตระหนักว่าผลลัพธ์นั้นขึ้นอยู่กับแรงขว้างมากกว่าการออกแบบเครื่องบิน ความพยายามหลายครั้งทำให้ผลลัพธ์ของเขาอยู่ที่ระดับ 18.8 วินาที เมื่อถึงเวลานั้น เคนอายุ 30 แล้ว ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2541 แบล็กเบิร์นเปิด Book of Records และพบว่าเขาถูกชาวอังกฤษคู่หนึ่งล้มลงจากแท่นซึ่งแสดงผลลัพธ์ 20.9 วินาที
เคนยอมให้สิ่งนี้เกิดขึ้นไม่ได้ ครั้งนี้โค้ชกีฬาตัวจริงมีส่วนร่วมในการเตรียมนักบินให้พร้อมสำหรับการบันทึก นอกจากนี้ เคนยังได้ทดสอบการออกแบบเครื่องบินหลายแบบและเลือกเครื่องบินที่ดีที่สุด ผลลัพธ์ของความพยายามครั้งสุดท้ายนั้นยอดเยี่ยมมาก: 27.6 วิ! Ken Blackburn ตัดสินใจหยุดอยู่แค่นั้น แม้ว่าสถิติของเขาจะถูกทำลาย ซึ่งจะต้องเกิดขึ้นไม่ช้าก็เร็ว เขาก็ได้รับตำแหน่งของเขาในประวัติศาสตร์
กองกำลังใดที่กระทำบนเครื่องบินกระดาษ?
เหตุใดยานพาหนะที่หนักกว่าอากาศจึงบินได้ - เครื่องบินและแบบจำลอง จำไว้ว่าลมพัดใบไม้และเศษกระดาษไปตามถนนแล้วยกมันขึ้นมา แบบจำลองการบินสามารถเปรียบเทียบได้กับวัตถุที่ขับเคลื่อนด้วยกระแสอากาศ มีเพียงอากาศที่นี่เท่านั้นที่ยังคงอยู่ และโมเดลก็รีบตัดผ่านมันไป ในกรณีนี้ อากาศไม่เพียงแต่ทำให้การบินช้าลงเท่านั้น แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการยังทำให้เกิดแรงยกอีกด้วย ดูรูปที่ 1 (ภาคผนวก) ต่อไปนี้เป็นภาพตัดขวางของปีกเครื่องบิน ถ้าปีกอยู่ในตำแหน่งที่มีมุมหนึ่ง (เรียกว่ามุมโจมตี) ระหว่างระนาบส่วนล่างกับทิศทางการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน ดังแบบฝึกหัดแสดงให้เห็น ความเร็วของการไหลของอากาศที่ไหลรอบปีกจาก ด้านบนจะมากกว่าความเร็วจากด้านล่างปีก และตามกฎของฟิสิกส์ ตำแหน่งของการไหลซึ่งมีความเร็วสูงกว่า ความดันน้อยกว่า และในทางกลับกัน ด้วยเหตุนี้เมื่อเครื่องบินเคลื่อนที่เร็วเพียงพอ ความกดอากาศใต้ปีกจะมากกว่าเหนือปีก ความแตกต่างของความดันนี้ทำให้เครื่องบินลอยอยู่ในอากาศและเรียกว่าแรงยกรูปที่ 2 (ภาคผนวก) แสดงแรงที่กระทำต่อเครื่องบินหรือแบบจำลองที่กำลังบิน ผลกระทบโดยรวมของอากาศบนเครื่องบินจะแสดงเป็นแรงตามหลักอากาศพลศาสตร์ R แรงนี้คือแรงที่เกิดขึ้นที่กระทำต่อแต่ละส่วนของแบบจำลอง เช่น ปีก ลำตัว หาง ฯลฯ โดยแรงดังกล่าวจะพุ่งไปที่มุมหนึ่งไปยังทิศทางการเคลื่อนที่เสมอ . ในทางอากาศพลศาสตร์ การกระทำของแรงนี้มักจะถูกแทนที่ด้วยการกระทำของสององค์ประกอบ - แรงยกและแรงลาก
แรงยก Y จะตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่เสมอ ส่วนแรงลาก X จะพุ่งเข้าหาการเคลื่อนไหว แรงโน้มถ่วง G มักจะมุ่งลงด้านล่างในแนวตั้งเสมอ แรงยกขึ้นอยู่กับพื้นที่ปีก ความเร็วในการบิน ความหนาแน่นของอากาศ มุมที่โจมตี และความสมบูรณ์แบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ของโปรไฟล์ปีก แรงลากขึ้นอยู่กับขนาดทางเรขาคณิตของหน้าตัดของลำตัว ความเร็วในการบิน ความหนาแน่นของอากาศ และคุณภาพของการรักษาพื้นผิว สิ่งอื่นๆ ที่เท่าเทียมกัน คือโมเดลที่ตกแต่งพื้นผิวด้วยความระมัดระวังยิ่งขึ้น บินได้ไกลยิ่งขึ้น ระยะการบินถูกกำหนดโดยคุณภาพอากาศพลศาสตร์ K ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของแรงยกต่อแรงลาก กล่าวคือ คุณภาพอากาศพลศาสตร์จะแสดงจำนวนครั้งที่แรงยกของปีกมากกว่าแรงลากของแบบจำลอง ในการบินร่อน แรงยกของโมเดล Y มักจะเท่ากับน้ำหนักของโมเดล และแรงลาก X จะน้อยกว่า 10-15 เท่า ดังนั้นระยะการบิน L จะมากกว่าระดับความสูง H 10-15 เท่า ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการบินร่อน ดังนั้น ยิ่งโมเดลมีน้ำหนักเบาเท่าใด ยิ่งสร้างอย่างระมัดระวังมากขึ้นเท่าใด ก็สามารถบรรลุระยะการบินได้มากขึ้นเท่านั้น
การศึกษาทดลองโมเดลเครื่องบินกระดาษในการบิน
การจัดองค์กรและวิธีการวิจัยการศึกษาดำเนินการในโรงเรียนมัธยมศึกษางบประมาณเทศบาลในหมู่บ้าน Krasnaya Gorka
ในการศึกษาเรากำหนดภารกิจต่อไปนี้:
- ทบทวนคำแนะนำสำหรับเครื่องบินกระดาษรุ่นต่างๆ ค้นหาว่าปัญหาใดที่เกิดขึ้นเมื่อประกอบแบบจำลอง
- ทำการทดลองเพื่อศึกษาเครื่องบินกระดาษในการบิน ทุกรุ่นเชื่อฟังเท่าเทียมกันเมื่อเปิดตัว ใช้เวลานานเท่าใดในอากาศ และระยะการบินเท่าใด
- การจำลองเครื่องบินกระดาษหลายรุ่น
- การจำลองการทดลองปล่อยเครื่องบินกระดาษ
1.เลือกประเภทเครื่องบินที่เราสนใจ ทำโมเดลเครื่องบินกระดาษ. ดำเนินการทดสอบการบินของเครื่องบินเพื่อตรวจสอบคุณภาพการบิน (ระยะและความแม่นยำในการบิน เวลาในการบิน) วิธีการปล่อยตัว และความง่ายในการดำเนินการ ป้อนข้อมูลลงในตาราง เลือกรุ่นที่แสดงผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
2. โมเดลที่ดีที่สุดสามรุ่นทำจากกระดาษประเภทต่างๆ ดำเนินการทดสอบและป้อนข้อมูลลงในตาราง สรุปว่ากระดาษชนิดใดเหมาะที่สุดสำหรับทำโมเดลเครื่องบินกระดาษ
แบบฟอร์มบันทึกผลการวิจัย - บันทึกข้อมูลการทดลองเป็นตาราง
การประมวลผลเบื้องต้นและการวิเคราะห์ผลการวิจัยดำเนินการดังนี้
- การป้อนผลการทดลองลงในแบบฟอร์มบันทึกที่เหมาะสม
- การนำเสนอผลลัพธ์แบบแผนผัง กราฟิก และภาพประกอบ (การเตรียมการนำเสนอ)
- การเขียนข้อสรุป
คำอธิบาย การวิเคราะห์ผลการวิจัย และข้อสรุปเกี่ยวกับการขึ้นอยู่กับระยะเวลาการบินของเครื่องบินกระดาษกับแบบจำลองและวิธีการปล่อย
การทดลองที่ 1วัตถุประสงค์: เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโมเดลเครื่องบินกระดาษ ตรวจสอบว่าการประกอบโมเดลประเภทต่างๆนั้นยากเพียงใด ตรวจสอบรุ่นที่ผลิตในเที่ยวบินอุปกรณ์: กระดาษสำนักงาน แผนภาพการประกอบโมเดลเครื่องบินกระดาษ สายวัด นาฬิกาจับเวลา แบบฟอร์มบันทึกผล
สถานที่:ทางเดินโรงเรียน
หลังจากศึกษาคำแนะนำมากมายเกี่ยวกับโมเดลเครื่องบินกระดาษแล้ว เราก็เลือกโมเดลเครื่องบินกระดาษจำนวน 5 รุ่นที่ฉันชอบ หลังจากศึกษาคำแนะนำอย่างละเอียดแล้ว เราจึงสร้างโมเดลเหล่านี้จากกระดาษสำนักงาน A4 หลังจากสร้างโมเดลเหล่านี้เสร็จแล้ว เราก็ทำการทดสอบขณะบิน เราป้อนข้อมูลจากการทดสอบเหล่านี้ลงในตาราง
ตารางที่ 1
ชื่อรุ่นเครื่องบินกระดาษ | การวาดภาพโมเดล | ความยากในการประกอบโมเดล (ตั้งแต่ 1 ถึง 10 คะแนน) | ระยะบิน ม (สูงสุด) | เวลาเที่ยวบินส (สูงสุด) | คุณสมบัติเมื่อเปิดตัว |
|
1 | โผพื้นฐาน | 3 | 6 | 0,93 | การบิด |
|
2 | 4 | 8,6 | 1,55 | บินเป็นเส้นตรง |
||
3 | เครื่องบินรบ (เครื่องบินกระดาษแฮริเออร์) | 5 | 4 | 3 | มีการจัดการไม่ดี |
|
4 | ฟอลคอน เอฟ-16 (เครื่องบินกระดาษฟอลคอน เอฟ-16) | 7 | 7,5 | 1,62 | การวางแผนไม่ดี |
|
5 | เครื่องบินกระดาษกระสวยอวกาศ | 8 | 2,40 | 0,41 | การวางแผนไม่ดี |
จากข้อมูลจากการทดสอบเหล่านี้ เราได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:
- การประกอบแบบจำลองไม่ง่ายอย่างที่คิด เมื่อประกอบโมเดล สิ่งสำคัญมากคือการพับแบบสมมาตร ซึ่งต้องใช้ความชำนาญและทักษะบางอย่าง
- ทุกรุ่นแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ รุ่นที่เหมาะสำหรับการยิงระยะไกล และรุ่นที่ทำงานได้ดีเมื่อเปิดตัวในเที่ยวบินระยะไกล
- เครื่องบินรบความเร็วเหนือเสียงรุ่นหมายเลข 2 (เครื่องบินรบเดลต้า) มีพฤติกรรมดีที่สุดเมื่อทำการยิงจากระยะไกล
เป้าหมาย: เปรียบเทียบโมเดลกระดาษใดที่แสดงผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในแง่ของช่วงการบินและเวลาบิน
วัสดุ: กระดาษสำนักงาน สมุดบันทึก กระดาษหนังสือพิมพ์ สายวัด นาฬิกาจับเวลา แบบฟอร์มบันทึกผล
สถานที่: ทางเดินโรงเรียน.
เราสร้างแบบจำลองที่ดีที่สุดสามแบบจากกระดาษประเภทต่างๆ ทำการทดสอบและป้อนข้อมูลลงในตาราง เราสรุปได้ว่ากระดาษชนิดใดดีที่สุดที่จะใช้สำหรับทำโมเดลเครื่องบินกระดาษ
ตารางที่ 2
เครื่องบินรบความเร็วเหนือเสียง (Delta Fighter) | ระยะบิน ม (สูงสุด) | เวลาเที่ยวบินส (สูงสุด) | หมายเหตุเพิ่มเติม |
|
1 | กระดาษสำนักงาน | 8,6 | 1,55 | ระยะไกล |
2 | กระดาษหนังสือพิมพ์ | 5,30 | 1,13 | |
3 | กระดาษโน๊ต | 2,6 | 2,64 | การสร้างแบบจำลองจากกระดาษตาหมากรุกนั้นง่ายและรวดเร็วยิ่งขึ้น |
ตารางที่ 3
ฟอลคอน เอฟ-16 (เครื่องบินกระดาษ เอฟ-16 ฟอลคอน) | ระยะบิน ม (สูงสุด) | เวลาเที่ยวบินส (สูงสุด) | หมายเหตุเพิ่มเติม | |
1 | กระดาษสำนักงาน | 7,5 | 1,62 | ระยะไกล |
2 | กระดาษหนังสือพิมพ์ | 6,3 | 2,00 | เที่ยวบินราบรื่น วางแผนได้ดี |
3 | กระดาษโน๊ต | 7,1 | 1,43 | การสร้างแบบจำลองโดยใช้กระดาษตาหมากรุกง่ายและรวดเร็วยิ่งขึ้น |
ตารางที่ 4
โผพื้นฐาน | ระยะบิน ม (สูงสุด) | เวลาเที่ยวบินส (สูงสุด) | หมายเหตุเพิ่มเติม | |
1 | กระดาษสำนักงาน | 6 | 0,93 | ระยะไกล |
2 | กระดาษหนังสือพิมพ์ | 5,15 | 1,61 | เที่ยวบินราบรื่น วางแผนได้ดี |
3 | กระดาษโน๊ต | 6 | 1,65 | การสร้างแบบจำลองจากกระดาษตาหมากรุกนั้นง่ายและรวดเร็วยิ่งขึ้น |
จากข้อมูลที่ได้รับระหว่างการทดลอง เราได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:
- การสร้างแบบจำลองจากแผ่นสมุดบันทึกลายหมากรุกนั้นง่ายกว่าจากกระดาษสำนักงานหรือกระดาษหนังสือพิมพ์ แต่เมื่อทดสอบแล้วจะไม่แสดงผลลัพธ์ที่ดีมาก
- แบบจำลองที่ทำจากกระดาษหนังสือพิมพ์บินได้อย่างสวยงามมาก
- เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สูงในแง่ของระยะการบิน แบบจำลองที่ทำจากกระดาษสำนักงานจึงเหมาะสมกว่า
จากการวิจัยของเรา เราเริ่มคุ้นเคยกับเครื่องบินกระดาษรุ่นต่างๆ โดยมีความแตกต่างกันในด้านความซับซ้อนของการพับ ช่วงการบินและระดับความสูง และระยะเวลาการบิน ซึ่งได้รับการยืนยันระหว่างการทดลอง การบินของเครื่องบินกระดาษได้รับอิทธิพลจากเงื่อนไขต่างๆ: คุณสมบัติของกระดาษ ขนาดของเครื่องบิน แบบจำลอง... การทดลองที่ดำเนินการทำให้สามารถพัฒนาคำแนะนำต่อไปนี้สำหรับการประกอบแบบจำลองเครื่องบินกระดาษ:
- ก่อนที่คุณจะเริ่มประกอบโมเดลเครื่องบินกระดาษ คุณต้องตัดสินใจว่าต้องการโมเดลประเภทใด: สำหรับระยะเวลาหรือช่วงการบิน?
- เพื่อให้โมเดลบินได้ดี ต้องพับให้เท่าๆ กัน ต้องปฏิบัติตามขนาดที่ระบุในแผนภาพการประกอบทุกประการ และการโค้งงอทั้งหมดจะต้องทำแบบสมมาตร
- การโค้งงอของปีกเป็นสิ่งสำคัญมาก
- แบบจำลองกระดาษพับพัฒนาความคิดเชิงนามธรรมของบุคคล
- จากการวิจัยของเรา เราได้เรียนรู้ว่าเครื่องบินกระดาษถูกนำมาใช้เพื่อทดสอบแนวคิดใหม่ๆ ในการออกแบบเครื่องบินจริง
งานนี้อุทิศให้กับการศึกษาข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการพัฒนาความนิยมของการบินกระดาษความสำคัญของ origami สำหรับสังคมโดยระบุว่าเครื่องบินกระดาษเป็นสำเนาที่แน่นอนของเครื่องบินขนาดใหญ่หรือไม่ไม่ว่าจะใช้กฎอากาศพลศาสตร์แบบเดียวกันหรือไม่ก็ตาม เช่นเดียวกับเครื่องบินจริง
ในระหว่างการทดลอง สมมติฐานที่เราหยิบยกมาได้รับการยืนยัน: ลักษณะความเร็วที่ดีที่สุดและความเสถียรในการบินนั้นทำได้โดยเครื่องบินที่มีจมูกแหลมคมและปีกยาวแคบ และการขยายปีกนกจะช่วยเพิ่มเวลาการบินของเครื่องร่อนได้อย่างมาก
ดังนั้นสมมติฐานของเราที่ว่าโมเดลเครื่องบินกระดาษไม่เพียงแต่เป็นของเล่นที่สนุกสนานเท่านั้น แต่ยังเป็นสิ่งที่สำคัญกว่าสำหรับชุมชนโลกและการพัฒนาทางเทคนิคของอารยธรรมของเราจึงได้รับการยืนยัน
รายชื่อแหล่งข้อมูล
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/aviaciya_i_kosmonavtika/PLANER.html
http://igrushka.kz/vip95/bumavia.php http://igrushka.kz/vip91/paperavia.php
http://danieldefo.ru/forum/showthread.php?t=46575
เครื่องบินกระดาษ. – มอสโก // ข่าวจักรวาลวิทยา – 2008 –735. – 13 วิ
บทความ "กระดาษ #2: Aerogami" พัดพิมพ์
http://printfun.ru/bum2
แอปพลิเคชัน
แรงแอโรไดนามิก
ข้าว. 1. ส่วนของปีกเครื่องบิน
ลิฟท์-ย
แรงต้านทาน X
แรงโน้มถ่วง - G
มุมการโจมตี - ก
ข้าว. 2. แรงที่กระทำบนเครื่องบินหรือแบบจำลองในการบิน
ช่วงเวลาที่สร้างสรรค์
ทำเครื่องบินกระดาษจากกระดาษสำนักงาน
ฉันลงนาม
การตระเตรียม
ทำเครื่องบินกระดาษจากหนังสือพิมพ์
การทำเครื่องบินกระดาษจากกระดาษโน๊ต
ค้นคว้า (นาฬิกาจับเวลาทางด้านซ้าย)
ฉันวัดความยาวและเขียนผลลัพธ์ลงในตาราง
เครื่องบินของฉัน
บุคคลจะบินไม่ได้ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของกล้ามเนื้อ แต่ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของจิตใจของเขา
(เอ็น. อี. จูคอฟสกี้)
ทำไมเครื่องบินจึงบินได้ ทำไมนกถึงบินได้แม้จะหนักกว่าอากาศ กองกำลังใดยกเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่ที่สามารถบินได้เร็วกว่า สูงกว่า และไกลกว่านกชนิดใดๆ เนื่องจากปีกของมันไม่มีการเคลื่อนไหว ทำไมเครื่องร่อนที่ไม่มีมอเตอร์จึงสามารถลอยอยู่ในอากาศได้? คำถามเหล่านี้และคำถามอื่น ๆ อีกมากมายได้รับคำตอบโดยอากาศพลศาสตร์ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษากฎแห่งปฏิสัมพันธ์ของอากาศกับวัตถุที่เคลื่อนไหวอยู่
ในการพัฒนาอากาศพลศาสตร์ในประเทศของเรา ศาสตราจารย์ Nikolai Egorovich Zhukovsky (พ.ศ. 2390-2464) มีบทบาทที่โดดเด่น - "บิดาแห่งการบินรัสเซีย" ตามที่ V.I. ข้อดีของ Zhukovsky อยู่ที่ว่าเขาเป็นคนแรกที่อธิบายการก่อตัวของแรงยกของปีกและกำหนดทฤษฎีบทสำหรับการคำนวณแรงนี้ Zhukovsky ไม่เพียงแต่ค้นพบกฎหมายที่เป็นรากฐานของทฤษฎีการบินเท่านั้น แต่ยังเตรียมพื้นฐานสำหรับการพัฒนาการบินอย่างรวดเร็วในประเทศของเราอีกด้วย
เมื่อบินบนเครื่องบินใดๆ สี่กองกำลังทำหน้าที่ซึ่งการรวมกันนี้ช่วยป้องกันไม่ให้เขาล้ม:
แรงโน้มถ่วง- แรงคงที่ที่ดึงดูดเครื่องบินลงสู่พื้น
แรงดึงซึ่งมาจากเครื่องยนต์และขับเคลื่อนเครื่องบินไปข้างหน้า
แรงต้านทานซึ่งตรงกันข้ามกับแรงผลักและเกิดจากการเสียดสีทำให้เครื่องบินชะลอความเร็วและลดการยกปีก
แรงยกซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออากาศเคลื่อนที่เหนือปีกทำให้เกิดแรงกดดันลดลง ภายใต้กฎแห่งอากาศพลศาสตร์ เครื่องบินทุกลำจะบินขึ้น โดยเริ่มจากเครื่องบินกีฬาเบา
เมื่อมองแวบแรก เครื่องบินทุกลำจะคล้ายกันมาก แต่ถ้าคุณมองใกล้ ๆ คุณจะพบความแตกต่างในเครื่องบินเหล่านั้น อาจมีปีก หาง และโครงสร้างลำตัวที่แตกต่างกัน ความเร็ว ระดับความสูงในการบิน และการซ้อมรบอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ และเครื่องบินแต่ละลำก็มีเพียงปีกคู่ของตัวเองเท่านั้น
ในการบิน คุณไม่จำเป็นต้องกระพือปีก แต่ต้องทำให้ปีกเคลื่อนไหวสัมพันธ์กับอากาศ และหากต้องการทำเช่นนี้ ปีกก็ต้องได้รับความเร็วในแนวนอน จากปฏิสัมพันธ์ของปีกกับอากาศ แรงยกจะเกิดขึ้น และทันทีที่ค่าของมันมากกว่าน้ำหนักของปีกและทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับมัน การบินก็จะเริ่มขึ้น สิ่งเดียวที่ต้องทำคือสร้างปีกที่เหมาะสมและสามารถเร่งความเร็วได้ตามต้องการ
ผู้สังเกตการณ์สังเกตมานานแล้วว่าปีกนกไม่แบน พิจารณาปีกที่มีพื้นผิวด้านล่างเรียบและพื้นผิวด้านบนนูน
การไหลของอากาศที่ไหลเข้าสู่ขอบนำของปีกแบ่งออกเป็นสองส่วน: ส่วนหนึ่งไหลจากด้านล่างไปรอบปีกอีกส่วนหนึ่งจากด้านบน อากาศจากด้านบนจะต้องเคลื่อนที่ในเส้นทางที่ยาวกว่าจากด้านล่างเล็กน้อย ดังนั้น ความเร็วลมจากด้านบนก็จะมากกว่าจากด้านล่างเล็กน้อยเช่นกัน เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ความดันในการไหลของก๊าซจะลดลง ตรงนี้ความกดอากาศใต้ปีกก็สูงกว่าด้านบนด้วย ความแตกต่างของความดันพุ่งขึ้นด้านบน และนั่นคือแรงยก และถ้าคุณเพิ่มมุมการโจมตี แรงยกก็จะเพิ่มมากขึ้น
เครื่องบินจริงบินได้อย่างไร?
ปีกเครื่องบินจริงจะมีรูปทรงหยดน้ำ ซึ่งทำให้อากาศที่ไหลผ่านด้านบนของปีกเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าเมื่อเทียบกับอากาศที่ไหลผ่านด้านล่างของปีก ความแตกต่างของการไหลของอากาศทำให้เกิดแรงยกและเครื่องบินบินได้
และแนวคิดพื้นฐานก็คือ การไหลของอากาศถูกตัดเป็นสองส่วนโดยขอบนำของปีก และส่วนหนึ่งของลมจะไหลรอบปีกไปตามพื้นผิวด้านบน และส่วนที่สองไปตามพื้นผิวด้านล่าง เพื่อให้กระแสทั้งสองมาบรรจบกันที่ด้านหลังขอบท้ายของปีกโดยไม่เกิดสุญญากาศ อากาศที่ไหลเหนือพื้นผิวด้านบนของปีกจะต้องเคลื่อนที่เร็วกว่าเมื่อเทียบกับอากาศที่ไหลรอบพื้นผิวด้านล่าง เนื่องจากมี ระยะทางในการเดินทางมากขึ้น
ความกดอากาศต่ำจากด้านบนจะดึงปีกเข้าหาตัวมันเอง และแรงกดที่สูงกว่าจากด้านล่างจะดันปีกขึ้นด้านบน ปีกสูงขึ้น และถ้าแรงยกเกินน้ำหนักของเครื่องบิน เครื่องบินก็จะลอยอยู่ในอากาศ
เครื่องบินกระดาษไม่มีปีก แล้วบินได้อย่างไร? ลิฟต์ถูกสร้างขึ้นโดยมุมการโจมตีของปีกแบน แม้ว่าปีกจะแบน คุณจะสังเกตได้ว่าอากาศที่เคลื่อนอยู่เหนือปีกจะเดินทางไกลออกไปอีกเล็กน้อย (และเคลื่อนที่เร็วขึ้น) ลิฟต์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้แรงกดเดียวกันกับปีกโปรไฟล์ แต่แน่นอนว่าความแตกต่างของแรงกดนี้ไม่มากนัก
มุมการโจมตีของเครื่องบินคือมุมระหว่างทิศทางความเร็วของการไหลของอากาศที่ตกกระทบบนตัวเครื่องบินและทิศทางตามยาวลักษณะเฉพาะที่เลือกบนตัวเครื่องบิน ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องบิน นี่จะเป็นคอร์ดของปีก - แกนการก่อสร้างตามยาวสำหรับกระสุนปืนหรือจรวด - แกนสมมาตร
ปีกตรง
ข้อดีของปีกตรงคือค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงซึ่งช่วยให้คุณสามารถเพิ่มน้ำหนักเฉพาะบนปีกได้อย่างมากและลดขนาดและน้ำหนักโดยไม่ต้องกลัวว่าความเร็วในการบินขึ้นและลงจอดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก
ข้อเสียที่กำหนดความไม่เหมาะสมของปีกที่ความเร็วการบินเหนือเสียงคือการเพิ่มขึ้นอย่างมากในการลากของเครื่องบิน
ปีกเดลต้า
ปีกเดลต้ามีความแข็งและเบากว่าปีกตรง และส่วนใหญ่มักใช้ที่ความเร็วเหนือเสียง การใช้ปีกเดลต้านั้นพิจารณาจากความแข็งแกร่งและการออกแบบเป็นหลัก ข้อเสียของปีกเดลต้าคือการเกิดขึ้นและการพัฒนาของวิกฤตคลื่น
บทสรุป
หากคุณเปลี่ยนรูปร่างของปีกและจมูกของเครื่องบินกระดาษระหว่างการสร้างแบบจำลอง ระยะและระยะเวลาการบินอาจเปลี่ยนแปลง
ปีกของเครื่องบินกระดาษแบน เพื่อให้แน่ใจว่าอากาศจะไหลเวียนด้านบนและด้านล่างปีก (เพื่อสร้างแรงยก) จะต้องเอียงไปยังมุมที่กำหนด (มุมโจมตี)
เครื่องบินสำหรับเที่ยวบินที่ยาวที่สุดนั้นไม่ได้เข้มงวดมากนัก แต่ก็มีปีกที่ใหญ่และมีความสมดุลที่ดี
ข้อเท็จจริงที่น่าเหลือเชื่อ
พวกเราหลายคนเคยเห็นหรืออาจสร้างเครื่องบินกระดาษแล้วปล่อยมันดูพวกมันทะยานไปในอากาศ
คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าใครเป็นคนแรกที่สร้างเครื่องบินกระดาษ และเพราะเหตุใด
ปัจจุบัน เครื่องบินกระดาษไม่เพียงแต่ผลิตโดยเด็กเท่านั้น แต่ยังผลิตโดยบริษัทผู้ผลิตเครื่องบินที่จริงจังด้วย เช่น วิศวกรและนักออกแบบ
คุณสามารถดูเครื่องบินกระดาษที่ใช้อย่างไร เมื่อใด และอย่างไร และยังคงใช้อยู่ได้ที่นี่
ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์บางประการที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบินกระดาษ
* เครื่องบินกระดาษลำแรกถูกสร้างขึ้นเมื่อประมาณ 2,000 ปีที่แล้ว เชื่อกันว่ากลุ่มแรกที่คิดไอเดียทำเครื่องบินกระดาษคือชาวจีนซึ่งชื่นชอบการสร้างว่าวบินจากกระดาษปาปิรัสด้วย
* พี่น้องชาวมงต์โกลฟิเยร์ โจเซฟ-มิเชล และฌาค-เอเตียน ตัดสินใจใช้กระดาษสำหรับเที่ยวบินด้วย พวกเขาเป็นผู้คิดค้นลูกโป่งและใช้กระดาษสำหรับมัน สิ่งนี้เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 18
*เลโอนาร์โด ดา วินชี เขียนเกี่ยวกับการใช้กระดาษเพื่อสร้างแบบจำลองออร์นิฮอปเตอร์ (เครื่องบิน)
* ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 นิตยสารเกี่ยวกับการบินใช้รูปภาพเครื่องบินกระดาษเพื่ออธิบายหลักการของอากาศพลศาสตร์
อ่านเพิ่มเติม: วิธีทำเครื่องบินกระดาษ
* ในภารกิจสร้างเครื่องจักรบินได้เครื่องแรกที่สามารถบรรทุกคนได้ พี่น้องตระกูลไรท์ใช้เครื่องบินกระดาษและปีกในอุโมงค์ลม
* ในช่วงทศวรรษที่ 1930 วอลลิส ริกบี ศิลปินและวิศวกรชาวอังกฤษ ได้ออกแบบเครื่องบินกระดาษลำแรกของเขา แนวคิดนี้ดูน่าสนใจสำหรับผู้จัดพิมพ์หลายรายที่เริ่มร่วมมือกับเขาและจัดพิมพ์แบบจำลองกระดาษของเขา ซึ่งประกอบค่อนข้างง่าย เป็นที่น่าสังเกตว่า Rigby พยายามสร้างไม่เพียงแค่โมเดลที่น่าสนใจเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโมเดลที่บินได้ด้วย
* นอกจากนี้ในช่วงต้นทศวรรษ 1930 Jack Northrop จาก Lockheed Corporation ยังใช้โมเดลกระดาษของเครื่องบินและปีกหลายแบบในการทดสอบ สิ่งนี้เกิดขึ้นก่อนการสร้างเครื่องบินขนาดใหญ่จริง
* ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 รัฐบาลหลายประเทศจำกัดการใช้วัสดุ เช่น พลาสติก โลหะ และไม้ เนื่องจากถือว่ามีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ กระดาษเริ่มแพร่หลายและได้รับความนิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมของเล่น นี่คือสิ่งที่ทำให้การสร้างแบบจำลองกระดาษเป็นที่นิยม
* ในสหภาพโซเวียต การสร้างแบบจำลองกระดาษก็ได้รับความนิยมอย่างมากเช่นกัน ในปี พ.ศ. 2502 หนังสือของ ป.ล. อโนคิน ได้ตีพิมพ์ “Paper Flying Models” เป็นผลให้หนังสือเล่มนี้ได้รับความนิยมอย่างมากในหมู่นักสร้างโมเดลเป็นเวลาหลายปี ในนั้นคุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการสร้างเครื่องบิน รวมถึงการสร้างแบบจำลองกระดาษ โมเดลกระดาษทั้งหมดเป็นของดั้งเดิม เช่น คุณจะพบโมเดลกระดาษบินของเครื่องบินจามรี
ข้อเท็จจริงที่ไม่ธรรมดาเกี่ยวกับโมเดลเครื่องบินกระดาษ
*ตามข้อมูลของสมาคมเครื่องบินกระดาษ เครื่องบินกระดาษที่ปล่อยสู่อวกาศจะไม่บิน แต่จะเหินเป็นเส้นตรง หากเครื่องบินกระดาษไม่ชนกับสิ่งใดสิ่งหนึ่ง มันก็สามารถลอยอยู่ในอวกาศได้ตลอดไป
* เครื่องบินกระดาษที่แพงที่สุดถูกใช้ในกระสวยอวกาศระหว่างการบินสู่อวกาศครั้งถัดไป ค่าเชื้อเพลิงที่ใช้ในการส่งเครื่องบินขึ้นสู่อวกาศบนกระสวยอวกาศเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอที่จะเรียกเครื่องบินกระดาษลำนี้ว่าแพงที่สุด
* ปีกที่ใหญ่ที่สุดของเครื่องบินกระดาษคือ 12.22 ซม. เครื่องบินที่มีปีกดังกล่าวสามารถบินได้เกือบ 35 เมตรก่อนชนกับกำแพง เครื่องบินดังกล่าวถูกสร้างขึ้นโดยนักศึกษากลุ่มหนึ่งจากคณะวิศวกรรมการบินและจรวดที่สถาบันโพลีเทคนิคในเมืองเดลฟต์ ประเทศเนเธอร์แลนด์
การเปิดตัวเกิดขึ้นในปี 1995 เมื่อเครื่องบินถูกปล่อยภายในอาคารจากชานชาลาสูง 3 เมตร ตามกฎแล้วเครื่องบินจะต้องบินได้ประมาณ 15 เมตร ถ้าไม่ใช่เพราะพื้นที่อันจำกัด เขาคงจะบินไปได้ไกลกว่านี้มาก
* นักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และนักศึกษาใช้เครื่องบินกระดาษเพื่อศึกษาอากาศพลศาสตร์ องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) ได้ส่งเครื่องบินกระดาษขึ้นสู่อวกาศบนกระสวยอวกาศ
*เครื่องบินกระดาษสามารถทำเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ ตามที่เจ้าของสถิติ Ken Blackburn กล่าว เครื่องบินที่สร้างเป็นรูปตัว "X" ห่วง หรือยานอวกาศแห่งอนาคตสามารถบินได้เหมือนกับเครื่องบินกระดาษธรรมดาๆ หากทำอย่างถูกต้อง
*ผู้เชี่ยวชาญของ NASA ร่วมกับนักบินอวกาศ จัดชั้นเรียนปริญญาโทสำหรับเด็กนักเรียนในโรงเก็บเครื่องบินของศูนย์วิจัยของเขาในปี 1992 พวกเขาช่วยกันสร้างเครื่องบินกระดาษขนาดใหญ่ โดยกางปีกได้กว้างถึง 9 เมตร
* เครื่องบินพับกระดาษขนาดเล็กที่สุดถูกสร้างขึ้นภายใต้กล้องจุลทรรศน์โดยคุณ Naito จากประเทศญี่ปุ่น เขาพับเครื่องบินจากแผ่นกระดาษขนาด 2.9 ตารางเมตร มิลลิเมตร. เมื่อสร้างเสร็จแล้ว เครื่องบินก็ถูกวางลงบนปลายเข็มเย็บผ้า
* การบินที่ยาวนานที่สุดของเครื่องบินกระดาษเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 19 ธันวาคม พ.ศ. 2553 และเปิดตัวโดย Takuo Toda ชาวญี่ปุ่น ซึ่งเป็นหัวหน้าสมาคมเครื่องบิน Origami ของญี่ปุ่น ระยะเวลาการบินของโมเดลของเขาซึ่งเปิดตัวในเมืองฟุกุยามะ จังหวัดฮิโรชิม่าอยู่ที่ 29.2 วินาที
วิธีทำเครื่องบินโดยทาคุโอะ โทดะ
หุ่นยนต์ประกอบเครื่องบินกระดาษ