Бумажные модели самолетов и уроки физики
Каждый школьник изучает раздел курса физики, называемый «Полет самолета». Постройка и запуск летающих моделей дают возможность лучше усвоить особенности устройства, назначение и действие важнейших частей самолетов.Модели самолетов гораздо проше. чем настоящий самолет. Присмотритесь к рис. 78, показывающему устройство пассажирского советского самолета Ли-2. У этого самолета два мотора, большие крылья, фюзеляж с кабинами для летчиков, пассажиров и грузов. Размеры кабины для пассажиров так велики, что она напоминает трамвайный вагон.
Рис. 78. Устройство двухмоторного пассажирского самолета Ли - 2
Весит самолет Ли-2 несколько тонн. Как же держится в воздухе, как взлетает и летает столь тяжелая машина? Ее поддерживает в воздухе крыло.
Крыло — важнейшая часть самолета. Без крыла самолет был бы похож только на автомобиль. Он бегал бы по земле, но подняться в воздух не мог бы.
У настоящего самолета крыло собирается из огромного числа отдельных частей (рис. 79). Если бы разобрать на части крыло и весь самолет, то можно было бы насчитать несколько десятков тысяч разных частиц, из которых собран самолет. Даже самый небольшой самолет собирается не меньше чем из 20 000 отдельных частей. Все эти мелкие части, каждую заклепку, болт, рейку или планку, нам изучать не требуется. Тот, кто захочет быть конструктором самолетов и учиться сам строить самолеты, будет подробно изучать их устройство в специальных авиационных институтах не менее пяти лет. Однако понять, как летает самолет и как он в полете управляется, можно и на простых моделях.
Модель тоже имеет вес, и для поддержания модели в воздухе в полете также требуьтся крыло. Вес модели невелик, поэтому по своим размерам и по устройству крыло модели гораздо проще крыла самолета. Несмотря на различие в размерах и в устройстве, крыло и на модели и на самолете выполняет одно и то же назначение — поддерживает в воздухе груз, составляющий вес модели или самолета.
Говоря о крыле самолета, его называют иногда «несущей плоскостью», или «поддерживающей поверхностью». Это верно. Для полета нужно, чтобы была плоскость, или поверхность, которая несла бы на себе, поддерживала в воздухе переносимый груз.
Вам, конечно, известно, что окружающий нас воздух имеет вес. Один кубический метр воздуха (это объем, равный по величине ящику размером в классную парту) весит 1,2 килограмма. Если подсчитать, сколько воздуха вмещает в себя обычный школьный класс, то окажется, что вес этого воздуха равен примерно 120—140 килограммам. Попробуйте сами подсчитать, сколько имеет класс в длину, ширину и высоту. Перемножьте результаты измерений, найдите объем класса в кубических метрах. Сделайте еще раз умножение: вес одного кубического метра воздуха умножьте на количество кубических метров — вы узнаете вес воздуха в вашем классе.
Всякий предмет, движущийся в воздухе, встречает с его стороны сопротивление. Даже взмахнув рукой, вы заметите это сопротивление. Взмахните длинной палкой—и вы можете услышать свист рассекаемого воздуха. Бросьте с высоты плоский лист тонкой бумаги с подвешенным к нему грузиком (модель парашюта)—он будет медленно опускаться вниз. Сопротивление воздуха, встречаемое парашютом, и уменьшает скорость его падения.
Ровный листок бумаги без груза положите на ладонь и быстро выдерните ладонь из-под листка—он сразу же станет плашмя опускаться вниз — парашютировать.
Движение воздуха создает весьма большие силы, вполне достаточные для того, чтобы поддерживать в полете даже очень большие тяжести. Существует наука—аэродинамика, которая изучает именно те силы, которые создаются при движении воздуха. Самое название «аэродинамика» состоит из двух слов «аэро»—воздух, «динамика» — движение.
Еще в то время, когда появились только первые работы основоположников этой науки—великих русских ученых Дмитрия Ивановича Менделеева и Николая Егоровича Жуковского, опыты с бумажными летающими крыльями помогли понять и объяснить неудачи в постройке и полете первых самолетов.
В истории авиации есть интересный эпизод: встреча великого русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева с изобретателем Виктором Викторовичем Котовым. Приведем выдержки из предисловия, написанного Д. И. Менделеевым к книге В. В. Котова в 1895 году.
«...Однажды вечером ко мне вошел седой господин... рекомендовался он Виктором Викторовичем Котовым и просил уделить ему немного времени, чтобы посмотреть принесенные им «самолеты-аэропланы»...
...Виктор Викторович стал вынимать друг за другом десятки легких плоских бумажных фигур, закрепленных с передней стороны на тонких... и упругих полосках камыша...Виктор Викторович взял первую попавшуюся... и, отпустив пальцы, предоставил фигуру падению... (Она) полетела вперед жестким ребром, но ровно и спокойно, слабо понижаясь, и села на диван, как сделала бы это стрекоза или летучая мышь. Так он перебрал все принесенные «самолеты» и все летели...
Немного погнет он или крылья, т. е. боковые края фигур, или особые, в хвосте приделанные рули и этим заставляет лететь вправо или влево, а то волнообразно порхать или стремиться прямо вперед. Взял и я одну... и она, отпущенная, повернула горизонтально и, не задев стола, полетела...
Рис. 79. Крыло имеет сложную конструкцию
Простота прибора, его замечательная устойчивость на ходу, великое подобие полета с парением птиц... заставили меня... отнестись к его '(В. В. Котова) труду с должным вниманием и одобрением...
По моему мнению, для практического применения аэропланов... не достает поныне опытных данных со столь устойчивыми в воздухе приборами, каковыми являются самолеты г. Котова».
Приведенные слова Д. И. Менделеева показывают, как высоко расценивал этот величайший ученый значение хотя бы и самых простых опытов с маленькими бумажными моделями. Д. И. Менделеев, сам много поработавший в области воздухоплавания, отмечал, что такие опыты должны помочь решить задачу полета человека по воздуху.
Мы можем теперь полностью оценить предвидения великого ученого-Благодаря трудам изобретателя первого в мире самолета Александра Федоровича Можайского, а затем Николая Егоровича Жуковского и многочисленных их последователей и учеников наша советская авиация стала теперь самой могущественной в мире.
В то же время, как бы далеко ни шла вперед техника, основы полета остаются неизменными. В авиации есть ряд таких правил, таких законов, которые с первых своих шагов должен знать каждый, кто хочет получить хотя бы начальные сведения по авиации. Поэтому ознакомление с простейшими опытами, с простейшими моделями так же важно и в учебном отношении, как это было и многие годы назад.
Начнем с такого простого опыта. Из листа гладкой писчей бумаги вырежьте крыло самой простой формы—полоску длиной в 12 и шириной в 6 сантиметров. Возьмите крыло пальцами, как указано на рис. 80, поднимите его на высоту плеча и, слегка толкнув, бросьте вперед. Крыло не полетит, а, беспомощно кувыркаясь, будет падать вниз. Неудача не должна вас остановить. Видоизмените несколько опыт.
Вырежьте из бумаги квадрат, каждая сторона которого равна 12 сантиметрам. По одной стороне квадрата загните полоску шириной около 1 сантиметра, затем снова перегните эту полоску, и так шесть раз. Сложенную таким образом часть квадрата плотно прогладьте ножницами, чтобы складки не раскрывались. В конечном счете вы получите крыло совершенно того же размера и формы, что и первое, летавшее так неудачно, только одну кромку (край) полоски сделали тяжелее. Будем считать эту кромку передней.
Слегка прогните середину крыла так, чтобы оба конца его слегка поднимались кверху. На этот раз крыло полетит далеко и плавно. Оно как бы заскользит вперед своей утяжеленной кромкой.
Вы повторили опыты В. В. Котова перед Д. И. Менделеевым. На рис. 80 (вверху, слева) изображены формы крыльев, испытывавшиеся Котовым. От нелетаюшего первого крыла вы перешли ко второму—летающему. Давайте разберемся, почему второе крыло летит, а первое кувыркается?
Простота прибора, его замечательная устойчивость на ходу, великое подобие полета с парением птиц... заставили меня... отнестись к его '(В. В. Котова) труду с должным вниманием и одобрением...
По моему мнению, для практического применения аэропланов... не достает поныне опытных данных со столь устойчивыми в воздухе приборами, каковыми являются самолеты г. Котова».
Приведенные слова Д. И. Менделеева показывают, как высоко расценивал этот величайший ученый значение хотя бы и самых простых опытов с маленькими бумажными моделями. Д. И. Менделеев, сам много поработавший в области воздухоплавания, отмечал, что такие опыты должны помочь решить задачу полета человека по воздуху.
Мы можем теперь полностью оценить предвидения великого ученого-Благодаря трудам изобретателя первого в мире самолета Александра Федоровича Можайского, а затем Николая Егоровича Жуковского и многочисленных их последователей и учеников наша советская авиация стала теперь самой могущественной в мире.
В то же время, как бы далеко ни шла вперед техника, основы полета остаются неизменными. В авиации есть ряд таких правил, таких законов, которые с первых своих шагов должен знать каждый, кто хочет получить хотя бы начальные сведения по авиации. Поэтому ознакомление с простейшими опытами, с простейшими моделями так же важно и в учебном отношении, как это было и многие годы назад.
Начнем с такого простого опыта. Из листа гладкой писчей бумаги вырежьте крыло самой простой формы—полоску длиной в 12 и шириной в 6 сантиметров. Возьмите крыло пальцами, как указано на рис. 80, поднимите его на высоту плеча и, слегка толкнув, бросьте вперед. Крыло не полетит, а, беспомощно кувыркаясь, будет падать вниз. Неудача не должна вас остановить. Видоизмените несколько опыт.
Вырежьте из бумаги квадрат, каждая сторона которого равна 12 сантиметрам. По одной стороне квадрата загните полоску шириной около 1 сантиметра, затем снова перегните эту полоску, и так шесть раз. Сложенную таким образом часть квадрата плотно прогладьте ножницами, чтобы складки не раскрывались. В конечном счете вы получите крыло совершенно того же размера и формы, что и первое, летавшее так неудачно, только одну кромку (край) полоски сделали тяжелее. Будем считать эту кромку передней.
Слегка прогните середину крыла так, чтобы оба конца его слегка поднимались кверху. На этот раз крыло полетит далеко и плавно. Оно как бы заскользит вперед своей утяжеленной кромкой.
Вы повторили опыты В. В. Котова перед Д. И. Менделеевым. На рис. 80 (вверху, слева) изображены формы крыльев, испытывавшиеся Котовым. От нелетаюшего первого крыла вы перешли ко второму—летающему. Давайте разберемся, почему второе крыло летит, а первое кувыркается?
Рис. 80. 0пыты с летающим крылом пластиной
Установите первое, нелетавшее крыло на кончиках двух пальцев (см. рис. 16). Крыло уравновесится только тогда, когда концы пальцев будут подпирать его точно посредине. Второе, летающее крыло уравновешивается иначе, так как его передняя кромка тяжелее. Чтобы его уравновесить, нужно, чтобы пальцы упирались ближе к передней кромке.
Наше второе крыло летает хорошо потому, что оно имеет на передней кромке груз, благодаря которому эта кромка стала тяжелее. Центр тяжести крыла при этом переместился от середины вперед. Если слишком увеличить груз (например, сделать еще седьмой и восьмой сгибы), то он потянет модель сильнее и заставит ее быстро падать носом вниз. Если же сделать меньше сгибов, облегчить переднюю кромку, крыло будет опускаться «плашмя», подобно парашюту.
Для полета крыла точно так же, как и для полета настоящего самолета или его модели, нужно правильно установить центр его тяжести, или, как говорят техники, нужна правильная центровка.
Запомним два правила центровки, обеспечивающие устойчивый полет:
1. Модель или настоящий самолет должны быть рассчитаны так, чтобы они оказывались уравновешенными при установке опоры под
точки, находящиеся на границе первой трети ширины крыла. Для этого переднюю часть модели делают тяжелее задней.
2. Правая и левая половины крыла (и у модели и у настоящего самолета) по размерам, по форме и по весу должны быть совершенно одинаковыми — симметричными.
Установите первое, нелетавшее крыло на кончиках двух пальцев (см. рис. 16). Крыло уравновесится только тогда, когда концы пальцев будут подпирать его точно посредине. Второе, летающее крыло уравновешивается иначе, так как его передняя кромка тяжелее. Чтобы его уравновесить, нужно, чтобы пальцы упирались ближе к передней кромке.
Наше второе крыло летает хорошо потому, что оно имеет на передней кромке груз, благодаря которому эта кромка стала тяжелее. Центр тяжести крыла при этом переместился от середины вперед. Если слишком увеличить груз (например, сделать еще седьмой и восьмой сгибы), то он потянет модель сильнее и заставит ее быстро падать носом вниз. Если же сделать меньше сгибов, облегчить переднюю кромку, крыло будет опускаться «плашмя», подобно парашюту.
Для полета крыла точно так же, как и для полета настоящего самолета или его модели, нужно правильно установить центр его тяжести, или, как говорят техники, нужна правильная центровка.
Запомним два правила центровки, обеспечивающие устойчивый полет:
1. Модель или настоящий самолет должны быть рассчитаны так, чтобы они оказывались уравновешенными при установке опоры под
точки, находящиеся на границе первой трети ширины крыла. Для этого переднюю часть модели делают тяжелее задней.
2. Правая и левая половины крыла (и у модели и у настоящего самолета) по размерам, по форме и по весу должны быть совершенно одинаковыми — симметричными.
Как повесть полочку в ванной на присосках видео
Теги блога : поделки, поделки для детей, детские поделки, поделки своими руками, легкие поделки, поделки видео,
Как сделать воздушный пропеллер винт, применение школьной программы, недостаток строительства дорог в Германии до войны
Комментариев нет:
Отправить комментарий