Conferința științifico-practică municipală "Pas în viitor"
Proiect de cercetare pe tema:
"De ce zboară avioanele?"
Directorul școlii. Chizhenkova Svetlana Anatolievna
Șeful muncii. Litvinova Natalia Viktorovna.
1. Obiectivul proiectului 3
2. Sarcinile proiectului 3
4. Întrebarea problematică 3
5. Actualitatea subiectului 3-4
7. Forța de ridicare 4-5
8. Puterea de ridicare a aripii 5-7
9. Formule de calcul 7
10. Centrale electrice 7-8
11. Zhukovsky Nikolay Egorovich 8-9
12.Cum piloții zboară cu avioane 9-10
Un om va zbura, nu se sprijina pe forta muschilor, ci pe puterea mintii sale.
Scopul proiectului. găsiți răspunsul la întrebarea: de ce zboară avioanele.
1. Să studieze materialul teoretic cu tema "Teoria zborului".
2. Găsiți răspunsul la întrebarea: de ce zboară avioanele.
3.Crearea materialului didactic cognitiv pentru lecții de fizică cu privire la "Aerodinamică".
Ipoteză. Dacă există aripi, atunci orice organism va zbura.
Întrebare problematică: De ce zboară un avion mai greu decât aerul?
Căutați răspunsul la întrebarea:
Forța de forță a aripii ca o cauză de creștere.
Centrale electrice.
NE Zhukovski este tatăl aviației rusești.
Actualitatea subiectului. Subiectul nu este un element al unei probleme complexe, dar subiectul cercetării poate influența soluția sa ca factor de mediu. În primul rând, pentru astăzi nu există un răspuns fără echivoc la întrebarea: "Ce ar trebui să fie avionul ideal?". Designerii sunt în căutare constantă și lucrează la crearea de noi modele de aeronave sau la îmbunătățirea modelelor deja create de aeronave. În - a doua profesie de aeronave nu este popular în rândul studenților, care a căzut la interesul în studiul fizicii datorită dificultății sale și, prin urmare, designeri buni devine din ce în ce mai puțin ... Și problema este crearea de noi modele rămase. În al treilea rând, profesia de pilot a fost uitat pe nedrept și abia acum începe să recupereze, așa cum se spune acum, din cauza ei „a fi hip“. Dar pentru a fi un pilot bun nu este suficient doar pentru a fi în măsură să controleze aeronava, cunoștințele teoretice necesare de matematică, fizică și discipline speciale.
Credem că acest subiect va obliga mulți copii să regândească abordarea studierii fizicii și va afecta mai conștient alegerea unei profesii legate de aviație. Prin urmare, acest subiect nu poate fi ignorat și trebuie investigat. Și am ales acest subiect, pentru că vrem să asociem viitoarea noastră viață cu aviația. De aceea am devenit interesați, dar de ce zboară avioanele. Așa că sa născut ideea de a lucra la un proiect pe această temă: de ce zboară avioanele.
Omul a fost întotdeauna chemat în cer, să știe necunoscutul. Omenirea a căutat de mult căile necunoscute și a folosit diverse oportunități de a se ridica deasupra pământului. Deci, de ce nu a putut un om să facă asta, nu putea să zboare ca o pasăre deasupra pământului? La urma urmei, se pare, avem nevoie doar pentru a copia aripile unei păsări, să le atașați la mâini și, imitând pene, avânta pe cer. Dar acolo a fost. Sa dovedit că persoana nu are suficientă forță pentru a se ridica în aer pe flăcări de aripi. Povești de astfel de încercări sunt pline de analele tuturor popoarelor, de la vechi chineză și arabă (prima mențiune a găsit în cronica chineză „Tsanhanshu“, scris mai mult în secolul I dH.) La Europa și Rusia. Maeștrii din diferite țări au folosit aripi mici, tije subțiri, piele, pene, dar nimeni nu putea să zboare așa.
Dacă corpul are capacitatea de a crea o forță de ridicare a unei greutăți mari a acestui corp, atunci corpul are ocazia să se desprindă de pământ.
Expresia "ascensor" este familiar pentru aproape orice persoană, dar este surprinzător faptul că nu toată lumea poate spune de unde provine, chiar această forță. Între timp, originea sa poate fi explicată pur și simplu, literal "pe degete", fără a intra în jungla matematică.
După cum știți, suprafața principală a aeronavei este aripa. Aproape întotdeauna are un anumit profil, în care partea inferioară este plată, iar partea superioară este convexă. Curgerea aerului, care trece sub fundul profilului, aproape nu-și schimbă structura și forma. Dar, trecând peste partea superioară, se îngustează, deoarece pentru el suprafața superioară a profilului este ca un perete concav într-o conductă, de-a lungul căreia curge chiar acest curent.
Acum, pentru a evacua același volum de aer pe o anumită conductă "forțată", trebuie mutată mai repede, ceea ce se întâmplă de fapt. Rămâne să amintim legea Bernoulli de la cursul școlii preferate de fizică, care afirmă că cu cât este mai mare debitul, cu atât presiunea este mai mică. Astfel, presiunea deasupra profilului (și prin urmare deasupra întregii aripi) este mai mică decât presiunea de sub el.
Există o forță care încearcă să "stoarcă" aripa și, prin urmare, întreaga aeronavă în sus. Aceasta este forța de ridicare menționată mai sus. De îndată ce devine mai greutate - ura! Suntem în aer! Ne zboară! Și, apropo, cu cât viteza noastră este mai mare, cu atât este mai mare liftul. Dacă, în viitor, forța de ridicare și greutatea sunt egale în mărime, aeronava va merge la un zbor orizontal. O viteză bună ne va da un motor puternic de aeronave sau, mai precis, forța de tracțiune pe care o creează.
În 1505, marele Leonardo da Vinci a scris:“... când pasărea este în vânt, poate rămâne acolo fără aripi aripi, pentru același rol în continuare aripa de aer efectuează în raport cu aerul, efectuează un aer în mișcare împotriva aripa la aripi fixe “. Suna greu, dar de fapt nu e doar adevărat, e genial. Din această idee urmează: pentru a acoperi, nu este nevoie să se balanseze aripile trebuie să-i să se miște prin aer. Și pentru aceasta, aripa trebuie doar să comunice viteza orizontală. Prin interacțiunea cu lift aripa de aer acolo, și imediat ce valoarea ei ar fi mai mare decât greutatea aripii, și tot în legătură cu ea, incepe sa zboare. Lucru a rămas pentru un mic: să facă o aripă adecvată și să o accelereze la viteza necesară.
^ Ridicarea aripilor.
Forța de ridicare a aripii (notată F-i) apare din cauza faptului că secțiunea transversală a aripii este adesea profil asimetric, cu un top convexă. Aripa unui avion sau a corpului aeronavei, care se mișcă, diseminează aerul. O parte din fluxurile de contra-flux de aer va merge sub aripa, iar cealaltă - deasupra ei.
La aripă, partea superioară este mai convexă decât cea inferioară, prin urmare fluxurile superioare vor trebui să meargă mult mai departe decât cele inferioare. Totuși, cantitatea de aer care curge pe aripa și care se scurge din ea este aceeași. Prin urmare, partea superioară se scurge, pentru a ține pasul cu cele inferioare. Presiunea sub aripă este mai mare decât deasupra aripii. Această diferență de presiune creează o forță aerodinamică R, una dintre componentele acesteia fiind forța de ridicare F.
Forța de ridicare a aripii este mai mare, cu atât este mai mare unghiul de atac, curbura profilului. aria aripilor, densitatea aerului și viteza aerului , iar viteza ascensorului depinde de pătrat. Unghiul de atac trebuie să fie mai mic decât valoarea critică a lui , cu creșterea căreia forța de ridicare coboară.
Dezvoltând forța de ridicare, aripa trăiește întotdeauna și rezistența frontală X îndreptată împotriva mișcării și, prin urmare, o inhibă. Forța de ridicare este perpendiculară pe fluxul de intrare.
Forța R este numită forța aerodinamică totală a aripii. Punctul de aplicare al forței aerodinamice se numește centrul presiunii aripii (CD).
1.Formula pentru calculul ascensorului:
unde F este ridicarea aripii,
CF - coeficientul de ridicare,
S este aria aripii.
2. Formula de calcul al forței aerodinamice:
CR - coeficientul forței aerodinamice,
S este aria aripii.
Puterea de ridicare a aeronavei, echilibrând greutatea sa, face posibilă zborul, rezistența frontală îi împiedică mișcarea. Tragerea este depășită de forța forței dezvoltate de centrala electrică.
Centrala electrică (motorul aeronavei) este necesară pentru dezvoltarea forței de ridicare și pentru deplasarea în spațiu. Cu cât este mai mare viteza, cu atât este mai mare liftul. Pe aeronavele moderne, aripile sunt realizate cu un design curat pentru a se asigura că aripa nu se prăbușește în timpul zborului de la tragere.
piston
turbopropulsor
jet.
Toate aceste motoare diferă în ceea ce privește viteza și tracțiunea. Motorul cu jet este mai perfect. Avioanele moderne de luptă cu acest tip de motor depășesc de mai multe ori viteza sunetului.
^ Zhukovski Nikolai Egorovici.
Fondatorul hidrologiei și aeromecanicii moderne, "tatăl aviației rusești", este marele om de știință rus N. Zhukovsky. Sa născut în familia unui inginer feroviar. În 1858 a intrat în a patra școală clasică din Moscova pentru bărbați și a absolvit-o în 1864. În același an a intrat la Universitatea din Moscova la Departamentul de Fizică și Matematică, absolvind în 1868 un grad de matematică aplicată. În 1882, Zhukovski a primit diploma de doctor în Matematică Aplicată.
De la începutul secolului XX, accentul principal al lui Zhukovsky a fost pus pe dezvoltarea aspectelor aerodinamice și aviatice. În 1904, sub conducerea sa, în satul Kuchine, lângă Moscova, a fost construit primul institut aerodinamic din Europa. Zhukovsky a petrecut o grămadă de muncă în formarea personalului de aviație pentru designeri și piloți. Unul dintre cele mai strălucite centre ale științei aviației ruse emergente a fost cercul aeronautic organizat de N.E. Zhukovsky la Școala Tehnică din Moscova. Aici au început cariera creativă a designerilor și a oamenilor de știință din aviație, care au devenit renumiți în întreaga lume: A.S. Tupolev. VP Vetchinskin, B. N. Yuryev, B.S. Stechkin, A.A. Arhanghel și mulți alții.
^ Cum piloții zboară cu avionul.
Pentru a urca, trebuie să coborâți ușor coada, atunci unghiul de atac al aripii va crește, avionul va începe să câștige altitudine. Pentru aceasta, pilotul trebuie să tragă volanul (butonul de comandă) spre el însuși. Ascensorul stabilizatorului este deviat în sus, forța de ridicare este redusă și coada este coborâtă. În acest caz, unghiul de atac al aripii crește, iar forța de ridicare crește. Pentru a se scufunda, pilotul înclină roata înainte. Ascensorul este înclinat în jos, avionul este tras în coadă și începe să scadă.
Înclinarea autovehiculului spre dreapta sau spre stânga poate fi realizată cu ajutorul elicopterelor. Acestea sunt situate pe părțile finale ale aripilor. Înclinarea butonului de comandă (sau a volanului) spre partea dreaptă face ca eleronul să crească, iar cel din stânga - să coboare. În consecință, ascensorul din aripa stângă crește, iar în dreapta scade și avionul se înclină spre dreapta. Și invers pentru aripa dreaptă.
Direcția este direcționată cu ajutorul pedalelor. Pentru aceasta, pedala stângă este împinsă în față - avionul se întoarce spre stânga, împingând pedala dreaptă spre dreapta. Dar asta face ca mașina să fie "leneșă". Dar că avionul sa întors repede, trebuie să faceți mai multe mișcări. De exemplu, pentru a vira la stânga la banca la stânga mașinii (rotiți volanul sau înclinați stick-ul de control) și în același timp să apese pedala din stânga și să ia roata în sine.
Cât de simplu este totul. Ei bine, atunci de ce piloții învață să zboare de mai mulți ani?
Această întrebare am cerut instructorului școlii noastre de zbor Krasnokutsky. Și asta ne-a spus: "Pentru că totul este doar pe hârtie. Așa că ai dat avionul, ai luat mânerul pe tine și avionul a început brusc să se miște în lateral, ca pe un deal alunecos. De ce? Ce ar trebui să fac? Sau în zbor nivelul pe care o alegeți pentru a urca mai sus, am luat roata în sine, și planul dintr-o dată, în loc să urce la înălțimea, ciugulit nasul și a zburat în jos spirala se spune că a intrat în „tirbușon“. Un pilot în zbor ar trebui să monitorizeze funcționarea motoarelor, direcția și înălțimea, vremea și pasagerii, cursul propriu și cursurile altor aeronave și mulți alți parametri importanți. Pilotul ar trebui să știe teoria zborului, locul și ordinea organelor de control ar trebui să fie atenți și îndrăzneț, sănătos, și cel mai important -. Dragoste pentru a acoperi "
^ Răspunsul la întrebare este primit: avionul se ridică în aer deoarece două forțe acționează asupra lui:
- forța de forță a aripii. oferind o presiune mai mare pe partea inferioară a aripii decât pe partea superioară;
- forța motorului sau a centralei electrice. Acesta oferă un set de înălțimi și o mișcare suplimentară a aeronavei în aer.
De asemenea, am selectat materiale pentru probleme și, pe baza acesteia, am creat materiale didactice cognitive pentru lecții de fizică cu privire la "aerodinamică" (a se vedea apendicele). Acest material este disponibil în format tipărit și electronic (CD - disc).
De la copilărie, avioanele au fost visul nostru, acum acesta este scopul nostru și vom merge la el prin orice mijloace, în ciuda faptului că profesia de pilot este foarte periculoasă și dificilă!
1. Ermakov AM "Cel mai simplu model de aeronavă", 1989
3. TSB ed. Vvedensky B.A. 16
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: