Зуев Иван Куликов Егор

«Физика полётов»
Зуев Иван, Куликов Егор
Тверская область, г. Андреаполь, Россия
Руководители: Зуева Елена Ивановна, Иванова Елена Васильевна,
учителя МОУ АСОШ №2 г Андреаполя Тверской области
1
Оглавление
I.
Введение ………………………………………………………….. .3
II.
О воздухоплавании и воздухоплавателях……..……… ………....4
III.
Три принципа создания подъёмной силы……………………......7
IV.
Воздушный змей………………….………………………………16
V.
Результаты проведённой работы:………………………………. 18
Приложение………….………………… ……………………………… .19
Источники информации….…………………………………………….. 22
Интернет- ресурсы………………………………………………………23
2
I.
Введение.
Кто не мечтал подняться в небо, парить над облаками?
Указать «дату зарождения мечты о полёте» невозможно, как и точную дату
появления Homo sapiens (Человек разумный). Появился человек – появилась
мечта!
Икар, братья Монгольфье, братья Райт, Константин Эдуардович
Циолковский сколько мечтателей было в истории изобретения различных
средств, позволяющих человеку подняться в небо? Благодаря многовековому
активному поиску человечество покорило и небо, и космос. Многое уже умеем,
о большем продолжаем грезить.
Что мы имеем сейчас? Воздушные шары, самолеты… никого не удивляют,
вон для полёта на Луну набирают добровольцев! Жаль нас пока не возьмут, да
и с самолётами в нашем городе напряжёнка. Со времён войны на территории
нашего района насчитывалось до 4-х аэродромов, но последний закрыли пару
лет назад. Около 30-и лет назад в небо поднялись последние модели самолётов,
сделанные в кружке Авиамоделирования при доме пионеров. Мы нашли еще 2х любителей среди наших земляков, которые покоряли небо на собственных
Мотодельтапланах, но и они закончили с полётами около 10-и лет назад.
Гипотеза исследования:
подручными средствами можно создать
летательные аппараты тяжелее воздуха, легче воздух и на реактивной тяге,
способные подняться в воздух.
Цель работы: изучить теоретическую часть аэродинамики, аэростатики,
основные принципы реактивных летательных средств и, проведя
эксперименты, рассчитать основные характеристики летательных аппаратов.
Задачи:
1.
2.
3.
4.
Изучить исторические корни вопроса;
Опробовать все доступные нам летательные средства;
Изучить теоретический материал по подъёмной силе в каждом случае;
Выбрать 1-2 примера и проверить теорию на практике.
В работе использовались следующие методы исследований:
 Наблюдение
 Методы опроса
 эксперимент
 Теоретический анализ
 Теоретические методы
3
II.
О воздухоплавании и воздухоплавателях.
Люди давно заметили, что вверх поднимается не только дым, но и нагретый
воздух. Одними из первых, кто решил использовать нагретый воздух для
полетов, были французы Жозеф (1740—1810)и Этьенн (1745—1799)
Монгольфьер. Свои опыты братья Монгольфье начали проводить в 1782 году.
Сначала они пытались запускать вверх мешочки с водяным паром, копируя
поднимающиеся облака, затем небольшие бумажные шары, наполненные
горячим воздухом. И наконец, 5 июня 1783 года они продемонстрировали
публике полет воздушного шара диаметром 11,4 м.
Шар был наполнен горячим воздухом и поднялся на высоту 2 км (впоследствии
такие воздушные шары стали называть монгольфьерами). Вслед за этим 19
сентября они подняли на воздушном шаре первых воздухоплавателей: петуха,
утку и барана. Убедившись, что подъем в воздух не опасен для живых существ,
на воздушных шарах стали летать и люди. Первый такой полет был совершен в
Париже 21 ноября 1783 года. Аэронавты, как называли тогда
воздухоплавателей, Пилатр де Розье и д'Арланд поднялись на монгольфьере на
высоту приблизительно 1 км и пробыли в воздухе более 20 мин. 1 декабря того
же года французский физик Ж. Шарль поднялся на высоту около 3 км на шаре
из
прорезиненной
ткани,
наполненном
водородом
Таким образом, 1783 год является решающим в истории воздухоплавания.
Именно Пилатр де Розье и Шарль доказали практическую осуществимость
полетов, и с этого времени началось широкое развитие воздухоплавания. Д. И.
Менделеев известен всем как создатель периодической системы элементов. Но
не только исследованиями в области химии занимался великий ученый. Он
много внимания уделял также изучению атмосферы. 19 августа 1887 года
Менделеев совершил выдающийся но своей смелости полет на воздушном шаре
для наблюдения солнечного затмения. Интересный полет с научной целью был
совершен в 1891 году П. Н. Рыбкиным, помощником изобретателя радио А. С.
Попова. В этом полете на аэростате проводилось практическое испытание
4
первого в мире радиопередатчика. Находясь на земле, А. С. Попов разговаривал
со своим помощником, летевшим в это время под облаками.
Шведский исследователь Арктики Соломон Август Андре в 1897 году пытался
на воздушном шаре достигнуть Северного полюса. Но неудачно — шар
совершил аварийную посадку на лед, Андре и два его спутника погибли. С
возрождением советского воздухоплавания началось широкое использование
полетов сферических аэростатов с научной целью Первым из них был полет
двух аэростатов в день солнечного затмения 8 апреля 1921 года.К 30-м годам
советское воздухоплавание шагнуло далеко вперед. С каждым годом аэростаты
поднимались все выше и выше. В 1925 году пилот П. Ф. Федосеенко, выполняя
полет для наблюдения физических явлений в атмосфере достигает высоты 7400
м. Но на пути аэронавтов стояли три барьера: холод , недостаток кислорода и
уменьшение атмосферного давления. В свое время Д. И. Менделеев предложил
совершать высотные полеты в герметической кабине.
Сто лет назад, 17 декабря 1903 года, братья Райт подняли в воздух свой первый
летательный аппарат "Флайер-1".
С тех пор мировая авиационная общественность отмечает этот день как день
рождения авиации, как день первого полета человека.
В нашей стране этот день практически не отмечается. Разве что в каком-либо
клубе кто-нибудь из старых любителей авиации прочтет лекцию о развитии
авиации в нашей стране, где непременно отметит и полет Райтов. Остальная
общественность либо ничего не знает о первых полетах, либо считает, что
мировая авиация пошла от нашего изобретателя Можайского.
К середине девятнадцатого века человечество было прямо-таки "захвачено"
авиацией. Уже виделся летающий аппарат тяжелее воздуха, уже давно мысль
изобретателя крутилась вокруг воздушного змея, уже делались модели таких
аппаратов, уже создавались натурные конструкции... Но они не поднимались в
воздух.
Создателем первого самолета стал наш соотечественник Александр Федорович
Можайский. Ему удалось в 1883 году сделать самолет и вывезти его на
взлетную площадку. Взлет аппарата закончился неудачно. Оторвавшись от
5
земли, он зацепился за забор "разбежной" тележкой, накренился и ударился
крылом о землю. На ремонт самолета требовалось время и, главное, деньги,
которых не было.
Теорией реактивного движения занимался Константин Циолковский. Он
выдвигал идею об использовании ракет для космических полетов и утверждал,
что наиболее эффективным топливом для них было бы сочетание жидких
кислорода и водорода. Ракету для межпланетных сообщении он спроектировал
в 1903 г.
Немецкий учёный Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы
межпланетного полёта. Кроме того, он проводил стендовые испытания
ракетных двигателей.
Американский учёный Роберт Годдард в 1923 году начал разрабатывать
жидкостный ракетный двигатель и работающий прототип был создан к концу
1925 г. 16 марта 1926 г. он осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в
качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.
В 1957 г. в СССР под руководством Сергея Королёва как средство доставки
ядерного оружия была создана первая в мире межконтинентальная
баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для
запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось
применение ракет для космических полётов.
6
III.
Три принципа создания подъёмной силы.
Летательные аппараты — это технические устройства, предназначенные для
выполнения определенных задач в воздушной среде. Летательными аппаратами
принято считать все аппараты тяжелее или легче воздуха, движущиеся в
атмосфере или в космическом пространстве под действием аэродинамических и
аэростатических сил, сил реакции или по инерции. Характер выполняемых
задач зависит от типа и назначения того или иного летательного аппарата.
Но условие для осуществления полета летательных аппаратов любого типа и
назначения общее — они должны преодолевать силу земного притяжения, т. е.
в процессе полета создавать подъемную силу, равную силе притяжения Земли
или превышающую ее. Известны три основных принципа создания подъемной
силы: аэростатический, аэродинамический и реактивный. Соответственно все
летательные аппараты можно разделить на три большие группы.
Летательные аппараты, у которых подъемная сила образуется по
аэростатическому принципу, образуют группу летательных аппаратов легче
воздуха. Аэростатический принцип создания подъемной силы можно
объяснить, используя закон Архимеда, одинаково справедливый как для
жидкой, так и для воздушной среды: «Сила, выталкивающая целиком
погруженное в жидкость или газ тело, равна весу жидкости или газа в объеме
этого тела». Летательные аппараты, основанные на аэростатическом принципе,
называются воздушными шарами или аэростатами.
Аэроста́т (упрощённо и не вполне точно — возду́шный шар) — летательный
аппарат легче воздуха, использующий для полёта подъёмную силу
заключённого в оболочке газа (или нагретого воздуха) с плотностью меньшей,
чем плотность окружающего воздуха (согласно закону Архимеда).
7
Стратостаты — это аэростаты, предназначенные для полетов на большие
высоты, в стратосферу. Они отличаются от обычных аэростатов наличием
герметической кабины. Управляемые аэростаты, оборудованные двигателями,
называются дирижаблями.
Оболочка дирижабля удлиненной формы. Кроме гондолы, он имеет силовую
установку, создающую силу тяги, необходимую для перемещения его в
воздухе, а также рули, с помощью которых можно по желанию летчика
изменять направление движения. Основные достоинства аппаратов легче
воздуха заключаются в том, что они могут подниматься и опускаться
вертикально и даже неподвижно «висеть» в воздухе без дополнительной
затраты энергии.
Недостатки этих аппаратов — плохая маневренность и малая скорость полета.
Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема,
тем больше действующая на него подъемная сила. При нагревании воздуха от
0 0С до 100 0С его плотность уменьшается только в 1,37 раз. Поэтому
подъемная сила шаров, заполненных теплым воздухом, оказывается
небольшой. Плотность водорода в 14 раз меньше плотности воздуха, и
подъемная сила шара, наполненного водородом более чем в три раза превышает
подъемную силу нагретого воздуха того же объема.
Шар поднимается, когда
F Архимеда > F тяжести
F Архимеда = ρгаза∙ g ∙ V
F под = F Архимеда - (Fтяж. шара + Fтяж. груза + Fтяж. газа)
Высота полёта шара не изменяется, когда
F Архимеда = F тяжести
Шар снижается, когда
F Архимеда < F тяжести
Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем
моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него
архимедова сила становится меньше.
Чтобы подняться выше, сбрасывают балласт. Для того чтобы опуститься на
землю, силу Архимеда надо уменьшить. Для этого можно уменьшить объем
шара. В верхней части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан,
через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться
вниз.
8
Задача. Воздушный шар объемом 120л. С массой оболочки 30г имеет внизу
отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. До какой
минимальной температуры нужно нагреть воздух в шаре, чтобы шар взлетел
вместе с грузом массой 20г? Температура окружающего воздуха – 20оС, его
плотность 1,395 .
Дано:
Решение:
V=120л = 0,12м3 (объем воздуха в шаре)
М=30г = 0,03кг (масса оболочки)
m= 20г = 0,02кг (масса груза)
m a=
(масса воздуха вне шара)
Шар поднимет груз при условии:
(M + m)g + mшg = ρVg.
Сокращая на g, имеем:
M + m + mш = ρV
ρ=1,395 . (плотность воздуха в шаре)
= ma - mш.
mш – (масса воздуха в шаре)
Найти: t
При нагревании воздуха в шаре его давление p и
объем V не меняются. Следовательно, согласно
уравнению Менделеева – Клапейрона,
RTш = RTа, где – средняя молярная
масса
pV =
воздуха, Tш и Tа – его температура внутри и вне шара.
Отсюда: mш = ma
ma - mш = ρV(1 -
= ρV
); M + m = ρV(1 -
Следовательно, (1 -
)=
=
);
0,299
= 1- 0,299 = 0,701
Tш =
t
=
361(К)
88оС
Ответ: t
88оС
9
У летательных аппаратов второй, наиболее многочисленной группы, подъемная
сила образуется по аэродинамическому принципу, при их перемещении
относительно воздуха. Это летательные аппараты тяжелее воздуха.
Прежде всего, к ним относятся самолеты различного типа и назначения.
Подъемная сила создается несущими поверхностями, в основном крылом, при
перемещении самолета относительно воздуха в результате работы двигательной
установки. При этом сила тяги, создаваемая двигательной установкой,
позволяет самолету преодолевать сопротивление воздуха.
Планеры, в отличии от самолета, не имеют двигательной установки, но
подъемная сила, так же как и у самолета, создается крылом при перемещении
планера.
Планёр — безмоторный (исключение — класс мотопланеров) летательный
аппарат тяжелее воздуха, поддерживаемый в полёте за счёт аэродинамической
подъёмной силы, создаваемой на крыле набегающим потоком воздуха.
Максимальная дистанция, пройденная на планёре — 3009 км.
У автожиров подъемную силу создает специальный винт, который вращается
от набегающего потока воздуха, поступательное движение осуществляется
10
благодаря
двигательной
установке.
Как и вертолёты, автожиры обладают несущим винтом для создания подъёмной
силы, однако винт автожира вращается под действием аэродинамических сил в
режиме авторотации. Винт автожира в полёте наклонён назад, против потока
(вертолёты наоборот, наклоняют винт в сторону движения). Кроме того,
автожир обычно обладает ещё и тянущим/толкающим винтом (пропеллером),
как и у обычного самолёта времён поршневой авиации. Этот маршевый винт и
сообщает автожиру горизонтальную скорость.
Автожиры изобрёл испанский инженер Хуан де ла Сиерва в 1919 году, его
первый автожир совершил свой первый полёт 9 января 1923 года.
Вертолёт (устаревшее гелико́птер) — винтокрылый летательный аппарат, у
которого подъёмная силы на всех этапах полёта создаются одним или
11
несколькими несущими винтами с приводом от двигателя или нескольких
двигателей.
Аналогично крылу самолёта лопасти несущего винта вертолета находятся под
углом к плоскости вращения винта, который называется углом установки
лопастей. Однако, в отличие от фиксированного самолетного крыла, угол
установки лопастей вертолета может меняться в широких пределах (до 30°).
Лопасти вертолета как правило во всех режимах полета вращаются с
фиксированной частотой, увеличение или уменьшение мощности несущего
винта зависит от шага винта.
В 1505 году великий Леонардо да Винчи писал: «… когда птица находится в
ветре, она может держаться в нём без взмахов крыльями, ибо ту же роль,
которую при неподвижном воздухе крыло выполняет в отношении воздуха,
выполняет движущийся воздух в отношении крыльев при неподвижных
крыльях». Звучит это сложно, но по сути не просто верно, а гениально. Из этой
идеи следует: чтобы полететь, не нужно размахивать крыльями, нужно
заставить их двигаться относительно воздуха. А для этого крылу нужно просто
сообщить горизонтальную скорость. От взаимодействия крыла с воздухом
возникнет подъёмная сила, и, как только её величина окажется больше
величины веса самого крыла и всего, что с ним связано, начнётся полёт. Дело
оставалось за малым: сделать подходящее крыло и суметь разогнать его до
необходимой скорости.
Но опять возник вопрос: какой формы должно быть крыло? Первые
эксперименты проводили с крыльями плоской формы. Если на плоскую
пластину под небольшим углом действует набегающий поток воздуха, то
возникают подъёмная сила и сила сопротивления. Сила сопротивления
старается «сдуть» пластину назад, а подъёмная сила — поднять. Угол, под
которым воздух дует на крыло, называется углом атаки. Чем больше угол
атаки, то есть чем круче к потоку наклонена пластина, тем больше подъёмная
сила, но вырастает и сила сопротивления.
12
Ещё в 80-х годах XIX века учёные выяснили, что оптимальный угол атаки для
плоского крыла лежит в пределах от 2 до 9 градусов. Если угол сделать меньше
— сопротивление будет небольшим, но и подъёмная сила маленькой. Если
развернуться круче к потоку — сопротивление окажется так велико, что крыло
превратится скорее в парус. Отношение величины подъёмной силы к величине
силы сопротивления называется аэродинамическим качеством. Это один из
самых важных критериев, относящихся к летательному аппарату. Оно и
понятно, ведь чем выше аэродинамическое качество, тем меньше энергии
тратит летательный аппарат на преодоление сопротивления воздуха.
Вернёмся к крылу. Наблюдательные люди очень давно заметили, что у птиц
крылья не плоские. Всё в тех же 1880-х годах английский физик Горацио
Филлипс провёл эксперименты в аэродинамической трубе собственной
конструкции и доказал, что аэродинамическое качество выпуклой пластины
значительно больше, чем плоской. Нашлось и довольно простое объяснение
этому факту.
Представьте, что вам удалось сделать крыло, у которого нижняя поверхность
плоская, а верхняя — выпуклая. Поток воздуха, набегающий на переднюю
кромку крыла, делится на две части: одна обтекает крыло снизу, другая —
сверху. Обратите внимание, что сверху воздуху приходится пройти путь
несколько больший, чем снизу, следовательно, сверху скорость воздуха будет
тоже чуть больше, чем снизу, не так ли? Но физикам известно, что с
увеличением скорости давление в потоке газа падает (закон Бернули).
Смотрите, что получается: давление воздуха под крылом оказывается выше,
чем над ним! Разница давлений направлена вверх, вот вам и подъёмная сила. А
если добавить угол атаки, то подъёмная сила ещё увеличится.
Одним из первых вогнутые крылья сделал талантливый немецкий инженер
Отто Лилиенталь. Он построил 12 моделей планеров и совершил на них около
тысячи полётов. 10 августа 1896 года во время полёта в Берлине его планер
перевернуло внезапным порывом ветра и отважный пилот-исследователь
погиб. Теоретическое обоснование парения птиц, продолженное нашим
великим соотечественником Николаем Егоровичем Жуковским, определило всё
дальнейшее развитие авиации.
К летательным аппаратам, подъемная сила которых создается по реактивному
ракетному принципу относятся ракеты и космические корабли различного типа
и назначения, реактивные снаряды. Реактивный двигатель — двигатель
создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования
потенциальной энергии топлива в кинетической энергии реактивной струи
рабочего тела.
13
Ракета и выбрасываемые ее двигателем газы взаимодействуют между собой. На
основании закона сохранения импульса при отсутствии внешних сил сумма
векторов импульсов взаимодействующих тел остается постоянной. До начала
работы двигателей импульс ракеты и горючего был равен нулю; следовательно,
и после включения двигателей сумма векторов импульса ракеты и импульса
истекающих газов равна нулю:
,
где — масса ракеты;
— скорость ракеты;
— масса выброшенных газов;
— скорость истечения газов.
Отсюда получаем
,
а для модуля скорости ракеты имеем
.
Эта формула применима для вычисления модуля скорости
ракеты при
условии небольшого изменения массы
ракеты в результате работы ее
двигателей.
Реактивный двигатель обладает многими замечательными особенностями, но
главная из них заключается в следующем. Автомобилю для движения, кроме
двигателя, нужна еще и дорога, с которой могли бы взаимодействовать колеса,
теплоходу — вода, а самолету — воздух. Ракете для движения не нужны ни
земля, ни вода, ни воздух, так как она движется в результате взаимодействия с
газами, образующимися при сгорании топлива. Поэтому ракета может
двигаться в безвоздушном космическом пространстве.
Простейшая модель реактивной ракеты может быть изготовлена из
пластиковой бутылки. Автомобильным насосом нагнетается воздух и ракета
взлетает. Увеличить подъёмную силу можно добавлением воды и небольшим
сужением выходного отверстия. Вода увеличивает массу топлива, выходное
отверстие изменяет скорость истечения газов (смеси воздух-вода).
14
№
1.
2.
3.
Масса оболочки,
кг
0,3
0,3
0,3
Объём воды,
%
0
20
50
Высота подъёма,
м
3
16
5
При дальнейшем увеличении объёма воды высота подъёма уменьшается.
15
IV.
Воздушный змей.
Воздушный змей принадлежит к летательным аппаратам тяжелее воздуха.
Почему же змей поднимается и что удерживает его на высоте? Основное
условие для этого — движение воздуха относительно змея. Скорость и
направление ветра постоянно меняются. Не только горы, но и строения,
деревья и мосты отклоняют ветер у поверхности земли от его
горизонтального направления Для облегчения понимания законов,
влияюших на полет надо представить змея в виде прямоугольной плоской
пластинки. Ведь даже самые сложные конструкции воздушных змеев в
большинстве
елучаев
являются
сочетанием
таких
пластинок,
расположенных под различными углами друг к другу, и леера (нитки или
троса) для запуска змея. Чтобы воздух мог поднять пластинку, ее надо
расположить под некоторым углом атаки к его к его потоку. Для того чтобы
змей держалея в воздухе, подьемная сила должна быть равна силе тяжести
змея вместе с леером. Если же подъемная сила меньше то змей опускаетея
на землю. Причиной может быть неравномерность ветра изменение
(уменьшение) его силы и направления.
Впервые воздушный змей поднялся в небо 25 веков назад. В то время никто не
мог объяснить, почему взлетает змей и какие силы действуют на него в полете.
Ответить на этот вопрос нам поможет упрощённый чертеж. Пусть линия АВ
изображает разрез плоского змея. Предположим, что наш воображаемый змей
взлетает справа налево под углом А к горизонту или набегающему потоку
ветра. Рассмотрим, какие силы действуют на модель в полёте.
На взлете плотная масса воздуха препятствует движению змея, другими
словами, оказывает на него некоторое давление. Обозначим это давление F1.
Теперь построим так называемый параллелограмм сил и разложим силу F1 на
две составляющие - F2 и F3. Сила F2 толкает змей от нас, а это значит, что при
подъёме она снижает его первоначальную горизонтальную скорость.
Следовательно, это сила сопротивления. Другая же сила (F3) увлекает змея
вверх, поэтому назовем ее подъёмной.
Итак, мы определили, что на воздушного змея действуют две силы: сила
сопротивления F2 и подъемная сила F3.
Поднимая модель в воздух (буксируя ее за леер), мы как бы искусственно
увеличиваем силу давления на поверхность змея, то есть силу F1. И чем
16
быстрее мы разбегаемся, тем больше увеличивается эта сила. Но сила F1, как
вы уже знаете, раскладывается на две составляющие: F2 и F3. Вес модели
постоянный, а действию силы F2 препятствует леер. Значит, увеличивается
подъемная сила - змей взлетает.
В ЮТ Для умелых рук 1977 №7 мы нашли простейший расчет подъемной силы
воздушного змея по формуле:
Fз=K*S*V*N*cos(a), где
К=0,096 (коэффициент),
S - несущая поверхность (м2),
V - скорость ветра (м/с),
N - коэффициент нормального давления (см. таблицу) и
a - угол наклона.
Пример. Исходные данные: S=0,5 м2; V=6 м/с, a=45°.
Находим в таблице коэффициент нормального давления: N=4,87 кг/м2.
Подставляем величины в формулу, получаем:
Fз=0,096*0,5*6*4,87*0,707=1 кг.
Расчёт показал, что этот змей будет подниматься вверх только в том случае,
если его вес не превысит 1 кг. В этом разделе приводится расчет подъемной
силы в старой системе единиц (кг*с, килограмм-сила), а не в системе СИ (Н,
Ньютон). Дело в том, что в повседневной жизни нам проще оценивать силу
килограммами, а не ньютонами, т.е. мы знаем, сколько усилий нам необходимо
приложить, чтобы поднять сумку с 5 кг картофеля. В случае с воздушными
змеями тоже самое. Для справедливости приведем перевод килограмм-силы в
систему СИ: 1 кг*с = 9,81 Н.
Но не всё так просто, как это выглядит со стороны. Скорость ветра узнать
весьма трудно, даже если запускать змея, держа в руках анемометр, результаты
не будут правдивыми. Скорость ветра изменяется с высотой. Да и угол наклона
немного изменяется в процессе полёта. Только практика поможет запустить
бумажного змея.
17
V.
Результаты проведённой работы.
В результате выполнения работы, мы изучили исторические и физические
аспекты вопроса и пришли к следующему выводу: мечта о полётах
простирается на века до братьев Райт. Но именно им принадлежит
«первооткрывательство» в области полётов. Все более рани попытки, включая
русского физика Можайского не имеют документированных и достаточно
освещенных в СМИ доказательств.
Мы опробовали три вида подъёмной силы и пришли к выводу о том, что
каждая из них может легко быть опробована и доказана. Единственными
ключевыми факторами, влияющими на результат, являются заинтересованность
экспериментатора, знание законов физики и настойчивость.
При проверке на практике возможности парения в восходящих потоках
воздуха гипотеза о возможности таких полётов полностью доказана. Следует
более подробно изучить физические основы подобных полётов.
При конструировании и запуске реактивной
ракеты создана
работоспособная модель. Путём неоднократных экспериментальных запусков
полностью подтверждены основные принципы реактивной тяги. Но, при
дальнейшем исследовании данной проблемы и новых запусках следует уделить
особое внимании пусковому и защите экспериментатора.
При вычислении оптимальных физических параметров, определяющих
успешный запуск воздушного шара, мы столкнулись с определёнными
трудностями. Необходимо продолжить поиск более оптимального способа
вычисления. Результаты расчетов не всегда совпадают с выдвинутой гипотезой
и экспериментальными фактами.
Воздушные змеи являются наиболее доступными, безопасными и простыми
летательными аппаратами.
18
Приложение.
Рис.1
Рис.2
Рис.3
19
Плоский квадратный змей
Рис. 4
Скорость ветра, V, м/с
1
Коэффициент нормального
давления N, кг/м2
0,14 0,54 2,17 4,87 6,64 8,67 10,97 13,54 19,5 30,47
2
4
6
7
8
9
10
12
15
20
Рис. 5
21
Источники информации:
1. Ермаков А. М. «Простейшие авиамодели», 1989
2. Конспекты Кирсановского авиационного технического
училища гражданской авиации, 1988
3. «Факультативный курс физики» - М: Просвещение, 1998г.
4. А.А.Пинский, В.Г.Разумовский “Физика и Астрономия” - Просвещение,
1997г.
5. Энциклопедия для детей. Том 14. Техника. Гл. ред. М.Д. Аксёнова. — М.:
Аванта+, 2004.
6. Кухлинг, Х. Справочник по физике [Текст]/ Х. Кухлинг. - М.: Мир,
22
Интернет- ресурсы:
1. http://media.aplus.by/page/42/
2. http://sfw.org.ua/index.php?cstart=502&
3. http://www.atrava.ru/08d36bff22e97282f9199fb5069b7547/news/22/news17903
4. http://www.airwar.ru/other/article/engines.html
5. http://arier.narod.ru/avicos/l-korolev.htm
6. http://kto-kto.narod.ru/bl-bl-3/katanie.html
7. http://www.library.cpilot.info/memo/beregovoy_gt/index.htm
8. http://vivovoco.ibmh.msk.su/VV/PAPERS/HISTORY/SIMBIRSK/SIMBIRSK
.HTM
23