Исследовательские работы (4 класс)

Управление образования Администрации города Глазова Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 13» Конкурс  «Я ­ исследователь» Тема:  «Исследование дальности полёта  модели самолёта «Миг­15»                                                                                                                   Выполнил работу:                                                                                                      Пустовалов Вадим                                                                                                        ученик 4 «Б» класса                                                                                             Руководитель:                                                                                              Васильева Н.А.                                                                                                                учитель первой категории Глазов 2 2017 г.                                                               Оглавление                                                                                                                                         1. Введение……………………………………………………………………..3­4 2. Теоретическая часть………………………………………………………... 5 2.1. История авиации………………………………………………………….  5­6 2.2. Самолёт и его управление………………………………………………..  7­8 3. Практическая часть…………………………………………………………. 9 3.1. Авиаконструирование…………………………………………………….  9 3.2. Технология изготовления модели самолета «Миг­15» …………………10 3.3. Испытание………………………………………………………………….11 4. Заключение…………………………………………………………………...12 5. Список используемых источников  информации………………………….13 6. Приложение 1. Анкета………………….........................................................14 7. Приложение 2………………………………………………………………...15 8. Приложение 3………………………………………………………………   16 3 Введение Человек не птица, а летать стремится.              Так уж сложилось, что человека всегда тянуло к небу. Люди пытались  сделать себе крылья, позже ­ летательные аппараты. И их старания  оправдались, они смогли все­таки взлететь. Появление самолетов ничуть не  уменьшило актуальность древнего желания. В современном мире летательные  аппараты заняли почетное место, они помогают людям преодолевать большие  расстояния, перевозят почту, лекарства, гуманитарную помощь, тушат  пожары и спасают людей.             Так кто же построил первый в мире самолет и совершил на нем  управляемый полет? Кто сделал этот столь важный для человечества шаг?  Что  находится внутри  летательного аппарата и  какая сила  поднимает его в  небо?           А знают ли мои ровесники что­нибудь о самолетах?  Проведя анкетирование среди  одноклассников, я выяснил, что из  30 опрошенных детей видели самолеты  30 чел. (100%),   на самолетах никто не летал,  почему самолеты летают ­  знают 2 чел. (7%),   из чего состоит самолет ­  знают все не в полном объеме,  приходилось делать модели самолётов, в основном из бумаги,  13 чел. (43%),   хотели бы заниматься в кружке авиконструирования  17 чел. (57%)                                                                                                           (Приложение  1)             Итак, тема, действительно,  актуальна. Цель исследования: изучение дальности полёта модели самолёта  «Миг­15». Объект исследования: модель самолёта «Миг­15». 4 Предмет исследования: экспериментальный полёт модели  самолёта «Миг­15». Гипотеза:   Допустим, что дальность полета модели самолета «Миг­15» из  пенопласта зависит от точной балансировки корпуса. Задачи:  1. Изучить историю авиации. 2. Узнать о строении самолёта. 3. Изучить принцип полета самолета. 4. Провести опрос учащихся об их заинтересованности в теме  исследования. 5. Изготовить  модель  самолёта «Миг­15» из пенопласта.  6. Произвести запуск этой модели. Для решения поставленных задач были использованы следующие  методы:  1. Изучение теоретического материала из интернета, книг. 2. Анкетирование. 3.     Моделирование. 4.     Конструирование самолета. 5.     Экспериментальный запуск. 5 2. Теоретическая часть 2.1. История авиации Многими столетиями полеты в небе оставались мечтой. Оказывается,  люди издавна завидовали птицам и очень хотели летать, но это было  сказочной мечтой…  И только отважных людей не покидали мысли о полетах в небе, и  после многих неудач первый, кому удалось подняться в воздух, был француз  Жан Пилатр де Розье. В 1783 году он взлетел на воздушном шаре, созданном  братьями Монгольфье из ткани пергамента. Но этот шар не был управляемым  и просто летел по ветру.  А первые попытки построить самолёт предпринимались ещё в 19 веке.  В России морской офицер А. Ф. Можайский в 1885 году построил  летательный аппарат, который имел все основные детали конструкции  современного самолёта. Однако этот аппарат потерпел аварию при взлёте.  Для создания настоящих самолетов способствовали планеры.  Немецким ученым Отто, начиная с 1891года, были построены более 20  планеров, и он  совершил на них более двух тысяч полётов. Планер «Дервитц», 1891г. 6 Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить успешный полёт, стал «Флайер», построенный американскими  механиками братьями Уилбур и Орвилл Райт  в 1903 году. Первый полёт продлился на расстоянии  37 метров и продолжался 12  секунд. Легкий мотор приводит в действие тяговые пропеллеры. Так родилась авиация (от латинского «авис» ­ птица). В дальнейшем,  опираясь на передовую авиацию и  науку, инженеры – конструкторы  создавали всё новые и новые машины. Первая международная пассажирская авиалиния открылась в 1919  году между Парижем и Брюсселем. 7 2.2. Самолет и его управление             Основные конструктивные части самолёта – крыло, фюзеляж,  оперение, силовая установка, шасси, различное оборудование. Крыло самолёта сверху изогнуто сильнее, чем снизу. Во время полёта  воздух обтекает его сверху быстрее. Поэтому давление воздуха над крылом  меньше, чем под ним,  и именно это создаёт подъёмную силу и толкает крыло  вверх.  Схема движения потока воздуха Сила движущегося воздуха используется также для того, чтобы  управлять самолетом. Управление самолётом осуществляется с помощью  системы подвижных закрылков и элеронов, расположенных на крыльях  самолёта и хвостового руля высоты. Если они будут установлены под углом,  то будут создавать препятствие для воздушного потока, в результате чего  самолёт будет поворачивать или наклоняться. Для того чтобы оставаться в  воздухе, самолёт должен быть всё время в движении, его крылья должны  рассекать воздух для создания подъёмной силы. Другими словами, самолёт не может летать, если не будет двигателей, которые создают тягу. А для того,  чтобы оторваться от земли и подняться в воздух, самолёт должен сначала  промчаться на большой скорости по земле. 8 Испытания проводились и проводятся до сих пор в аэродинамических  лабораториях с помощью аэродинамических труб. Именно благодаря этим  трубам впервые практически объяснили, почему самолёт, который тяжелее  воздуха, может летать  благодаря крыльям и благодаря подъёмной силе  крыла. Вот что увидели исследователи:  Крыло в разрезе. На него набегает поток воздуха  по верхней пробке,  он бежит быстрее – там давление разряжается, а по нижней, просто из­за  формы крыла, он бежит медленнее – там, соответственно, давление больше (и  так: сверху оно меньше, снизу больше), и крыло как бы тянет вверх –  возникает подъёмная сила.  Самолёт в небе – это безумная красота, созданная  Человеком. 9 3. Практическая часть 3.1. Авиаконструирование Я занимаюсь  в кружке авиаконструирования  в Детском Доме  Культуры с семи лет.  Моего руководителя зовут Ившин  Борис  Александрович. Он обучает меня и моих друзей  самолётостроению на  протяжении многих  лет.  Занятия авиаконструирования  начинаются с истории  летательного  аппарата. Я узнал, что авиационная модель – это летательный аппарат  тяжелее воздуха, с двигателем или без него, который не способен поднять  человека в воздух. Основные конструктивные части  такие же, как у самолёта. Оказалось, что изготовить собственными руками авиационную модель  – это очень кропотливое и трудоёмкое занятие, несмотря на это, я очень  стараюсь. Я сделал из картона модели «Миг­15»,  «Утка» и др., а из  пенопласта ­«Миг­15», «Фалькон» и др. (Приложение 2) 10 3.2. Технология изготовления модели самолета «Миг­15» Для изготовления самолета нам потребовались пенопласт (для этих  работ подходят потолочные плитки), клей ПВА, канцелярский ножик, грузик,  весы, шкурка, бумага, маркеры разных цветов, необходимые шаблоны для  изготовления деталей. После подбора материала мне предстояло поочерёдно  изготовить составные части авиамодели.  Шаблоны 1. Заготовить детали самолёта из пенопласта. 2. Подровнять детали. 3. Подточить. У крыла, стабилизатора и киля впереди закруглить, а сзади  под углом подточить. 4. Склеить все детали. 5. Взвесить самолет и найти грузик с такой же массой. 6. Прикрепить грузик к носу самолета и закрепить его бумагой. 7. Раскрасить самолёт маркерами. 11                    3.3. Испытание После того, как модель самолёта готова, нужно провести испытание  полётом. Дальность полёта зависит от правильной балансировки корпуса, от  того, где находится центр тяжести. Центр тяжести зависит от профиля крыла, угла атаки и от скорости полёта. Место установки центра тяжести  определяется  загрузкой носовой или хвостовой части самолёта. Это  достигается опытным путём при пробном запуске модели. Делаем запуск и  смотрим, как модель полетела. Если центр тяжести задний – то добавляем  грузик в носовую часть модели, если передний – загружаем хвостовую часть.  Как определить, какой центр тяжести? При задней центровке модель  кабрирует, т.е. стремится набрать высоту и проседает на хвост. При передней  центровке модель пикирует, т.е. летит вниз. Ориентировочно центр тяжести должен находиться на 1/3 хорды (ширины)  крыла. Этим методом подбора грузика добиваемся чёткого планирования  модели. Таким образом, при правильном центре тяжести дальность полёта  будет максимальной. Моя гипотеза подтвердилась. 12 Заключение На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы: 1. Изучая  историю авиации, я понял, что вопрос полёта волновал  людей многие тысячелетия. Люди изучали птиц, создавали  летательные  аппараты, рисковали своей жизнью.  2. Разобрался, как возникает подъёмная сила крыла. Узнал, кто первый смог объяснить её возникновение.  3. Изучая строение и принципы полёта самолёта,  я понял, почему  самолёт летает: благодаря двигателям, которые приводят самолёт в  движение, крыльям (форме крыла) и подъёмной силе крыла, которая  образовывается из­за разности давлений при поступательном потоке воздуха  во время движения самолёта.  4. Проделав экспериментальные запуски модели самолёта «Миг­15»,  мы выяснили, что на дальность полёта влияет центр тяжести в  правильно  подобранном месте. Изготовление моделей самолётов из разных материалов вырабатывает  аккуратность, терпение, усидчивость, развивает внимание, мышление, мелкую  моторику.  С этой моделью самолёта «Миг­15» я буду участвовать в  соревнованиях на дальность полётов, посвященных Дню космонавтики,  которые проводятся ежегодно. (Приложение 3) 13 Список используемых источников 1. Гальперштейн Л. Я. Транспорт: научно­популярное издание/   Л. Я. Гальперштейн, В. А. Дыгало, И. В. Кудишин и др.  – М.: Росмэн­Пресс, 2009 – 96 с.  2. Гончаренко В.В. Как люди научились летать. – К.: «Веселка», 1998 3. Ермаков А.М. Простейшие авиамодели: Кн. для учащихся 5­8 кл.: учебник / А. М. Ермаков – М.: Просвещение, 1984 – 160 с. 4. Малов В. Я познаю мир. Техника: детская энциклопедия. – М.: АСТ, Астрель, 2004г. 5. Паркер Стив. Открытия, которые изменили мир: детская литература/ – М.: «РОСМЭН», 1994г. 6. http://ru.wikipedia.org/wiki/. 7. http://ru.wikipedia.org/wiki/Можайский А.Ф. 8. http://ru.wikipedia.org/wiki/Братья_Райт  9. https://www.google.ru/ Самолёты «Миг­15». 10. http://www.rcdesign.ru/articles/avia/planes_intro. 11. http://www.youtube.com/watch?v=o9qyvFHIbag. 14 Приложение 1 Анкета 1. Видели ли вы самолёты? ___________________________________________________________ 2. Летали ли вы на самолёте? ___________________________________________________________ 3. Почему самолёты летают? ___________________________________________________________ 4. Назовите части самолета. ___________________________________________________________ 5. Конструировали ли вы когда­нибудь сами или с родителями самолёт? ___________________________________________________________ 6. Хотите ли вы заниматься авиаконструированием? ___________________________________________________________ Приложение 2 15 Мои работы           Приложение 3 16 Соревнования на дальность полётов моделей самолётов