Летающие модели из бумаги» 1 часть

У
правление образования администрации Озерского городского округа

Челябинской области

Муниципальное бюджетное учреждение

дополнительного образования

«Станция юных техников»

Летающие модели из бумаги

(Методическое пособие)

I часть

Составил педагог дополнительного

образования Думенек В. Л.

г. Озерск

2019 г.

Методическое пособие - предназначено для обучающихся авиамодельного объединения 1 года обучения при изучении темы «Летающие модели из бумаги».

Цель. Познакомить обучающихся с конструкцией и технологией изготовления летающих моделей из бумаги.

Введение.

Стремление к полету всегда влекло человека. Еще в древности люди мечтали летать подобно птицам. А они ведь не всегда при полете машут крыльями: кто из нас не наблюдал и другой вид их полета – планирование. Раскинув крылья, птицы могут без затрат мускульной энергии подниматься вверх, опускаться вниз.

Поняв, что для подражание машущему полету птиц человеку недостаточно его мускульной силы, изобретатели направили усилие на воспроизведение их планирование, то есть пошли по пути создания планеров. Одним из первых создал планер немецкий инженер Отто Лилиенталь. Крылья его аппарата образца 1891 года были изготовлены из ивовых прутьев и обтянуты тканью. Управлялся планер изменением положения пилота, который подвешивался на руках в середине крыла. Полет совершался с разбега со склонов. За пять лет О.Лилиенталь сделал около 2000 планирующих полетов.

Последователи немецкого исследователя проделали большую работу по совершенствованию планирующих летательных аппаратов – появились рули высоты и поворота.

Знакомство с моделями планеров лучше начать с самой простой модели, изготовленной из бумаги. Они делятся на: простейшие летающие модели, модели планеров, модели-копии самолетов. Бумажная летающая модель по своим очертаниям напоминает планер или самолет. Запускают такую модель, с какой – либо высоты.

При полете, бумажная модель как бы скользит по воздуху, поэтому ее полет называют планирующим или скользящим.

Планер– летательный аппарат тяжелее воздуха, состоящий из следующих основных частей:

крыло – создает подъемную силу во время полета, имеет рули поперечного управления – элероны.

Фюзеляж - корпус, соединяющий все части конструкции в одно целое.

Хвостовое оперение – включает в себя горизонтальное оперение - стабилизатор с рулем высоты, киль – с рулем поворота.

Наблюдая полет бумажной модели в помещении, можно заметить, что она плавно снижается.

У модели при движении по наклонной траектории также существуют скатывающая сила и сила давления (слагаемые силы тяжести). Первая уравновешивается силой сопротивления в воздухе, крыльями, оперением давит на него. Возникает сила противодействия «невидимой опоры» – воздуха, которая и поддерживает модель планера – подъемная сила. При планировании эта сила уравновешивается силой давления. Из этого следует, что модель планера имеет «опору» особого вида. Чтобы опереться на воздух, модель должна лететь с определенной скоростью и иметь крылья достаточной площади. В противном случае подъемная сила – «опорная реакция воздуха» - будет мала и не сможет уравновесить силу давления, а без этого не получится и планирование.

Для изготовления бумажных моделей нужна плотная бумага, для черчения или рисования. Нужны равные листы или полоски. Если нет рисовальной бумаги, можно воспользоваться обложками старых журналов или плакатами, плотная нотная бумага тоже подойдет.

Каждый сорт бумаги имеет волокна, располагающиеся по бумаге рядами. На бумажной модели волокна должны идти вдоль крыла, стабилизатора и фюзеляжа. Поперечно расположенные волокна делают эти детали дряблыми, непрочными. На глаз направление волокон не всегда определишь. Поэтому поступают следующим образом: отрезок бумаги складывают вдоль, потом поперек. Один из сгибов получается ровный, без бугров и неровностей – этот сгиб идет вдоль волокон.

На другом образуются складки, бугры, неровности – этот сгиб проходит поперек волокон и, складывая так бумагу, мы ломаем ее волокна. Самая лучшая бумага требуется для крыла и хвостового оперения. На фюзеляж можно взять бумагу потоньше, но тогда из обрезков крыла нужно изготовить и поставить внутри фюзеляжа две или три вкладыша-усиления. Для груза устанавливаемого в носовой части, годятся любые обрезки бумаги.

Ножницы – основной инструмент при работе. Ими вырезают части модели. Для вычерчивания частей моделей нужны линейка и карандаш.

Изготовим простейшую модель «Летающее крыло». Модель в воздухе держится при помощи крыльев. Но чтобы модель хорошо держалась в воздухе и хорошо летала, необходимы определенные условия. Для того чтобы понять, какие это условия, проделаем небольшой опыт.

Из пищей бумаги вырежем две одинаковые полоски размером 150 х 75 мм. Одну из них сомнем в комок. Держа смятую полоску в одной руке, а несмятую - в другой, поднимем их повыше и одновременно выпустим. Посмотрим, как они опускаются вниз: несмятая полоска падает медленно – ее поверхность больше, воздух сильнее препятствует ее падению. И потом она не только медленнее падает, но при своем падении отлетает на небольшое расстояние то в одну, то в другую сторону.

Вырежем из бумаги квадрат, каждая сторона которой 150 мм. С одной стороны квадрата загнем полоску шириной около 10 мм, затем снова – всего 6 раз. Сложенную таким образом часть квадрата плотно пригладим ножницами, чтобы складки не раскрывались. Получилось крыло такого же размера и такой же формы, как и полоска бумаги из первого опыта. Но теперь один край (кромка) полоски сделан тяжелее. Будем считать эту кромку передней. Середину крыла слегка прогнем так, чтобы концы его чуть поднимались кверху, образовав угол. Его называют углом установки крыла, обозначают буквой V. Запустим новое крыло, так же как и первое, т. е. возьмем его пальцами, поднимем на высоту плеча и слегка толкнем вперед. На этот раз запущенное крыло полетит далеко и плавно.

Почему второе крыло летит, а первое кувыркается? Установим первое на концах двух пальцев. Крыло уравновесится точно по середине. Второе уравновесится ближе к передней кромке, а не по середине, потому что имеет на передней кромке груз. Центр тяжести (ЦТ) крыла переместится от середины вперед. Кроме того, благодаря углу V ЦТ крыла опустится вниз. Это и создало условия для полета.

Следует помнить, что для полета крыла из бумаги, так же как и для полета самолета, планера или их моделей, нужно правильно устанавливать их ЦТ.

Нужно запомнить три правила балансировки моделей:

модель должна быть сбалансирована так, чтобы уравновешивалась на границе первой трети ширины крыла, т. е. имела там ЦТ. Для этого переднюю. Часть модели следует делать тяжелее задней.

Для правильной балансировки важно, чтобы правая и левая половины крыла по размерам, форме и массе были совершенно одинаковыми – симметричными.

Для устойчивости полета модели лучше, чтобы ЦТ был расположен ниже, этому способствует угол V.

Без выполнения этих правил модель летать не будет.

Простейшие летающие модели

К простейшим летающим моделям относятся известные всем “стрелы”, “голуби”, “монахи” и “парабола”.

ПАРАБОЛА

Для изготовления параболы нужен лист плотной бумаги и канцелярская скрепка. Чем плотнее бумага, тем большего размера параболу можно сделать. Необходимо только выдержать соотношение сторон: размах крыла (200 мм) должен быть в 4 – 5 раз больше его ширины (45 мм). На рисунке 3 изображена парабола с рулями направления и рулем высоты.

Чтобы изготовить такую модель, надо на плотном листе бумаги нарисовать половину модели, затем сложить лист бумаги так, чтобы концы его сошлись. Вырезать модель, не допуская образования складки, иначе модель будет складываться в полете.

Теперь по пунктирным линиям следует отогнуть заднюю кромку шириной 5 – 7 мм ( руль высоты) и концы параболы ( руль направления). Впереди прикрепляем канцелярскую скрепку – груз. Отгибая концы параболы, можно управлять ее полетом.

Запуск параболы. Берем параболу правой рукой, держим ее большим и указательным пальцами за заднюю кромку так, чтобы передняя часть модели с грузом была направлена немного вниз, и выпускаем модель без толчка. Если модель отрегулирована правильно, то центр масс будет расположен в первой трети крыла, это достигается с помощью груза, расположенного в носовой части модели. Для определения положения центра масс модели берут линейку и на нее ставят модель, перемещая ее добиваются равновесия.

В начале полета парабола резко пойдет вниз, затем начнет полого планировать.

Передвигая груз вперед или увеличивая его, получим быстрый и крутой полет модели. Если же груз уменьшать или передвигать назад, то полет модели будет медленный, пологий. При передвижении груза немного вправо, модель также будет поворачивать вправо. Таким образом, полет модели можно регулировать не только рулями, но и изменением положения центра масс модели.

СТРЕЛА

Простейшая летающая модель “стрела” изготавливается из листа бумаги размером 210 х 150 мм. На рисунке показан порядок изготовления “стрелы”.

Лист бумаги складываем пополам (поз. 1,2,5), затем отгибаем оба верхних угла половины листа до середины (поз. 5,3). Делаем повторный загиб справа и слева (поз. 5,4,5). Осталось сложить модель по осевой линии, отогнуть углы (поз. 5,6,7,8).

Запуск “стрелы”. Модель следует запускать легким толчком руки. Если стрела полетит со снижением (носом вниз) надо отогнуть вверх рули высоты. Изменяя положение рулей высоты, можно достичь плавного (ровного) полета модели или набора высоты.

С помощью руля направления можно менять направление полета модели

ПРОСТЕЙШАЯ БУМАЖНАЯ МОДЕЛЬ ПЛАНЕРА.

Эта модель имеет те же основные части, что и настоящий планер или самолет.

Для изготовления такой модели берем лист плотной бумаги, складываем его вдвое и карандашом наносим сетку (3х11 квадратиков со стороной квадрата 15…30 мм).

На согнутую половину листа наносим контур модели, вырезаем и складываем в последовательности, изображенной на поз.1-5.

У крыла линия изгиба должна быть косой, чтобы передняя кромка его возвышалась над задней на 1 – 1,5 мм. Крылу необходимо придать поперечный угол V , для этого концы крыла должны быть выше середины на 5 – 7 мм. Затем проверяем симметричность (не перекошены ли стабилизатор и крыло). Если все это соблюдено, модель готова к запуску.

ЗАПУСК И РЕГУЛИРОВКА МОДЕЛИ ПЛАНЕРА

Убедившись, что у модели нет дефектов, приступаем к запуску. Для этого ее берем двумя пальцами правой руки за фюзеляж под крылом, немного опускаем нос модели и, легко толкнув, запускаем в полет. Если модель опускает нос и летит быстро, резко снижаясь, - немного отклоняем заднюю кромку стабилизатора вверх. Если же модель задирает нос или летит волнообразно (то поднимаясь, то опускаясь), заднюю кромку слегка опускаем.

После нескольких пробных запусков определяем продольную устойчивость модели, т. е. способность летать по прямой, не задирая самопроизвольно нос вверх или не опуская его резко вниз. Продольную устойчивость модели обеспечивает стабилизатор и его регулирующая часть – руль высоты.

Способность модели быть управляемой и устойчивой в поперечной плоскости называется поперечной устойчивостью, на бумажных и схематических моделях обычно не делают никаких подвижных рулей на крыльях.

Поперечная устойчивость таких моделей достигается большим поперечным углом V крыла.

Продольная устойчивость модели – способность ее летать прямо, не сворачивая вправо или влево, и быть управляемой в плоскости полета. Обеспечивает продольную устойчивость модели киль и его подвижная часть – руль направления.

Отгибая руль направления вправо и влево, можно добиться соответствующего поворота модели.

ИГРЫ И СОРЕВНОВАНИЯ С МОДЕЛЯМИ

Отрегулировав модель и добившись ее прямого ровного полета, вы готовы к играм и соревнованиям.

Соревнования на дальность полета модели.

На ровной площадке отмечается линия старта, и чертятся две линии под прямым углом к старту на расстоянии 3-х метров. Они образуют коридор (рис.6). Соревнующиеся по очереди запускают свои модели. Победителем выходит тот, чья модель дальше всех пролетит и приземлится в коридор.

Круговой полет

Начертите на земле 3 – 4 круга диаметром 1 – 1,5 метра на расстоянии 8 – 10 шагов один от другого (рис. 7). Это будут «аэродромы». Если игра проводится в зале, то «аэродромы» можно начертить мелом или расположенными на полу полосками бумаги, или скотчем.

Модели запускают толчком с руки.

Все играющие по очереди стартуют с первого «аэродрома». Тот, у кого модель опустилась в пределах границ второго «аэродрома» пускают ее дальше – на третий «аэродром», не прерывая рейса, и т. д. если модель не попала на территорию «аэродрома», она остается там, где совершила посадку, до очередного запуска.

Когда вновь настанет очередь полета этой модели, она должна взлететь с того места, где опустилась. Модель не должна пропустить ни одного «аэродрома». Выигрывает тот, кто первым закончит перелет.

Скоростной перелет.

Обозначьте линию старта на открытой площадке или в зале, в 50 метрах от нее – линию финиша.

Участники выстраиваются на линии старта. У каждого в руках модель. По команде все одновременно пускают свои модели вперед. Затем надо подбежать к месту посадки, остановиться и с этого места (но не на бегу) пустить модель вновь вперед (рис. 8). Выигрывает тот, чья модель первой пересечет линию финиша.

Воздушный бой.

В этой игре одновременно могут участвовать от 5 до 10 детей. Они выстраиваются в одну линию. У каждого в руках модель. Это отряд «истребителей». Лицом к «истребителям», в 8 – 10 метрах от них, становится ведущий, умеющий хорошо пускать модель. В руках у него может быть любая модель (желательно большая, сделанная из цветной бумаги, чтобы отличить от остальных). Это «бомбардировщик» или «разведчик». Задача «бомбардировщика» пролететь над «истребителями» к ним в тыл. После нескольких обманных движений ведущий пускает «бомбардировщик» над «истребителями», которые должны на лету попасть своими моделями в пролетающий над ними самолет. Попасть в летающую модель не просто. Обычно запуск «бомбардировщика» приходится повторять несколько раз. Победителем оказывается тот, кто попадет в «бомбардировщик» своим «истребителем».

Атака штурмовиков.

Штурмовиком называется военный самолет для атаки наземных целей. Разыгрывать атаку штурмовиков можно с любыми видами бумажных моделей.

Игра заключается в следующем. На земле устанавливаются 10 – 20 мишеней в виде конусов, изготовленных из бумаги. Их высота 300 – 400 мм, а ширина у основания 80 – 100 мм. Концы скрепляются клеем. Порядок расположения мишеней произвольный: в один ряд, в шахматном порядке, по окружности и т. д. расстояние между соседними мишенями 200 – 300 мм (рис. 9). Требуется за 2 – 3 полета сбить летящим самолетом наибольшее количество мишеней. Модели по очереди пускают от линии старта, отстоящей от мишеней на расстояние 8 – 12 метров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Строим летающие модели. В.С.Рожков, Москва, 1990 г.

Авиамодельный кружек. В.С.Рожков, Москва, 1986 г.

Авиационный моделизм. Н.Бабаев, О. Гаевский, С.Кудрявцев, Э.Микиртумов, Ю.Хухра, Москва, 1956 г.

Авиация в моделях. В.Л.Фетцер, Ижевск, 1992 г.

Простейшие летающие модели. С.Д.Мараховский, В.Ф.Москалев, Москва, 1989 г.

Твоя первая модель. А.П.Павлов, Москва,1979 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение …………………………………………………..2 стр.

Простейшие летающие модели…………………………5 стр.

Запуск и регулировка моделей…………………………8 стр.

Игры и соревнования с моделями……………………..8 стр.

Список литературы……………………………………..10 стр.

Информационно-электронные ресурсы:

Википедия 

ru.wikipedia.org/wiki/Википедия

Тематические сайты сети Internet.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/349381-letajuschie-modeli-iz-bumagi-1-chast