автор: Якименко Богдан объединение «Авиационный моделизм»
Руководитель: Думенек Виктор Львович
педагог дополнительного образования ГБУ ДО ДТ «Измайловский» г. Санкт-Петербург
«Модель вертолёта»
Государственное бюджетное учреждение дополнительного образования
Дом творчества «Измайловский»
Адмиралтейского района Санкт-Петербурга
Отдел шахмат и техники
Исследовательский проект на тему:
«МОДЕЛЬ ВЕРТОЛЁТА»
Выполнил:
Обучающийся объединения
«Авиационный моделизм»
Богдан Якименко, 12 лет
Куратор проекта:
Педагог дополнительного
образования Думенек В.Л.
Санкт-Петербург, 2021
«ИСТОРИЯ ВЕРТОЛЁТА»
Целью проекта было создание летающей модели вертолёта, используя разные материалы. Для этого надо было решить следующие
задачи: изучить историю создания вертолёта; узнать о типах вертолётов; изучить строение вертолёта на примере модели; изучить схемы и конструкторские чертежи; обобщить свой опыт и сделать выводы о качествах, которые необходимы при создании летающих моделей.
За время реализации проекта создано 2 летающих модели.
Объект исследования: полёт вертолета
Предмет исследования: причины, влияющие на полёт вертолета.
Методы исследования:
- Анализ прочитанной литературы.
- Проведение и описание опытов.
- Обобщение результатов исследования.
Гипотеза:
Я предполагаю, что смогу изготовить модель вертолета, которая позволит мне опытным путем доказать летательные свойства вертолета.
2 слайд Прототип вертолёта
Впервые прототип вертолета появился в Китае, примерно в 400-х годах нашего столетия. Он представлял собой палочку с небольшим пропеллером. Для того чтобы полетела конструкция необходимо было зажать в ладонях палочку и несильно ее крутануть. В итоге игрушка взмывала в воздух, но держалась недолго, быстро падала.
3 слайд Аппарат Леонардо да Винчи
Позднее в 1475 году известный художник из Италии Леонардо да Винчи нарисовал рисунок, который был связан с замыслом создания вертолета. На картине изображался проект аппарата, способный взмывать вверх в вертикальном положении при помощи пропеллера, который начинал работать благодаря силе мускулов человека. Спиралевидное крыло из полотна, по мысли Леонардо, должно было поднимать машину так же, как винт вертолета.
Однако в то время еще не изобрели двигатель, способный поднять подобный аппарат. Леонардо не догадывался, что геликоптер был бы неуправляемым, а двигатель вращал бы аппарат в противоположную движению винта сторону.
4 слайд Рабочий аппарат Ломоносова
Предшественником вертолета стала аэродинамическая машина, изобретенная Ломоносовым в 1745 году. Ученый построил и испытал изобретение сам.
Михаил Васильевич Ломоносов разработал летательный аппарат вертикального взлёта — первый прототип вертолёта с двумя винтами. Этот летательный аппарат создавался для метеоисследований. Он должен был измерять на разных высотах температуру, давление и другие показатели.
Ломоносов назвал изобретённую им машину аэродромической [воздухобежной]. Она должна была взлетать с помощью крыльев, которые движутся горизонтально в различных направлениях с помощью силы пружины. Такие пружины обычно бывают в часах с заводом. Как только пружина заводилась, машина поднималась в высоту.
Так же Ломоносов разрабатывал модель машины, которая бы, поднимаясь вверх сама, могла поднять с собою маленький термометр, чтобы узнать температуру воздуха в верхних слоях. Эта машина не была доделана до конца.
В модели Ломоносова можно узнать множество основных элементов современного летательного аппарата.
5 слайд Первый полёт на вертолёте
В следующий раз к идее создать вертолет вернулись в 1875 г, это были ученые из Франции. Параллельно с ними разработкой вертолета занималось множество инженеров. Так 13 ноября 1907 года владелец велосипедной мастерской француз Поль Корню совершил первый в мире официальный полет на вертолете, который он сам спроектировал и построил.
Как видно на снимке, вертолет Корню имел продольную схему с двумя воздушными винтами диаметром 6 метров. Корпус вертолёта сделан из стальных труб. Двигатель мощностью в 24 лошадиные силы.
6 слайд Вертолёт Сикорского
Игорь Иванович Сикорский – выдающийся авиаконструктор, учёный, изобретатель, один из пионеров авиастроения. Корпус его вертолета представлял собой ферму из стальных труб с открытой кабиной для пилота, мощность двигателя составляла 75 лошадиных сил.
В мае 1941г. вертолёт Сикорского побивает мировой рекорд по продолжительности полета — 1час 32 минуты.
Слайд 7 Первый серийный вертолёт
В 1948 году, впервые в воздух поднялся вертолет Ми-1, ставший первым серийным советским вертолетом. Разработанный в конце 1940-х годов в конструкторском бюро Михаила Миля, вертолет серийно выпускался до 1960 года.
За свою историю КБ спроектировало 13 основных моделей вертолетов и более 200 их модификаций, в том числе и самый популярный многоцелевой вертолет Ми-8.
Слайд 8 Современные вертолёты
Руководство «Вертолетов России» активизирует работы по созданию вертолетов новых типов и модернизации существующих.
Победителем конкурса на новый армейский вертолёт было признано Конструкторское бюро «Камова» с вертолётом Ка-50. Машина получилась интересной и перспективной. Впервые в мире было установлено катапультное кресло пилота с отстрелом лопастей перед катапультированием.
Соосная схема позволила обеспечить вертолёту великолепную маневренность и высокую скороподъёмность. Эффектный внешний вид и броское название «Чёрная акула» быстро сделали Ка-50 известным в России и за рубежом, где он получил название «Оборотень».
Вертолеты применяются во многих сферах нашей жизни, но самое масштабное они получили в вооруженных силах.
Слайд 9 Силы действующие на вертолёт в полёте
При горизонтальном полете с постоянной скоростью на вертолет действуют следующие основные силы:
У — тяга несущего винта;
X — аэродинамическое сопротивление;
G — сила тяжести вертолета и тяга рулевого винта,
уравновешивающая на плече реактивный момент.
Вертолет создает подъемную силу за счет вращения винта, в отличие от самолета, у которого подъемная сила создается поступательным движением аппарата.
Воздух обтекает лопасти вращающегося винта вертолета. Поскольку для создания подъемной силы не имеет существенного значения, создается ли движение путем перемещения всего аппарата или перемещением одного крыла относительно воздуха, то и основной принцип появления данной силы неизменен.
Иными словами, лопасть винта вертолета представляет собой аналог крыла самолета, у которого верхняя часть более «выпуклая», чем нижняя — для эффекта Бернулли.
Кроме того, как и крыло самолета, лопасть винта вертолета образует определенный угол атаки с горизонталью. Это делается для того, чтобы сила сопротивления воздуха при движении лопасти давала составляющую, направленную вверх.
Винт воздействует на воздух с той же силой, с какой воздух действует на винт. Это приводит к движению воздуха. Движение воздуха направлено сверху вниз. Получается, что вертолет как бы висит на воздушных струях.
Слайд 10 Модель вертолёта
Для участия в проекте я подготовил две резиномоторных модели вертолёта.
Для изготовления модели мне понадобились следующие материалы и инструменты:
- Пенопласт т. 2 мм;
- Сосновые рейки;
- Стальная проволока диаметром 0,6 мм;
- Нитки и клей ПВА;
- Липовый шпон (для лопастей винта);
- Резиновая нить для мотора;
- Плоскогубцы, рубанок, напильник, наждачный брусок.
Изготовление модели:
- Вырезал из пенопласта и склеил корпус модели;
- Ступица винта (самая главная деталь вертолёта) сделана из дерева, края имеют наклон (для установки лопастей);
- Сделал лопасти вертолёта из шпона и склеил их на ступице;
- Установил стальную ось в винт и закрепил винт в корпусе вертолёта;
- Резиномотор сделал из 3-х нитей резины.
Вертолёт готов.
Запуск модели:
Изучая теоритический материал, я выяснил, что вертолёт поднимается вверх за счет движения лопастей винта, поэтому для эксперимента я взял воздушный винт без наклона лопастей и закрутил резиномотор на 100 оборотов. Вертолёт не поднимаясь стал опускаться вниз.
Когда я запустил вертолёт с «правильным» воздушным винтом (с наклоном лопастей), он поднялся вверх, пролетел некоторое время и медленно опустился вниз.
Вывод: этот опыт доказывает, что именно воздух, загребаемый лопастями выталкивает вверх вертолёт, создавая аэродинамическую силу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучая принципы полета и строение вертолета, я понял, почему вертолет летает: двигатель запускает винт который, загребая воздух, создает отталкивающую силу и вертолет отрывается от земли. Я доказал опытным путем, что вертолет поднимается вверх за счет аэродинамической силы и двигается за счет лопастей.
Изучая историю создания вертолета, я проследил за ходом развития от игрушки до первого лопастного летательного аппарата совершившего полет. Узнал имена знаменитых конструкторов и инженеров, которые работали над созданием вертолета. Узнал, что такое аэродинамическая сила и как она влияет на полет вертолета.
