Исследовательская работа: "Бумажный самолетик: детская игрушка или всемирно значимое явление"

Российская Федерация, Забайкальский край, п. Карымское

Исследовательская работа:

Бумажный самолетик: детская игрушка или всемирно значимое явление

Автор: Родионов Никита Александрович-

обучающийся 5 «Б» класса

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №5 п.Карымское

с пришкольным интернатом»

Руководитель: учитель математики

Крупская Оксана Владимировна

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №5 п.Карымское

с пришкольным интернатом»

2021 год.

Тема: «Бумажный самолетик: детская игрушка или всемирно значимое явление».

Родионов Никита Александрович, Забайкальский край, п.Карымское,

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №5 п.Карымское с пришкольным интернатом», 5-Б класс.

Аннотация

Тема нашей работы посвящена изучению и изготовлению моделей бумажных самолетиков. Бумажный самолётик – удивительная вещь, которая совершенно не так проста, как может показаться. Ему было посвящено немало книг и научных публикаций, моделирование бумажных самолетиков до сих пор является не только одной из наиболее простых, дешевых и занимательных детских забав, но и является тем видом деятельности, которая наиболее полезна детям школьного возраста, способствующая развитию творческих и конструкторских способностей. Занятия бумажным моделированием позволяют привлечь родителей, других членов семьи обучающихся к совместной работе. Бумажные самолетики популярны во всем мире, мы узнали, что проводятся международные соревнования по длительности и дальности полета бумажной авиации, мы заметили, что все самолётики летают по-разному. Некоторые летят по прямой, другие сворачивают в сторону. У нас возник вопрос: «Почему одна и та же модель может лететь по-разному?».

Перед нами возникла проблема: зависят ли лётные характеристики бумажных самолётиков от модели самолётика? Мы выдвинули гипотезу: если изменять форму крыла, носа, хвоста бумажного самолетика, то может измениться дальность, продолжительность и скорость его полета. Объектом исследования являются бумажные модели самолетов. Предмет исследования - лётные характеристики бумажных самолётов. Цель исследования – выявление моделей самолётов, обладающих наилучшими лётными характеристиками. В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи: изучить информацию по данному исследованию; ознакомиться с различными моделями бумажных самолетов и научиться их выполнять; выяснить, что влияет на дальность и длительность полета бумажного самолета; провести эксперименты на длительность и дальность полета моделей бумажных самолетов. В своём исследовании мы использовали следующие методы: метод поиска и изучения литературы по теме; метод наблюдения; исследовательский метод; метод практической работы.

Практическая направленность работы определяется возможностью использовать знания для изготовления бумажных моделей, познакомиться с миром авиации. Материал, представленный в данной работе, может быть использован для изготовления бумажных моделей самолетов среди обучающихся 5-6 классов на уроках «Технологии», а также проведением спортивных соревнований по запуску бумажных самолетов во внеурочное время.

Тема: «Бумажный самолетик: детская игрушка или всемирно значимое явление».

Родионов Никита Александрович, Забайкальский край, п.Карымское,

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №5 п.Карымское с пришкольным интернатом», 5-Б класс.

План исследования

Чтобы раскрыть тему исследования, мы обратились к источникам информации. В энциклопедии под редакцией Свищева Г.П. рассказано, что «ведущие авиаконструкторы пользуются в своей работе бумажными самолётиками, как моделями для испытаний» [8]. Чтобы познакомиться с техникой складывания бумаги, обратились к книге по технике оригами [5], где подробно были описаны условные обозначения в схемах выполнения моделей бумажных фигур. В книге с экспериментами [3] получили информацию о самолётных соревнованиях и об успехах в этой области, которые признаёт весь мир. Чтобы познакомиться с разными видами самолётиков, их особенностями, составить сборник моделей, нашли информацию в Интернете на сайтах [11],[12],[15], [14], также в книге – сборнике схем [7]. Также пользовались видео в сети Интернет [13] с пошаговой инструкцией сборки сложных моделей. В построении самолётиков есть свои особенности, которые нужно знать каждому начинающему авиаконструктору. С этими требованиями познакомились в пособии для кружков по авиамоделизму [6]. Что нужно знать, чтобы самолётик летел далеко и долго, как выбирать модели для соревнований на скорость и время полёта, узнали из книг, с подробными инструкциями, требованиями при проведении соревнований [2], [4], [9]. Из Большой иллюстрированной энциклопедии [10] узнали, что занимаются бумажным самолётостроением и дети, свои модели самолётиков они печатают в сборниках. Ещё узнали, что в соревнованиях по запускам самолётиков, зафиксированных и записанных в книгу рекордов Гиннеса, нет русских имён. После работы с источниками информации только Интернет помог ответить на вопросы, как корректировать полёт самолётика, какие есть способы броска модели [16]. В книге [1] автор показывает различие самолётов по дальности и длительности полёта. Можем сказать, что для раскрытия темы достаточно использованных источников.

План исследования:

Найти информацию о появлении первых бумажных самолётиков.

Найти информацию, описывающую бумажные самолётики, как летательные аппараты.

Выбрать и изготовить модели бумажных самолетов. Провести испытания их в полете, с целью определения их летных качеств (дальности и точности в полете, времени в полете), способа запуска и простоты исполнения.

Провести соревнование по запуску бумажных самолётов среди 5 классов (День бумажных самолетиков).

Записать и провести мастер-класс по созданию бумажных самолетов для обучающихся 5 х классов (приложение).

Провести конкурс среди обучающихся 5 классов «Самый быстрый самолет» (приложение-фотоотчет)

Перед нами возникла проблема: зависят ли лётные характеристики бумажных самолётиков от модели самолётика? Приступая к исследованию, мы выдвинули гипотезу: если изменять форму крыла, носа, хвоста бумажного самолетика, то может измениться дальность, продолжительность и скорость его полета. Объектом исследования являются бумажные модели самолетов. Предметом исследования - лётные характеристики бумажных самолётиков. Цель исследования – выявление моделей самолётов, обладающих наилучшими лётными характеристиками. В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи: изучить информацию по данному исследованию; ознакомиться с различными моделями бумажных самолетов и научиться их выполнять; выяснить, что влияет на дальность и длительность полета бумажного самолета; провести эксперименты на длительность и дальность полета моделей бумажных самолетов.

В своём исследовании мы использовали следующие методы:

метод поиска и изучения литературы по теме;

метод наблюдения;

исследовательский метод;

метод практической работы;

анкетирование.

Практическая направленность работы определяется возможностью использовать полученные знания для изготовления бумажных моделей для того, чтобы в дальнейшем участвовать в соревнованиях по запуску бумажных самолетов, познакомиться с миром авиации. Материал, представленный в данной исследовательской работе, может быть использован для изготовления бумажных моделей самолетов среди обучающихся 5-6 классов на уроках «Технологии», а также проведением спортивных соревнований по запуску бумажных самолетов на занятиях «Физической культуры» и во внеурочное время.

Тема: «Бумажный самолетик: детская игрушка или всемирно значимое явление».

Родионов Никита Александрович, Забайкальский край, п.Карымское,

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №5 п.Карымское с пришкольным интернатом», 5-Б класс.

Научная статья

Все люди делали и запускали когда-нибудь бумажные самолетики, казалось бы, что из этого может получиться? Но, тем не менее, бумажные самолетики становятся популярными во всем мире. Проводятся международные соревнования по длительности полета бумажной авиации, придумали специальное название – аэрогами. Что же могло этому способствовать? Что предшествовало развитию популярности бумажной авиации? Что значит она для общества: простое хобби или всемирно значимое явление?

Актуальность работы: работа интересная и познавательная. Бумажные самолетики играли и играют до сих пор немаловажную роль в жизни человека. Они служат прототипами и макетами уже существующих самолетов и истребителей. Бумажные самолетики до сих пор применяются для изготовления макетов самолетов. Изучая различные источники информации, мы заметили, что эти самолётики летают по-разному. Некоторые придерживаются прямой траектории, другие сворачивают в сторону. У нас возникли вопросы: «Что заставляет одну и ту же модель лететь по-разному?». Поэтому решили исследовать летательные свойства различных моделей бумажных самолётов.

Мы начали искать информацию по этому вопросу. И узнали, что прославленный конструктор Андрей Николаевич Туполев начинал свой путь в большую авиацию еще со школьной скамьи с постройки и запуска простейших летающих моделей бумажных самолетиков.

ГЛАВА I. ЧТО ТАКОЕ БУМАЖНЫЕ САМОЛЕТИКИ?

1.1 История создания бумажных самолетиков

Сегодня бумажные самолеты делают не только дети, но и серьезные авиастроительные компании — инженеры и дизайнеры.

Бумажный самолёт (самолётик) — игрушечный самолет, сделанный из бумаги.

Эта игрушка популярна из-за своей простоты — изготовить её просто даже новичку в искусстве складывания бумаги. Простейший самолётик требует лишь несколько шагов для полного сложения. Также бумажный самолётик можно сложить из картона.

Использовать бумагу для создания игрушек, как полагают учёные, начали 2000 лет назад в Китае, где изготовление и запуск воздушных змеев были популярной формой времяпровождения. Хотя это событие можно рассматривать как исток современных бумажных самолётов, невозможно с уверенностью сказать, где точно произошло изобретение воздушного змея; по мере течения времени появлялись всё более красивые конструкции, а также виды змеев с улучшенными скоростными и/или грузоподъёмными характеристиками.

В 15 веке Леонардо да Винчи писал об использовании бумаги для создания моделей орнитоптера (летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц)

Использовать бумагу для полетов решили и братья Монгольфье — Жозеф-Мишель и Жак-Этьенн. Именно они изобрели воздушный шар и использовали для этого бумагу. Произошло это в 18-м веке.

Ещё в 1754 г. М. В. Ломоносов сконструировал и построил одну из первых авиамоделей – вертолёт. В 1876—77 гг. А. Ф. Можайский создавал модели самолёта и демонстрировал их полёты. На моделях он изучал основы полёта, исследовал поведение отдельных элементов конструкции, на основании чего построен первый в мире самолёт. Попытки изготовить игрушечный самолетик из бумаги впервые были зарегистрированы в 1909 году, на Британских островах. Подобная конструкция описывалась в одном из журналов, посвященных досугу. Однако это была все же клееная конструкция со вставками из плотного картона. Применение авиамоделей помогло Н. Е. Жуковскому открыть законы движения тел в воздухе. Он первый организовал соревнования летающих моделей 2 января 1910 г. в Москве, на которых лучшая модель пролетела 170 м.

Простейший самолётик из бумаги, который для своего складывания требует лишь шесть операций, был изобретен известным авиаконструктором Джеком Нортропом в 1930 году.. Знакомый с японским искусством оригами, известный инженер крайне заинтересовался возможностью создания по такой схеме модели самолёта. Даже самая простая модель самолета — это самолет в миниатюре со всеми его свойствами. Многие известные авиаконструкторы начинали с увлечения авиамоделизмом. Чтобы построить хорошую летающую модель, нужно немало потрудиться. Джек Нортроп – американский авиационный инженер и промышленник использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов. Он сконцентрировался на разработке «летающих крыльев», которые он считал следующим этапом развития авиации.

У бумажного самолётика, как у модели, имелось множество преимуществ. Его легко было изготовить в любых необходимых количествах при фактически нулевых затратах на материалы и на работу. Так как бумажный самолётик был чрезвычайно прост и доступен в изготовлении, довольно быстро эта забава завоевала весь мир. В Соединенных Штатах Америки довольно популярны соревнования конструкторов бумажных самолётиков, которые привлекают не только детей, но и взрослых людей . Кен Блэкберн, мировой рекордсмен, создал модели, которые били рекорды по дальности и времени полета, доказал о том, что маленький самолетик – это точная копия большого. Кен Блэкберн впервые познакомился с конструкцией бумажных самолетиков в возрасте 8 лет во время посещения любимой авиационной секции. И заметил, что самолеты с большим размахом крыла летают лучше и выше обычных самолетов-дротиков. Экспериментируя на протяжении многих лет с различными моделями базового самолета, сделанного из квадратного листка бумаги, он узнавал о понятиях, с которыми не сталкивается большинство людей. Например, он делал дырочки в крыльях, чтобы воздух не «прилипал» к поверхности крыла; позже крошечные отверстия были заменены горизонтальными складками крыла, которые, в конечном счете, уступили место диагональным складкам. Самолетик «Планер», хоть и выглядит совершенно неуклюжим, хорошо планирует, поэтому на чемпионате мира пилоты из некоторых стран запускали его на самое долгое время полета. Мировой рекорд планирования сейчас 27,6 секунды. Его установил Кен Блэкберн .

Плотный самолетик-дротик с узкими крыльями был фаворитом чемпионата мира — 2012. Именно с таким самолетиком пилот из Чехии Томаш Бек занял первое место.

Таким образом, бумажные самолётики были придуманы очень давно, но самый простой самолётик, который мы все знаем, был изобретён известным авиаконструктором ещё в 1930 году, также множество других с разными лётными качествами. Самолёт «Планер» на чемпионатах мира занимал 1 место на самое долгое время полёта. Самолёт – дротик – 1место на долгое расстояние.

В 1930-х годах, английский художник и инженер Уоллис Ригби спроектировал свой первый бумажный самолет. Эта идея показалась интересной нескольким издательствам, которые начали с ним сотрудничать и публиковать его бумажные модели, которые довольно просто было собрать. Стоит отметить, что Ригби старался делать не просто интересные модели, но и летающие.

В начале 20-го века, журналы, рассказывающие о летательных аппаратах, использовали изображения бумажных самолетов для объяснения принципов аэродинамики. В своем стремлении построить первый летательный аппарат, способный перевозить человека, братья Райт использовали бумажные самолеты и крылья в аэродинамических туннелях. Полёт Братьев Райт ознаменовал собой рождение воздушного транспорта - нового, загадочного и неизвестного. Появление возможности двигаться по воздуху стало символом XX века. С тех пор прошло более ста лет.… За это время самолёт из опасного развлечения превратился в надёжный и быстрый вид транспорта, многократно сокративший расстояния между городами, странами и континентами. С 10-х годов ХХ столетия практически все мировые державы стали уделять самолётостроению огромное внимание. Образовалось несколько школ авиастроения и воздухоплавания, многие машиностроительные заводы начали выпуск аэропланов. Первая мировая война стала «ускорителем» развития авиации: за эти четыре года появились боевые самолёты, определившие перерождение неуклюжих «птенцов» в машины, обладавшие вовсе уже «не игрушечными» тактико-техническими характеристиками. Самолёт стал способен не только нести вооружение, но и гораздо быстрее, чем поезд или корабль, перевозить на значительные расстояния пассажиров и грузы. Так авиация зародилась. Ведущие авиаконструкторы всего мира использовали в своей работе бумажные самолётики как модели для испытаний: Англия - Сэр Джеффри Де Хевилленд (1882-1965), Реджинальд Джозеф Митчелл (1895-1937). Германия - Курт Танк (1898-1970). Италия - Бартини Роберт Людовигович (1897-1974). США - Дональд Уиллс Дуглас (1892-1981)

Также в развитие мировой авиации огромный вклад внесли выдающиеся советские авиаконструкторы: Яковлев А.С. (1906-1989), Сухой П.О. (1895-1975), Антонов О.К (1906-1984), Ильюшкин С.В. (1894-1977), Новожилов Г.В. (1925-2019), Туполев А.Н. (1888-1972), Микоян А.И. (1905-1970), Бериев Г.М. (1903-1979), Мясищев В.М. (1902-1978), Поликарпов Н.Н. (1892-1944), Лавочкин С.А. (1900-1960), Петляков В.М. (1891-1942). Трудом этих талантливых инженеров была создана самая разнообразная авиатехника, которая сделала нашу страну великой авиационной державой. Отечественные самолёты и вертолёты широко известны во всём мире. На машинах, сконструированных в Советском союзе, установлены сотни мировых рекордов.

В тяжелые годы Великой Отечественной войны коллективы конструкторских бюро под руководством советских авиаконструкторов С.В Ильюшина, П.И. Сухой, А.С. Яковлева, С.А. Лавочкина, В.М. Петлякова, А.И. Микояна, А.Н. Туполева смогли выполнить сложную задачу – создать, испытать, организовать крупносерийное производство самолётов различных типов – от истребителей и штурмовиков до пикирующих и средних бомбардировщиков, не уступающих, а зачастую и превосходящих по некоторым боевым характеристикам авиацию врага.

Во время Второй мировой войны, правительства многих государств ограничивали использование таких материалов, как пластик, металл и дерево, так как они считались стратегически важными. Бумага стала общедоступной и очень популярной в индустрии игрушек. Именно это сделало бумажное моделирование популярным.

В СССР бумажное моделирование было также очень популярно. В 1959 году вышла в свет книга П. Л. Анохина "Бумажные летающие модели". В итоге, эта книга, на многие годы стала очень популярной среди моделистов. В ней можно было узнать об истории самолетостроения, а также о бумажном моделировании. Все бумажные модели быль оригинальными, к примеру, можно было найти летающую модель из бумаги самолета "Як".

Самый большой размах крыльев бумажного самолета составляет 12, 22 см. Самолет с такими крыльями смог пролететь почти 35 метров. Такой самолет был сделан группой студентов с Факультета авиа- и ракетостроения из Политехнического института в Дельфте, Нидерланды. 

Самый дорогостоящий бумажный самолет был использован в космическом челноке во время очередного полета в космос. Одной лишь стоимости топлива, использованного для доставки самолета в космос на челноке, достаточно, чтобы назвать этот бумажный самолет самым дорогим.

Самый маленький бумажный оригами-самолетик был создан под микроскопом господином Наито из Японии. Он сложил самолетик из листа бумаги размером 2,9 кв. миллиметра. После изготовления, самолетик был помещен на кончик швейной иглы.

Соревнования по пусканию бумажных самолетиков обычно проходят в двух категориях: дистанция и время планирования.

Кстати, в Книгу рекордов Гиннесса даже занесен официальный рекорд по длительности полета бумажного самолетика. Его впервые установил в 1983 году, а затем удерживал в течение многих лет авиационный инженер Кен Блэкберн родом из Калифорнии.

Первый рекорд Блэкберна составил 16,89 с. Затем в 1987 году был зафиксирован его рекорд в 17,2 секунды, а в 1994 году — 18,8 секунды. Далее в 1996 году Блэкберн потерял рекорд и вновь установил его только в 1998 году. Это произошло 8 октября на стадионе Georgia Dome, Блэкберну удалось запустить свой бумажный самолетик в полет на 27,6 секунды.

В 2009 году рекорд Кена Блэкберна побил глава Ассоциации оригами-самолетов Японии Такуо Тода с результатом в 27,9 с. Если же говорить о дальности планирования бумажных самолетиков, то здесь официальный мировой рекорд принадлежит американцу Джо Аюбу, который в 2012 году запустил бумажный самолетик, спроектированный Джоном Коллинзом, на 69,14 м.

Самый продолжительный полет бумажного самолета состоялся 19 декабря 2010 года, и был запущен он японцем Такуо Тода (Takuo Toda), который является главой Японской ассоциации самолетиков-оригами. Длительность полета его модели, запущенной в городе Фукуяма, префектура Хиросима, составила 29,2 секунды.

А вот самый большой в мире самолет из бумаги запустили в 2015 году в Канаде. Он был 14 м в длину и 8 м в ширину и официально вошел в Книгу рекордов Гиннесса. Чтобы запустить этот самолет, его подняли в воздух на настоящем вертолете.

Международный день бумажных самолетиков отмечается ежегодно 26 мая.

ГЛАВА II. ИСПЫТАНИЯ БУМАЖНЫХ САМОЛЁТИКОВ

2.1 Сбор информации о моделях самолётиков

а) Самолёт «Меченосец»

Молниеносный сверхзвуковой самолёт. Самый быстрый самолётик. Его остроконечное исполнение уже подразумевает скорость полёта. Исполнение данной модели требует высокой точности исполнения загибов на листе бумаги, она должна получиться симметричной. 

б) Самолёт «Скат»

Самая загадочная модель, её морской стиль привлекает внимание. Изготовление данного бумажного самолёта является довольно сложным, с точки зрения технологии сборки.

в) Самолёт «Соколиный глаз»

Модель не очень быстрого, но довольно оригинального по своему дизайну и конструкции самолёта. Простой на вид, но сделать его сможет человек с умелыми руками.

г) Самолёт «Быстрый»

Самая быстрая модель самолёта из бумаги. Лидер скорости и мощи дизайна. Несмотря на то, что данная модель самолётика выполнена из бумаги, он может преодолеть значительное расстояние по воздуху.

д) Самолёт «Пиранья»

Очень скоростная модель из бумаги. Показывает крутые виражи. Его остроконечное исполнение и поднятые крылья подразумевает скорость полёта. Исполнение модели является довольно трудоёмким занятием и требует точности исполнения загибов на листе бумаги.

е) Бумажный самолётик «Ястреб»

Самая распространённая модель самолёта из бумаги, прост в изготовления. Причём скоростные показатели полёта, не уступают и более мощным моделям. Главная задача при изготовлении данной модели бумажного самолётика, это соблюсти точную симметрию крыльев.

ж) Самолёт «Золотое жало»

Эта модель бумажного самолётика имеет самую широкую площадь крыльев, за счёт этого она может планировать с минимальным уклоном очень продолжительное время. Изготовление данной модели самолётика из бумаги не представляет особой сложности, однако, требуется очень точная симметрия крыльев.

з) Самолёт «Зелёный тигр»

Стратегический бомбардировщик дальнего действия. Его внешний вид вызывает заслуженное уважение. Загнутые сверху крылья придают данной модели законченный внешний вид и позволяют так же увеличить скорость полёта. Стремительное перемещение в пространстве даёт ей жизнь.

и) Самолёт-истребитель «Стилет»

Его скорость и плотность конструкции позволяет даже идти на таран, благодаря специальной конструкции носовой части. Плотна не только носовая часть, но и вся конструкция самолёта.

Таким образом, перед нами совершенно разные самолётики. У них разные крылья, носы и хвосты. И уже по описанию видим, что лётные характеристики меняются. Это даёт нам возможность выбрать самолёт для испытаний. Мы поняли, что с узким острым носом, загнутыми вверх узкими крыльями, будем брать на дальнее расстояние. С широкими крыльями, тупым носом – на большее время в полёте. Это даст нам возможность проверить гипотезу.

2.2 Оценка сложности сборки моделей разных видов

Таблица 1. Схемы сборки моделей

Таблица 2. Оценка по сложности сборки моделей

Таким образом, собирать модели не просто, как кажется, на первый взгляд. Из этих моделей самой сложной по выполнению была модель «Пиранья». Помощь оказывали родители. После этого мы смогли сами собирать более сложные модели. Разобраться со схемой выполнения модели было достаточно трудно всем, приходилось переделывать по несколько раз, тем самым сгибы на бумаге были неровными, и нужно было все начинать сначала. Мы поняли, что при сборке моделей очень важно симметрично выполнять сгибы, это требует определенной сноровки и навыков. Самыми простыми в выполнении были модели «Ястреб» и «Золотое жало». Модели «Скат» и «Золотое жало» имеют одинаковое начало выполнения по схеме, но отличаются выполнением носа самолётика.

3. Практическая часть. Первые эксперименты.

Эксперимент 1: определить зависимость дальности полета бумажного самолетика от модели и способа запуска

Таблица 3. Зависимость дальности полета от моделей и способа запуска

Таким образом: очень много зависит от способа запуска моделей, его для каждой модели приходилось подбирать индивидуально. Модели «Планер», «Меченосец», «Стрела», «Феникс» с острым носом нужно бросать рывком. Лучше всех вела себя при запуске на дальность полета модель «Стрела». Чтобы отправить этот самолет на максимальную дистанцию, нужно как можно сильнее бросить его вперед и вверх под углом примерно 45ᴼ. Она летела прямо, красиво, поднимаясь вверх и плавно опускаясь на пол. Модель «Пиранья» с первой попытки могла подвести, потому что выполняла при неправильном броске крутые виражи. Самой сложной по запуску оказалась модель «Рекордсмен», пока мы не поняли, что рывком её запустить нельзя, модель летела то назад, то вперёд. Для этой модели подошёл способ запуска вверх и плавно.

Эксперимент 2: выбор размера бумаги для выполнения моделей

Модель «Меченосец» была выполнена из разных видов бумаги (А4 и А3)

Таблица 4. Выбор бумаги

Средняя скорость модели: 3,6м/с. Средняя дальность полета: 6,8м. Средняя продолжительность полета: 1,9сек.

Средняя скорость модели из бумаги формата А4: 3,2м/с. Средняя дальность полета: 4,8м. Средняя продолжительность полета: 1,5сек.

Средняя скорость модели из бумаги формата А3: 3,9м/с. Средняя дальность полета: 9,3м. Средняя продолжительность полета: 2,4сек.

Из-за своей сложной формы модель оказалась не очень устойчивой в полете. Прямолинейного полета от этой модели добиться оказалось трудно. Хотя модель из бумаги формата А4 показала один из лучших результатов среди самолетов такого размера.

Из сводной таблицы видно, что более тяжелые модели из бумаги А3 превышают такие же модели из бумаги А4 по параметрам: скорость и дальность полета. Эту закономерность можно объяснить тем, что движущая сила, а без двигателя - это сила инерции зависит от массы самолета, чем больше масса, тем больше инерция.

Эксперимент 3: сравнить лётные качества трёх моделей простейшего самолёта с небольшими изменениями в последовательности складок.

Модель № 1

Модель №2.

Модель №3.

Таким образом, изменяя последовательность выполнения складок у классических моделей самолёта, меняется дальность полёта. 1 модель:1м. 2 модель:2 м 50 см. 3 модель:3 м 90 см.

Эксперимент 4: на модели «Планер» изучим лётные качества, изменяя элементы модели.

Таблица 5. Летные качества «Планера»

Таким образом, уплотнение носа ведёт к увеличению дальности полёта модели. Рули поворота приводят к поворотам налево и направо. Когда отогнём крылья, у самолёта появляются стабилизаторы, и он полетит ровнее. Хвост обеспечивает волнообразный полёт.

4. Анкетирование одноклассников

Имея столько интересной информации, нам захотелось узнать, а что знают ребята о бумажных самолетах. Для этого нами была проведена анкета среди обучающихся 5 класса «Б». Ребятам было предложено 5 вопросов:

1) Знаете ли вы что такое аэрогами?

2) Пробовали ли вы когда-нибудь изготовить бумажный самолетик?

3) Знаете ли вы, какая сила заставляет взлететь бумажный самолетик, а какая тормозит его?

4) Знаете ли вы как заставить самолетик повернуть после запуска?

5) Знаете ли вы как заставить самолетик резко взмыть вверх или спикировать вниз после запуска?

На первый вопрос никто из ребят не ответил правильно, хотя двое были близки к истине.

На вопрос: «Пробовали ли вы когда-нибудь изготовить бумажный самолетик?» почти все ответили утвердительно, лишь двое никогда не делали самолетиков.

На вопрос: «Знаете ли вы, какая сила заставляет взлететь бумажный самолетик, а какая тормозит его?» никто из ребят не знал ответа.

На вопрос: «Знаете ли вы как заставить самолетик повернуть после запуска?» ребята выдвинули различные предположения, но только один оказался прав.

Вопрос: «Знаете ли вы как заставить самолетик резко взмыть вверх или спикировать вниз после запуска?» тоже не оставил ребят равнодушными и некоторые попытались угадать ответ, но никто правильно не ответил.

Проанализировав ответы учащихся и, сопоставив их с тем, что известно об аэродинамике и бумажных самолетиках, мы пришли к выводу, что нужно рассказать ребятам об удивительном мире авиации бумажных моделей самолетов и научить моделировать бумажные самолетики. Мы смонтировали видеоролик, запустили его в классных чатах, а затем провели конкурс среди обучающихся 5 классов «Самый быстрый самолет»

5. Советы юным авиаконструкторам

Сделав большое количество самолётиков, запуская их в очередной раз, мы накопили опыта и можем давать советы :

Для бумажного самолетика длинные крылья не нужны, поскольку они утяжеляют его.

Идеальный самолетик должен быть длинным и узким, как стрела, тогда он пролетит большее расстояние.

Бумага должна быть сложена так, что нижняя поверхность самолетика была ровной и горизонтальной, тогда увеличится дальность полета.

Маленькие поверхности крыльев, сделанных из двух или нескольких слоев сложенной бумаги, лучше сохраняют форму при скоростном запуске.

Если передвинуть крылья вперед, можно сочетать в одной конструкции наиболее ценные характеристики бумажного самолетика.

Лучшие лётные характеристики у моделей, центр тяжести, которых смещен к носу.

Чем легче материал, тем лучше будет летать авиамодель.

Сгибы следует делать ровными и тщательно проглаживать, соблюдая симметрию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наша задача не просто собрать из бумаги самолёт, а сделать так, чтобы он летал долго и далеко. В результате исследования, после проведённых экспериментов, мастер-класса, соревнования, цель «выяснить, какая из моделей самолётов обладает наилучшими лётными характеристиками» достигнута. В ходе эксперимента, выдвинутая нами гипотеза о том, если изменять форму крыла, носа, хвоста бумажного самолетика, то может измениться дальность, продолжительность и скорость его полета, подтвердилась: наилучших скоростных характеристик и устойчивости полёта достигают самолеты с острым носом и узкими длинными крыльями, а увеличение размаха крыльев позволяет существенно увеличить время полёта планера. В ходе экспериментов выяснили, что, для того чтобы запустить самолет на максимальную дистанцию – нет стандартного подхода. Для каждой модели пришлось находить свой способ. Самолёты, похожие на дротики, нужно как можно сильнее бросить вперед и вверх под углом ≈ 45ᴼ. Модели, которые предназначены для планирования, приходилось запускать почти горизонтально или под небольшим углом вниз.

Мы достигли цели и выполнили все поставленные задачи. Проведённый мастер-класс, показал, что от формы крыла зависят лётные характеристики. Мы доказали своё предположение, гипотеза подтвердилась.

Перспектива: в будущем можно провести эксперимент, выполняя модели самолетов из различных видов бумаги, чтобы выбрать самый оптимальный вариант и доказать, что на полет бумажного самолета, кроме законов аэродинамики, влияют и свойства бумаги из которой она выполнена.

В ходе соревнования максимальную дальность полёта показала модель «Немеза» 12 м и «Планер» 10 м. из бумаги А4. Также выяснилось, что самой большой длительностью полёта обладает модель «Ворон» 4, 28 с.

Столкнувшись с трудностями при исследовании обычных бумажных самолётов, теперь понимаем, как сложно работать авиаконструкторам, да и запускание в небо бумажных самолётиков уже не кажется простой детской забавой, оказывается, и в этой области можно добиться успехов, которые признаёт весь мир. Несколько таких достижений записано в знаменитой книге рекордов Гиннеса. Мировой рекорд дальности полёта бумажного самолёта был установлен Тони Фелч (США) 21 мая 1985 г. Его самолёт пролетел 58 метров 80 сантиметров. Рекордсменами других стран являются: Энди Карри (Англия) - 31,7 м, Мартин ван Гелдер (Нидерланды) - 19,8 м, Санни Анг (Австралия) - 17,4м, Сади Санделл (Швеция) - 14,6 м, Алан Жоржео (Франция) - 8,54 м. Зафиксированный и записанный в книгу рекордов Гиннеса мировой рекорд продолжительности полёта был установлен 28 июля 1996 г. Крисом Эджем и Энди Карри. Их самолёт продержался в воздухе 20,9 секунды! Рекорд для Австралии пока держит Санни Анг - 11,4 сек., для Швеции - Дино Андреоцци - 8,1 сек. Как видите, пока в этом списке нет российских имен. Однако это дело наживное! Ведь можно прямо сейчас попробовать свои способности в этом виде соревнований.

Список литературы

Антонов О.К., Патон Б.И. Планеры, самолеты. Наук. Думка, 1990. – 503 с.

Афонькин С. Бумажные летающие модели. С-Петербург, изд-во Участие, 1993 г.-20 с.

Большая книга экспериментов для школьников. – М.: «РОСМЭН-ПРЕСС», 2007.- 456 с.

Бумажные самолетики. – М.: // Новости космонавтики. – 2008.- 16 с.

Вье Оливье. Оригами: самолеты из бумаги. - М., Просвещение, 2007.-34 с.

Микортумов Е.Б., Лебединский М.С. Авиамоделизм; Сборник статей. Пособие для руководителей авиамодельных кружков. – М.: Учпедгиз, 1960. – 144 с.

Никулин А. П. Сборник лучших моделей из бумаги. М.: Терра, Книжный клуб, 2005.- 68.

Свищев Г.П. Авиация: энциклопедия. – М.: «РОСМЭН-ПРЕСС», 2007.- 348 с.

Твори, выдумывай, пробуй!./ Сост. М.С. Тимофеева. – М.: Просвещение,1981.-111с.

Хочу всё знать! Большая иллюстрированная энциклопедия интеллекта. 2008г.-234 с.

Сайты в Интернете:

11. Модели бумажных самолётиков – 21 штука! http://www.tavika.ru/2012/04/21.html

12.Как складывать самолётик из бумаги? http://iz-bumagi.com

13. Как сделать бумажный самолётик http://bebi.lv/

14.Как сделать бумажный самолётик, который долго летает http://prostochek.ru

15.Бумажный самолёт http://just-kids.ru

16. Как и когда появились первые самолётики из бумаги http://opodelki.ru

17. ПОЧЕМУ И КАК ВОЗНИКАЕТ ПОДЪЕМНАЯ СИЛА http://www.masteraero.ru/lp-2.php

18. ДОСУГ / Самолеты из бумаги http://www.tvoyrebenok.ru/samolet-iz-bumagi.shtml

19. Интересные факты про бумажные самолетики http://www.infoniac.ru/news/Interesny-fakty-pro-bumazhnye-samoletiki.html