Στο παρελθόν, τα μοντέλα αεροσκάφων μου έπαψαν να πλέουν πάντα με απότομη απότομη κορυφή. Ο σχεδιασμός που περιγράφεται εδώ λύει αυτό το πρόβλημα με ελαφρύ αλουμινένιο γρανάζι που λειτουργεί σαν κιβώτιο προσγείωσης. Αυτή η προστασία είναι κατάλληλη μόνο εάν ξεκινήσετε το αεροσκάφος σε εξωτερικούς χώρους ή σε ένα μεγάλο, ευρύχωρο δωμάτιο.
Σχέδιο μαθήματος:
Δυσκολία: 3.5 / 5
Προετοιμασία: 2/5
Κατασκευάστηκε: 1/5
Καθαρισμός: 1/5
Προπαρασκευαστικές εργασίες:
Αναδιπλώστε και κόψτε τα φύλλα από χαρτόνι κατά το ήμισυ.
Πείτε στους μαθητές σας ότι θα κατασκευάσουν ένα αεροπλάνο που μπορεί να απογειωθεί από το έδαφος ή από το τραπέζι, να πετάξει τουλάχιστον 5 μέτρα και να προσγειωθεί ομαλά. Δεδομένου ότι πρόκειται για ένα αρκετά απλό έργο, συμβουλεύω τουλάχιστον εν μέρει να το κάνω το μοντέλο μαζί με τους μαθητές, δείχνοντας σε αυτά τα βασικά σημεία της συνέλευσης στη διαδικασία. Υπάρχουν πολλά βήματα σε αυτό το master class, οπότε προσπαθήστε να αποκλίνετε λιγότερο από το σχέδιο. Η κύρια εργασία περιγράφεται στα βήματα 2-6.
Σκοπός της μελέτης:
Κατά τη διάρκεια της προφορικής διάλεξης, οι μαθητές θα μάθουν τέσσερις βασικές έννοιες στην αεροπορία: ανελκυστήρα, αξονική πίεση, σταθερότητα και βάρος.
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών του αεροσκάφους τους και της ανάλυσης των αποτελεσμάτων, οι μαθητές θα μπορούν να συζητούν πιθανές ελλείψεις και τρόπους αντιμετώπισής τους με τον δάσκαλο. Οι μαθητές θα μπορούν να αλλάξουν τα μοντέλα τους και να επαναλάβουν ξανά τη διαδικασία.
Μόλις οι φοιτητές κατορθώσουν να κατασκευάσουν όμορφα μοντέλα ενός αεροσκάφους με έλικα, θα είναι σε θέση να περιπλέξουν τα μοτίβα των πτήσεων με στροφές ή βρόχους.
Βήμα 1: Υλικά
- 2 μπαστούνια
- 2 ράβδους ημίσεως
- 2 σωληνάρια για ποτά
- 2 λεπτές ελαστικές ταινίες
- 1 φύλλο χαρτονιού
- 1 κλιπ χαρτιού
- 1 έλικα
- ταινία αγωγών
- Μολύβια ή μαρκαδόροι για χρωματισμό
Οι έλικες μπορούν να αγοραστούν στο διαδίκτυο.
Βήμα 2: Άξονας κοχλία
Εξηγήστε στους σπουδαστές τις σημαντικές πτυχές της κατασκευής κατά μήκος του δρόμου, δίνοντάς τους ένα άμεσο παράδειγμα της δουλειάς τους. Ο άξονας του κοχλία απλά στηρίζει και τεντώνει τις ελαστικές ταινίες, οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν ως πηγή ενέργειας. Στερεώστε καλά τον συνδετήρα με την ταινία αγωγών!
Μόλις στερεώσετε τις λαστιχένιες ζώνες, ο άξονας έλικα θα είναι η αξονική δύναμη του αεροσκάφους. Στην ουσία, αυτό οδηγεί το αεροπλάνο προς τα εμπρός. Φανταστείτε ότι κάθεστε σε μια καρέκλα με ρόδες. Αν σπρώξετε τα πόδια σας από τον τοίχο, θα οδηγήσετε σε μια καρέκλα προς την αντίθετη κατεύθυνση. Το ίδιο συμβαίνει και εδώ. Περιστρέφοντας, η έλικα οδηγεί αέρα προς το αεροσκάφος και ωθεί τον αέρα προς το πίσω άκρο του αεροσκάφους.Πατώντας τον αέρα προς τα πίσω, η έλικα δημιουργεί μια αντίδραση, με αποτέλεσμα το αεροσκάφος να κινείται προς τα εμπρός.
Βήμα 3: φτερά, ουρά και σταθεροποιητής
Το πιο σημαντικό πράγμα που πρέπει να πετάξει ένα αεροπλάνο είναι να αναρριχηθεί. Η ανάβαση συμβαίνει όταν πιέζεται αέρας στην κάτω πλευρά των πτερυγίων. Όσο μεγαλύτερα είναι τα φτερά, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η άνοδος. Το χαρτί αναδιπλώνεται στο μισό και κόβεται σε μια γωνία, επειδή θέλουμε τα φτερά να είναι μεγαλύτερα στη μέση του αεροπλάνου, όπου είναι το βαρύτερο. Αν φτιάξετε τα πτερύγια ορθογώνια, το αεροπλάνο μπορεί να ανέβει πολύ ψηλά στη μία πλευρά του πτερυγίου, γεγονός που τελικά οδηγεί σε ατύχημα.
Διπλώστε το υπόλοιπο κομμάτι χαρτιού στο μισό και κόψτε το. Αυτά τα κομμάτια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ουρά και τον σταθεροποιητή.
Βήμα 4: Τοποθέτηση των φτερών, της ουράς και του σταθεροποιητή
Χρησιμοποιήστε μακρά κομμάτια ταινίας αγωγών κατά μήκος ολόκληρου του άξονα για να κολλήσετε σταθερά τα πτερύγια.
Κόλλησε τα δύο τριγωνικά κομμάτια μαζί ως ουρά. Η ουρά κολλάει στον άξονα με τον ίδιο τρόπο όπως τα πτερύγια.
Τα μισά σταθεροποιητών κολλούνται στην ουρά, τότε τα δύο μισά συγκολλούνται στη μέση.
Η ουρά κρατάει το πίσω μέρος του αεροσκάφους κατά τη διάρκεια της αναρρίχησης. Ο σταθεροποιητής είναι επίσης σημαντικός, επειδή βοηθά το αεροπλάνο να διατηρεί μια σταθερή πορεία, χωρίς να αποκλίνει οπουδήποτε και να μην γυρίζει.
Μου αρέσει να εξηγώ τη σημασία αυτού του σταθεροποιητή: κρατήστε ένα φύλλο χαρτιού μπροστά σας (για παράδειγμα, μισό φύλλο χαρτονιού). Αφαιρέστε αέρα επάνω του κατά μήκος της άκρης του φύλλου. Θα δείτε ότι το χαρτί σχεδόν δεν κινήθηκε. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο αέρας περνά εύκολα γύρω από το φύλλο χαρτιού επειδή είναι ομοιόμορφο και λεπτό. Τώρα κρατήστε το φύλλο χαρτιού σε μια άκρη και χτυπήστε το πάνω του. Το χαρτί θα αρχίσει να αναπτύσσεται σε διαφορετικές κατευθύνσεις, θα κάμπτεται κάτω από την πίεση του αέρα, αφού ο αέρας δεν μπορεί εύκολα να περάσει από το φύλλο. Είναι πολύ πιο εύκολο για τον αέρα να βουρτσίζει ένα φύλλο από το μονοπάτι του μέχρι να είναι στην ίδια κατεύθυνση με το ρεύμα αέρα.
Ο σταθεροποιητής λειτουργεί με την ίδια αρχή. Όταν το αεροπλάνο κινείται ευθεία, ο αέρας περνά εύκολα γύρω από το σταθεροποιητή. Αλλά αν το αεροπλάνο αρχίσει να γυρίζει, οι πλευρές του σταθεροποιητή θα αντέξουν τη ροή του αέρα. Ο αέρας θα πιέσει το σταθεροποιητή μέχρι το επίπεδο να εξαντληθεί. Αυτό επιτρέπει στο αεροσκάφος να διατηρεί σταθερή πορεία.
Σε αυτό το σχέδιο, ο σταθεροποιητής έχει ένα τριγωνικό σχήμα. Ένα επίπεδο κομμάτι χαρτιού είναι πολύ ασταθές ως σταθεροποιητής, η ροή του αέρα απλά το λυγίζει. Πριν από την τοποθέτηση του σταθεροποιητή, τοποθετήστε το κόμμι στο επίπεδο.
Βήμα 5: Πλαίσιο ανύψωσης
Ο ολισθητήρας σας επιτρέπει να ξεκινήσετε το επίπεδο από μια επίπεδη επιφάνεια, καθώς ανεβάζει την έλικα αρκετά υψηλή ώστε να μην αγγίζει το έδαφος. Επιπλέον, ένα τέτοιο πλαίσιο έχει άλλη σημαντική λειτουργία: προσθέτει βάρος στο κάτω μέρος του αεροσκάφους.
Γιατί είναι αυτό σημαντικό; Η απάντηση δεν είναι αμέσως προφανής. Εάν σφίξετε τις ελαστικές λωρίδες και αφήσετε την πλάκα να ξεκινήσει, ξετυλίξτε και στις δύο πλευρές. Μια άκρη του κόμμεος περιστρέφει την έλικα και η άλλη προσπαθεί να αναπτύξει το υπόλοιπο επίπεδο! Φυσικά, το αεροπλάνο είναι πολύ πιο δύσκολο να περιστραφεί, επειδή είναι μεγαλύτερο και βαρύτερο, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει κάποια δύναμη που αναπτύσσεται από την τσίχλα. Και αν υπάρχει πάρα πολύ μεγάλη δύναμη, το αεροπλάνο μπορεί να κλίνει προς μία κατεύθυνση, να χάσει τη σταθερότητα και να συντριβεί.
Το βάρος από το σύστημα προσγείωσης, αντίθετα, θα προσθέσει βάρος στο αεροσκάφος και επομένως σταθερότητα. Με αυτό, το κάτω μέρος του αεροπλάνου είναι πολύ βαρύτερο από την κορυφή και το αεροπλάνο θα είναι πολύ καλύτερα ανθεκτικό σε κλίση ή ανατροπή.
Βήμα 6: Πετώντας!
Για να απογειωθείτε, κρατήστε τον άξονα με το χέρι σας κοντά στην έλικα. Αρχίστε να περιστρέφετε την προπέλα δεξιόστροφα. Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές γυρίζουν την έλικα μακριά από τον εαυτό τους, έτσι ώστε το αεροπλάνο να πετάει προς την αντίθετη κατεύθυνση από τον εαυτό τους. Διαφορετικά, αν απελευθερώσετε τυχαία την έλικα, μπορείτε να τραυματιστείτε.
Πειραματιστείτε με διαφορετικές ποσότητες ενέργειας και βρείτε τον ιδανικό αριθμό περιστροφών της έλικας για να επιτύχετε την επιθυμητή απόσταση και ποιότητα πτήσης.
Για να εκτοξεύσετε το αεροσκάφος, τοποθετήστε το σε μια επίπεδη επιφάνεια έτσι ώστε η έλικα να βρίσκεται μακριά από σας. Κρατήστε απαλά αλλά σταθερά τον άξονα με το ένα χέρι και την έλικα με την άλλη. Αφήστε πρώτα την έλικα, στη συνέχεια μετά από ένα δευτερόλεπτο δευτερόλεπτο τον άξονα. Ο χρόνος διαδραματίζει έναν ρόλο και θα χρειαστεί λίγη πρακτική. Ο χρόνος μεταξύ απελευθέρωσης της έλικας και της έλικας είναι περίπου ίσος με τη διάρκεια, αν λέμε "Tick-tock". Με αυτόν τον τρόπο, είναι εύλογο για τους μαθητές να εξηγήσουν αυτό το σημείο. Ενώ λέτε "tick", πρέπει να απελευθερώσετε την έλικα, και όταν λέτε "έτσι" - πρέπει να απελευθερώσετε τον άξονα.
Έχοντας καταλάβει τη βασική τεχνική της πτήσης, οι μαθητές μπορούν να αρχίσουν να πειραματίζονται με διάφορα εφέ, όπως βρόχους, στροφές ή βαρέλια!
Βήμα 7: Ασφάλεια, συμβουλές και αντιμετώπιση προβλημάτων
Αυτό το έργο μπορεί να είναι επικίνδυνο για δύο λόγους! 1. Η έλικα μπορεί να περιστραφεί πολύ γρήγορα και να αφήσει κομμάτια στο δέρμα. 2. Η έλικα μπορεί να μπερδευτεί σε μακριά μαλλιά. Βεβαιωθείτε ότι οι μαθητές χειρίζονται προσεκτικά και προσεκτικά τις προπέλες. Για πτήσεις, επιλέξτε μόνο μια μεγάλη, ανοιχτή περιοχή, έτσι ώστε το αεροπλάνο να μην συναντά εμπόδια μπροστά από τον εαυτό του και γύρω του.