Методическая разработка: Вводное занятие по авиамоделизму

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования
Станция детского (юношеского) технического творчества «МАК»
Методическая разработка
на тему:
«Вводное занятие для группы первого года обучения авиамоделизму»
Разработал: Козловский И.Л.
г. Таганрог 2017
ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные части самолёта. .......................................................................................................................... 3
Фюзеляж ................................................................................................................................................... 3
Крылья....................................................................................................................................................... 4
Оперение ................................................................................................................................................... 4
Шасси ........................................................................................................................................................ 4
Силовая установка ................................................................................................................................... 5
Понятие подъёмной силы. Два способа создания подъёмной силы. ...................................................... 6
Элементы геометрии ................................................................................................................................... 8
Центр тяжести. ............................................................................................................................................. 9
Балансировка самолёта .............................................................................................................................. 10
Практическое применение: модель «Пчёлка»......................................................................................... 12
Основные части самолёта.
Многие люди задаются вопросом: как устроен самолет? Ведь именно благодаря
специальной конструкции такого транспортного средства и используемым материалам
столь большие и тяжелые лайнеры способны подниматься в воздух. Основные
составляющие:
крылья;
фюзеляж;
«оперение»;
взлетно-посадочное устройство;
силовая установка;
управляющие системы.
Каждая из этих составляющих имеет особое устройство и может содержать различные
типы комплектующих элементов в зависимости от конкретной модели летательного
аппарата. Подробное описание частей самолета позволит не только узнать, как он
устроен, но и понять принцип, по которому удается осуществлять перелеты на высокой
скорости.






Фюзеляж
У кораблей есть корпус, у автомобилей есть кузов, у самолётов есть фюзеляж. Это
основная часть, к которой крепится и в которой размещается всё остальное. Он собирает
в единую систему крылья, хвостовое оперение, силовую установки, шасси и прочие
элементы. Если самолёт пассажирский, то в фюзеляже размещаются пассажиры, если
грузовой – грузы. В военных воздушных судах в этой части располагают оружие и прочее
военное снаряжение. Также здесь размещается оборудование, двигатели и шасси.
Характерная обтекаемая каплеобразная форма корпуса позволяет минимизировать
сопротивление во время движения воздушного судна.
Крылья
Перечисляя основные части самолета, нельзя не упомянуть крылья. Крыло летательного
аппарата состоит из двух консолей: правой и левой. Главная функция этого элемента
заключается в создании подъемной силы.
Если крыло разрезать вдоль направления полёта, то форма крыла в этом разрезе
называется профилем крыла.
Расстояние от передней кромки крыла до задней, измеренное вдоль направления полёта,
называется хордой крыла в данном месте.
Крылья самолета также оснащены необходимыми «органами» для управления во время
полета, а именно для осуществления поворотов в ту или иную сторону. Для улучшения
характеристик взлета и посадки крылья дополнительно оснащены взлетно-посадочными
механизмами – спойлерами и закрылками. Спойлеры уменьшают подъёмную силу, а
закрылки увеличивают.
. В некоторых моделях устройство крыла самолета позволяет размещать в нем топливо.
Крылья также оснащены двумя элеронами. Это подвижные составляющие, благодаря
которым удается управлять воздушным судном относительно продольной оси - креном.
Отклоняются они одновременно, но в разные стороны. Если один наклоняется вверх, то
второй – вниз. Самолёт при этом накреняется или вправо или влево.
Вертикальное оперение
Оперение
Устройство самолета также включает «хвостовое оперение». Это еще один значимый
элемент конструкции, который включает киль и стабилизатор. Стабилизатор имеет две
консоли, подобно крыльям летательного аппарата. Главная функция этой составляющей
заключается в стабилизации движения воздушного судна. Благодаря этому элементу
самолету удается сохранять требуемую высоту во время полета при различных
атмосферных воздействиях.
Киль – составляющая «оперения», которая отвечает за сохранение нужного направления
во время движения. Для смены направления или высоты предусмотрено два специальных
руля, с помощью которых осуществляется управление этими двумя элементами
«оперения».
Стоит учитывать, что части самолета названия могут иметь разные. Например, «хвостом»
воздушного судна в некоторых случаях называют заднюю часть фюзеляжа и оперение, а
иногда это понятие используют, чтобы обозначить исключительно киль.
Шасси
Эта часть воздушного судна также называется взлетно-посадочным устройством.
Благодаря данной составляющей обеспечивается не только взлет, но и мягкая посадка.
Шасси представляет собой целый механизм различных устройств. Это не просто колеса.
Устройство взлетно-посадочного механизма намного сложнее. Одна лишь его
составляющая (система уборки/выпуска) представляет собой непростую установку.
Силовая установка
Именно за счет работы двигателя авиалайнер приводится в движение. Силовая установка
обычно располагается либо на фюзеляже, либо под крылом. Чтобы понять, как работает
самолет, надо разобраться в устройстве его двигателя. Основные детали:
турбина;
вентилятор;
компрессор;
камера сгорания;
сопло.
В начале турбины расположен вентилятор. Он обеспечивает сразу две функции: нагнетает воздух и
охлаждает все составляющие мотора. За этим элементом находится компрессор. Под большим
давлением он переносит поток воздуха в камеру сгорания. Здесь воздух перемешивается с
топливом, и полученная смесь поджигается. После этого поток направляется в основную часть
турбины, и она начинает вращаться. Устройство турбины самолета обеспечивает вращение
вентилятора. Таким образом обеспечивается замкнутая система. Для работы двигателя требуется
лишь постоянно подводить воздух и топливо.





Понятие подъёмной силы. Два способа создания подъёмной
силы.
Первый способ – за счёт угла атаки.
Если пластину расположить вдоль направления движения воздушного потока, то воздух просто
пройдёт вдоль пластины и никак на неё не воздействует.
Воздушный поток
Но если пластину повернуть под углом к потоку, то воздух создаст снизу пластины давление, а
сверху – разрежение.
Воздушный поток
Всё вместе – давление снизу и разрежение сверху, складываясь, со создают усилие F, которое
толкает пластину вверх и в направлении потока воздуха. Тта часть усилия. которая толкает
вверх называется «подъёмная сила», а та часть, что влечёт пластину вместе с потоком –
«сопротивление»
Угол атаки
Второй способ – за счёт изогнутого профиля.
Чтобы понять сущность второго способа, нужно проделать следующий опыт.
Нужно взять столовую ложку двумя пальцами за кончик ручки, так чтобы ложка свободно
свисала вниз. Затем нужно поднести ложку к сильной струе воды из-под крана.
Если прикоснуться вогнутой стороной ложки к струе воды, то вода, как мы и ожидаем, будет
отталкивать ложку. Если же поднести ложку к струе воды выпуклой стороной, то, против
ожидания, вода затянет ложку внутрь струи. При этом сама струя изогнётся. Потребуется
вполне ощутимое усилие, чтобы вытащить ложку из струи воды.
Примерно то же самое происходит с воздушной струёй, когда она обтекает пластину с
изогнутым «ложкообразным» профилем.
На практике оба способа, обычно совмещают, для создания большей подъёмной силы
Есть ещё одна неочевидная особенность.
Давление воздуха снизу пластины и разрежение сверху распределены неравномерно.
В результате этого оказывается, что если сложить всё вместе и заменить одной силой с таким
же действием, то это сила будет приложена не посредине хорды, а. примерно на расстоянии
одной трети хорды от передней кромки.
Точка приложения этой равнодействующей называется «центр давления»
Элементы геометрии
Прямая –это то, что получается. если сильно натянуть нить. Край линейки - это тоже прямая.
Чтобы провести на бумаге или другой поверхности прямую, нужно воспользоваться линейкой.
или другим подобным инструментом.
Точка. Обычно, в обычной жизни, точкой называют маленькое пятнышко, сделанное
карандашом или ручкой. В геометрии точкой называют место пересечения двух прямых.
При изготовлении деталей. если нужно нанести точку то ставят крестик: там где прямуе
крестика пересекаются –там и точка:
Если же поставить вот такой крестик, то это будет означать отмену чего-нибудь ошибочного.
Между двумя точками всегда можно провести только одну прямую
Если две прямые пересекаются, то между ними образуется два угла: острый угол и тупой угол
Если оба угла одинаковые, то это - прямой угол.
Если прямые не пересекаются, то они - параллельные
Две пары параллельных прямых образуют прямоугольник
Центр тяжести.
Все предметы имеют вес. Вес – это сила, с которой предмет или его часть притягивается к
земле. Силу веса считают приложенной в особой точке предмета – центре тяжести.
Если предмет удерживать за центр тяжести, то он будет находиться в равновесии. То есть не
будет самопроизвольно никуда отклоняться. Чтобы определить примерное положение центра
тяжести модели самолёта, нужно опереть модель под крыльями на два пальца, так, чтобы она
находилась в равновесии.
На линии между двумя пальцами и будет центр тяжести
Центр тяжести – это условная точка. В камне он находится внутри камня, а в школьном
треугольнике - в пустоте внутри треугольника.
Центр тяжести
Балансировка самолёта
1. ПРОДОЛЬНАЯ БАЛАНСИРОВКА
В реальном самолёте положение центра тяжести зависит от размещения пассажиров и груза, от
наличия топлива в баках. В процессе полёта центр тяжести смещается, так как вырабатывается
топливо, пассажиры могут пересаживаться с места на место и так далее
Чтобы самолёт в полёте не падал и не кувыркался. а летел ровно, нужно, чтобы центр тяжести
совпадал с центром подъёмной силы.
Если центр тяжести будет впереди центра подъёмной силы, самолёт будет стремиться наклонить
нос и лететь вниз всё круче. Это называется - пикировать
Если цент тяжести будет позади центра подъёмной силы. то самолёт будет стремиться задрать нос
и опрокинуться на спину. Это называется - кабрировать
.
2. ПОПЕРЕЧНАЯ БАЛАНСИРОВКА
Чтобы самолёт в полёте самопроизвольно не кренился ни вправо, ни влево и при этом хорошо
управлялся, он должен быть сбалансирован по крену. Это достигается поднятием или
опусканием концов крыльев относительно корня крыла - так называемое «поперечное V».
Если крылья подняты вверх-положительное «V», если вниз –
отрицательное:
Для управляемых самолётов с низким или средним расположением крыльев относительно
фюзеляжа поперечное V положительное. Для управляемых самолётом с верхним
расположением крыла поперечное Vможет быть отрицательным, чтобы излишняя устойчивость
не мешала управлению.
Для неуправляемых самолётов, например, моделей планеров, поперечное V составляет около
десяти градусов (+10°) относительно горизонтальной плоскости, независимо от расположения
крыла.
Практическое применение: модель «Пчёлка»
Для усвоения изложенного выше материала можно сделать бумажную модель
«Пчёлка» и на ней применить знания на практике
Вырежьте из бумаги (можно тетрадной) прямоугольник размером 80 X 70 мм.
Разметьте крылья — они обозначены пунктиром — и прорежьте их по линейке
лезвием бритвы или острым ножом. Сверните прямоугольник в цилиндр и
склейте. Крылья отогните. К передней части «Пчелки» прилепите кусочек
пластилина. Можно нанести на корпус игрушки поперечные желто-черные
полосы. Регулируется «Пчелка», как и обычный планер: если кабрирует, т. е.
задирает нос, прибавьте кусочек пластилина, если пикирует — убавьте.