Реферат Тема: «Сравнительный анализ характеристик планеров разных типов на основе действующих моделей» (стр. 1 )

Секция: «физика»

Реферат

Тема: «Сравнительный анализ характеристик планеров разных типов на основе действующих моделей»

Выполнил:

Ученик 10«а» класса

Школы № 42

Горшенин Семен

Руководитель:

Преподаватель физики

Самара 2016г.

Содержание:  стр.

Введение........................................................................................3

1.История планера........................................................................4 

2.Теоретические основы летательных аппаратов......................9 

3. Физические основы  стабилизации самолета.........................9 

3.1..Моменты самолета................................................................. 9 

4. Планер........................................................................................12

4.1. . Систематизация моделей планеров....................................14 

5. Практическая часть...................................................................25 

5.1. Моделирование малого планера...........................................25

5.2.  Моделирование большого планера.....................................27

5.3 Сравнительный анализ двух моделей...................................28

Заключение...................................................................................29 

Литература....................................................................................29 

Приложения..................................................................................30

Введение.

Современное авиастроение находит всё более интересные решения при проектировании и сборке самолётов разных классов. Но при этом основные элементы конструкции, даже переживая изменения, сохраняют главную функцию.  Авиамоделирование интересно любому возрасту, т. к. позволяет создать пусть небольшой, но собственный самолет. У планеров есть будущее, например, в отличие от моделей с двигателями они совершенно бесшумны. Как выбрать модель планера среди большого разнообразия вариантов? В изученной мною литературе данный вопрос недостаточно аргументирован. 

Цель работы:

  Сравнить характеристики моделей больших и малых планеров.

Задачи:

Изучить методы  проектирования самолетов. Изучить зависимость  летательных аппаратов от их характеристик. Сравнить характеристики на примере двух моделей. Синтезировать результаты.

Актуальность моей работы – в практическом применении полученных результатов, например, в работе авиамодельных  кружков.

1.История  планера

Люди давно заметили, что птицы при полете не всегда машут крыльями, существует и другой вид полета — парение. Птицы плавно скользят на распластанных крыльях, спускаясь вниз, но могут и взмывать вверх без затраты мускульной силы, используя для этого энергию восходящих потоков воздуха.

Немецкий инженер Отто Лилиенталь (1848—1896) внимательно изучал полет птиц. Уяснив в определенной степени законы парящего полета крупных птиц, он в 1891 году изготовил планер — крылья из ивовых прутьев, обтянутых тканью. Управление планером достигалось тем, что пилот, висевший на руках в центре крыла, балансировал своим телом для сохранения равновесия планера в воздухе. Такие планеры получили название балансирных. Последовательно, шаг за шагом, учился Лилиенталь обращаться со своим планером. Он бегал с ним по наклонным спускам, прыгал с низких насыпей, пытался скользить на крыльях. Постепенно он увеличивал высоту возвышенностей, с которых сбегал. За период с 1891 по 1896 год бесстрашный исследователь совершил около 2000 планирующих полетов. Но 9 августа 1896 года, совершая очередной полет, Лилиенталь погиб.

В самом начале нашего века продолжатели дела Лилиенталя значительно усовершенствовали планер, использовав руль высоты для продольного управления аппаратом и искривление крыльев — для поперечного.

В России планирующие полеты пропагандировал профессор .

Одним из первых русских планеристов был . В 1907 году он построил планер-балансир, на котором совершил небольшой полет с холма. Однако первые опыты оказались неудачными — планер был разбит. После этого Арцеулов построил еще три планера. На одном из них ему в 1912— 1913 годах удалось совершить довольно удачные полеты.

С началом первой мировой войны деятельность планеристов в России прекратилась. По окончании войны, когда началась энергичная научно-исследовательская работа в области авиации, планер опять привлек всеобщее внимание. За короткий срок в ряде стран были достигнуты поразительные успехи в усовершенствовании планеров и полетах на них. Обнаружилось, что на планерах можно не только летать с холмов, но и набирать большую высоту, пользуясь восходящими потоками воздуха, часами парить в небе подобно птицам и совершать полеты на значительные расстояния.

Создание ОДВФ способствовало быстрому развитию всех видов авиационной деятельности в стране, в том числе и массового планеризма. В 1923 году в Крыму, вблизи Феодосии, были проведены первые Всесоюзные планерные соревнования, в которых участвовало девять планеров. Летные достижения, показанные на этих, соревнованиях, с современной точки зрения были не особенно выдающимися, но для того времени имели большое значение. Лучших результатов добился пилот Л. Юнгмейстер, который продержался в воздухе 1 ч 2 мин.

В 1925 году пилот К. Яковчук парил на планере 9 ч 35 мин. В 1927 году планерист В. Степанчонок поставил новый советский рекорд продолжительности полета на планере —10 ч 22 мин.

Если планирование происходит в одном направлении с некоторой высоты, то по горизонтали планер перемещается на расстояние, которое называют дальностью планирования. Дальность планирования тем больше, чем больше высота, с которой' оно начинается. Наибольшая дальность планирования достигается в том случае, если планирование происходит при наивыгоднейшем угле атаки и соответствующей ему наивыгоднейшей скорости. При наивыгоднейшем угле атаки планер  имеет наибольшее значение  аэродинамического качества. Следовательно, наибольшая дальность планирования получается при наивыгоднейшем угле атаки — при максимальном значении  аэродинамического качества.

Подъемная сила Y не равна силе тяжести G, а меньше ее. Она уравновешивает только слагаемую GY силы тяжести. Следовательно, планер уже не может держаться в воздухе, не теряя высоты, а будет спускаться. Сила G направлена по траектории полета. Она заменяет силу тяги и сообщает планеру скорость, необходимую для полета. Для этой силы необходим наклон траектории. Нетрудно заметить, что чем круче планирование, тем меньше подъемная сила Y и больше сила Gх, определяющая скорость планирования. Крутое планирование называется пикированием.

Теоретические основы летательных аппаратов.

  Любой самолет, поднявшийся в воздух, кроме высоких летно-тактических данных должен быть хорошо уравновешен, быть устойчивым и одновременно хорошо управляемым. Выполнение этих требований - сложная конструктивная задача.

  Полет самолета определяется его взаимодействием с другими телами и главным образом с воздухом, обтекающим крыло, фюзеляж, горизонтальное оперение и т. д. При взаимодействии с воздухом возникают внешние аэродинамические силы, которые нагружают самолет и создают моменты сил. Для осуществления различных режимов полета требуется полное или частичное равновесие внешних сил и моментов, действующих на самолет.

  Для балансировки самолета относительно его центра тяжести в установившемся полете, а также для управления самолетом применяются различные аэродинамические рули. На самолетах с обычной схемой управления поворот и балансировка его относительно поперечной оси Z осуществляются рулями высоты (или управляемым стабилизатором).

Физические основы стабилизации самолета.

2.1. Моменты самолета.

  На стабилизаторе, на крыле, на киле есть рули. Все они вместе образуют аэродинамичекий руль. Аэродинамический руль представляет собой отклоняющуюся заднюю часть крыла, горизонтального оперения (стабилизатора), вертикального оперения (киля). За счет отклонения руля образуется дополнительная аэродинамическая сила (положительная или отрицательная) на участке несущей поверхности крыла, стабилизатора или киля, которая расположена на соответствующем расстоянии до центра тяжести самолета и создает момент, необходимый для балансировки и управления самолетом относительно его центра тяжести (Рис.1)./1.стр.26/

  Моменты самолёта.

  Рис.1

  Рис.2.

Углом атаки стабилизатора называется угол между хордой стабилизатора и направлением набегающего на него потока.

  Момент горизонтального оперения

  Рис.6

4. Планер.

Свободнолетающие планеры затягиваются леером длиной 50 метров. Длина леера измеряется под нагрузкой 5 кг. Буксировку модели выполняет сам участник соревнований, а его ассистент только выпускает модель в воздух по команде. После набора высоты модель летает только под воздействием воздушных потоков, обычно большими кругами для упрощения наблюдения и поиска после посадки. Максимальное время полета на соревнованиях 3 минуты, по истечении которого таймерное устройство выставляет рули модели в позицию для посадки (иногда модель улетает достаточно далеко, так что судьям приходится следить за посадкой в бинокль).

На соревнованиях выполняется 7 полетов:

Для малых планеров первый 250 секунд, остальные по 200 секунд.

Для больших планеров первый 350 секунд остальные по 300 секунд.

Развитие конструкции моделей планеров чемпионатного класса F-1-А в последние годы проходило при устоявшейся аэродинамической схеме по пути внедрения новых материалов. Мы же, занимаясь разработкой своей модели, отошли от безудержной гонки за долями секунд, рассчитывая, что для тренировочной модели гораздо важнее быть доступной, сравнительно несложной в изготовлении, прочной и простой в регулировке.