Учебно-методическое пособие
2015
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………..3
Основные понятия (термины) …………………………………………………………………......................4
Техника безопасности………………………………………………………………………………………….....6
Как оборудовать рабочее место авиамоделиста…………………………………………………………… …7
История развития авиации и авиамоделизма…………………………………………………………………..10
Бумажные летающие модели ……………………………………………………………………………….…..18
Гнутьё деталей модели…………………………………………………………………………………………..24
Соединение деталей (клеевое)……………………………………………………………………………….….27
Организация и проведение авиамодельных соревнований…………………………………………………...30
Рекомендуемая литература………………………………………………………………………………………...34
ВВЕДЕНИЕ
Авиационный моделизм – это первая ступень овладения авиационной техникой, увлекательное и серьезное занятие. Из рядов юных авиамоделистов вышло много талантливых конструкторов и ученых, выдающихся советских летчиков и космонавтов. Среди них люди, чьими именами гордится наша Родина, - создатель первого в мире самолета А.Ф. Можайский, генеральные авиаконструкторы А.А. Туполев и О.К. Антонов, летчики М.М. Громов и А.И. Покрышкин, космонавты Ю.А. Гагарин и Г.Т. Береговой.
Современные летательные аппараты – это сложнейшие инженерные сооружения. Для их создания нужна огромная армия исследователей, научных работников, конструкторов – людей творческих, прокладывающих новые пути в авиационной науке и технике. Авиамоделизм может стать практической школой, воспитывающей людей такого склада для самостоятельной творческой работы.
Летающая модель незаметно введет вас в круг авиационных понятий. Строя летающие модели, вы научитесь чертить, работать различным инструментом, ознакомитесь с устройством летательных аппаратов. Запуская модели, узнаете основы теории полета, поймете многие явления, происходящие в атмосфере.
В предлагаемом вам методическом пособии рассмотрены некоторые типы летательных аппаратов и простейшие бумажные авиационные модели, в доступной и занимательной форме изложены основы теории полета и устройство летательных аппаратов, история их развития. В конце методического пособия приведен перечень литературы, которой вы можете пользоваться при более глубоком изучении авиации и авиамоделизма.
Данное пособие поможет правильно определить содержание работы авиамодельного кружка, решить основные методические вопросы в организации творчества учащихся и будет способствовать улучшению работы по развитию школьного технического творчества.
1 Основные понятия (термины)
Авиамоделизм – массовый технический вид спорта, конструирование и постройка моделей летательных аппаратов в технических или спортивных целях - один из любимых видов технического творчества молодежи. Авиамоделизм позволяет решать немаловажные самостоятельные задачи в научно- техническом эксперименте создания летательных аппаратов.
Графическая грамота - умение читать и выполнять техническую документацию.
Конструирование – это разработка графической модели технического устройства, по которой возможна материализация создаваемого устройства путем изготовления его в производственных условиях.
Модель - происходит от французского слова "modele" – образец. Под моделью при этом понимается система объектов или знаков, воспроизводящая некоторые существенные свойства системы – оригинала.
Моделирование - исследование объектов, процессов, явлений на моделях- устройствах, подобных прототипу, настоящему предмету.
Модель самолета - это самолет в миниатюре со всеми его свойствами, сего аэродинамикой, прочностью, конструкцией.
Творчество - это деятельность, результатом которой является создание новых материальных и духовных ценностей. Будучи по своей сущности культурно-историческим явлением, творчество имеет психологический аспект: личностный и процессуальный. Оно предполагает наличие у личности способностей, мотивов, знаний и умений, благодаря которым создается продукт, отличающийся новизной, оригинальностью, уникальностью.
Творческий проект – это реалистический замысел желаемого будущего, проект в буквальном переводе с латинского - брошенный в перед, а также совокупность документов (расчетов, чертежей, макетов и.т.п) для создания какого либо продукта.
Техническое творчество - это действенное средство профессиональной ориентации учащихся, поскольку увлечение детства и юности нередко перерастает в призвание человека.
Техническое моделирование - один из видов конструкторско-технологической деятельности школьников. Под техническим моделированием школьников принято понимать создание ими макетов и действующих моделей (самолётов, судов, автомобилей, ракет и т. п.).
Технический рисунок - наглядное изображение предмета, выполненное на глаз и от руки с использованием метода параллельных проекций (т. е. те ребра на объекте, которые в натуре параллельны, и на техническом рисунке тоже параллельны).
Чертеж - графическое изображение предмета, выполненное с помощью чертежных инструментов в определенном масштабе, с точным соблюдением размеров.
Эскиз - так же, как и чертеж, показывает предмет с нескольких сторон и выполняется по тем же графическим правилам. Линии на эскизе должны быть ровными и четкими. Размеры наносят точными числами, указывают масштаб и материал, из которого будет выполнено изделие. Эскиз отличается от чертежа тем, что его выполняют без помощи чертежных инструментов, от руки, без соблюдения точных размеров.
2 Техника безопасности
● Не приступать к работе, не получив подробного инструктажа по приемам работы и правилам техники безопасности.
● Обработку древесины и других материалов производить в специальном помещении, оборудованном вытяжной вентиляцией, верстаками и столами с кафельным покрытием.
● Ввиду остроты инструментов их следует хранить в специальных футлярах или отделениях, сделанных в столе или шкафу.
● Во избежание порезов рук и для сохранения остроты инструментов рекомендуется надевать на них специальные чехлы.
● При работе с красителями необходимо надевать резиновые перчатки, так как красители плохо смываются с рук.
● Электронагревательные приборы для гнутья деталей модели должны быть установлены на асбестовую плиту и иметь теплоизоляционный кожух.
● Заточив авиамодельный нож, нужно помнить, что в ваших руках появился не только надежный помощник, но и опасное оружие. Забывая об этом, нередко ранят руки, особенно левую.
● следует научиться резать так, чтобы лезвие после срезания стружки проходило выше большого пальца правой руки, иначе, сорвавшись с материала, оно может поранить руку.
● Необходимо осторожно работать инструментом, имеющим острые концы, - шилом, чертилкой, кернером, разметочным циркулем. При выпиливании деталей лобзиком руку, поддерживающую заготовку, располагают сзади пилки.
● При сверлении материалов необходимо деталь закрепить в ручные тиски или держать плоскогубцами.
● Помещение, в котором ведется работа, должно быть сухим, светлым, с постоянными температурой и влажностью воздуха.
● Оснащение рабочего места моделиста зависит от характера выполняемых работ.
3 Как оборудовать рабочее место авиамоделиста
Летающая модель схематически повторяет все элементы реального летательного аппарата. Чтобы строить хорошие модели, нужно быть аккуратным в работе и содержать в порядке рабочее место. Ни одна модель не будет хорошо летать, если ее небрежно и неумело выполнить. Строить модели лучше всего сообща. Постарайтесь привлечь к работе над моделями одного-двух своих товарищей.
Прежде всего надо оборудовать рабочее место (рисунок 1). Для этого необходимо иметь рабочий стол размером не менее 1.0×0.6 м. лучше всего для этих целей использовать канцелярский стол с тумбочкой или ящиками. Чтобы не портить крышку стола, его нужно накрывать листом фанеры, на котором будет удобно вырезать ножом, вбивать мелкие гвоздики, красить, паять и т. д. По окончании работы лист фанеры можно убирать.
Рисунок 1 – Рабочее место авиамоделиста
Большое значение имеет правильное освещение рабочего места. Дневной свет должен падать слева спереди, электрический (лучше от настольной лампы) должен быть направлен на объект работы.
Перед началом работы надо приобрести необходимый минимальный набор инструмента, который следует постоянно пополнять. Инструмент требует бережного обращения. Он должен быть исправным, хорошо заточенным, содержать его нужно в порядке как во время работы, так и при хранении. Недопустимо сваливать инструмент в один ящик, так как это приводит к его порче, затуплению, к лишней трате времени на его отыскание.
Рисунок 2 – Рабочее место авиамоделиста Рисунок 3 – Инструменты и приспособления
Для хранения инструмента, материалов и заготовок хорошо иметь шкаф (рисунок 2). Внутри шкафа на полках укрепляют бобышки – держатели инструмента или планки с прорезями, в которых в определенном порядке располагают инструмент. Оборудовать такой шкаф совсем несложно. Прежде всего надо вынуть полки из шкафа, разложить на них инструмент и карандашом обвести его контуры. Затем сделать и прикрепить гвоздями или шурупами бобышки-ограничители, которые будут фиксировать инструмент и удерживать его на месте. Оборудовав полки, их следует поставить обратно в шкаф, причем желательно не горизонтально, а наклонно, что улучшит обзор.
Такой инструмент, как сверла, метчики и надфили, хранят в самодельных колодках, сделанных из твердой древесины. Для этого в прямоугольной колодке сверлят глухие отверстия, соответствующие размерам хвостовиков инструмента. Отверстия должны иметь такую глубину, чтобы сверла хорошо в них держались. Для удобства пользования верхнюю часть колодки целесообразно сделать скошенной.
Инструмент должен использоваться только по назначению. Нельзя, например, забивать гвозди напильником, завинчивать шурупы ножом или стамеской и т. д. Важно правильно выбирать инструмент для выполнения определенных операций. Так, при обработке древесины первый наибольший слой снимают рубанком, меньший – рашпилем, напильником и, наконец, последний – шкуркой. При обработке металла сначала снимают слой драчевым напильником, потом личным и затем уже бархатным. Соблюдая эти правила, можно уменьшить время обработки детали и обеспечить большой срок службы инструмента.
По окончании работы следует убрать инструмент со стола, смести стружки, опилки, ненужные обрезки дерева и металла. Некоторые материалы, применяемые в моделизме, огнеопасны, например нитрокраски и нитроклеи, целлулоид и др. При работе с ними, а также при пользовании электропаяльником и другими электрическими приборами нужно соблюдать особую осторожность.
4 История развития авиации и авиамоделизма
В древности люди мечтали летать подобно птицам. До нас дошел греческий миф о смелом юноше Икаре. Его отец Дедал сделал для себя и сына крылья, скрепленные воском. Когда Икар приблизился к солнцу, воск на крыльях растопился, Икар упал в море и утонул.
Но миф – это фантастическое, неправдоподобное. Прошло много веков, и полет человека стал реальностью.
В конце 15в. Итальянский живописец, скульптор, архитектор, ученый и инженер Леонардо да Винчи (1452- 1519) предложил проект летательного аппарата с вращающимся спиральным винтом, создающим подъемную силу.
Выдающаяся роль в осуществлении смелой мечты о полете человека и покорении воздушного океана принадлежит нашим соотечественникам.
В 1731 г. рязанский подьячий при воеводе впервые пытался подняться на воздушном шаре, наполненном теплым воздухом.
Великий русский ученый М.В. Ломоносов в 1754 г. сконструировал и построил «аэродинамическую машину», предназначенную для подъема метеорологических приборов. Он пытался применить винт для обеспечения поступательного движения в воздухе летательного аппарата. Модель Ломоносова- прообраз современных вертолетов.
Большое значение для развития конструкции вертолетов имели исследования советского академика Б. Н. Юрьева (1889 - 1957).
Огромную работу по созданию первого в мире самолета проделал русский исследователь и изобретатель, морской офицер А.Ф. Можайский (1825 - 1890). Мысль о постройке воздухоплавательного аппарата зародилась у него ещё в 1854 г. он задумал аппарат, которым можно было управлять так же, как судном в море. Это была смелая, а по тем временам и фантастическая мысль (Рисунок 4).
Рисунок 4 - Создатель первого в мире самолета А.Ф. Можайский
А.Ф. Можайский считал возможным использовать для самолета винты, впервые появившиеся на пароходах. Винт, создавал силу тяги, движет корабль вперед. Установив двигатель с винтом на воздушный корабль, можно заставить его перемещаться. А если такой корабль (тяжелее воздуха) начнет очень быстро двигаться, он полетит.
Уверенность Можайского была непоколебима. Ведь каждая птица – это искусно созданный природой летательный аппарат, а он изучал полет птиц глазами инженера: измерял размах, устанавливал массу крыльев, зарисовывал их, определял вогнутость и наклон крыльев к линии полета. Особенно интересен был полет птиц на неподвижно распростертых крыльях. Расчеты и наблюдения А.Ф. Можайского показали, что у массивных птиц большой размах крыльев и летают они быстрее. Ему принадлежит важнейшее и для современной техники заключение, что «чем выше скорость движения, тем большую тяжесть может нести та же поверхность крыла».
Свои выводы А.Ф. Можайский подкреплял опытами. Он построил воздушный змей такого размера, который мог поднять человека. Тройка лошадей потянула буксировочную веревку- леер, и огромный змей поднялся в воздух. На нем летел сам изобретатель. Опыт показал А.Ф. Можайскому, какой величины надо ставить крыло на задуманный им самолет. Не случайно форма крыла его самолета напоминает обычный плоский змей.
Прежде чем приступить к постройке самолета, А.Ф. Можайский изготовил несколько моделей, винты которых приводились во вращение пружинами. Модели успешно летали и с грузом (кортиком).
Свыше двадцати лет проводил А.Ф. Можайский исследования и опыты, которые позволили ему совершить научный подвиг - построить в 1885 г. летательный аппарат.
Развитие самолетостроения продвинулось далеко вперед благодаря замечательным теоретическим работам профессора Н.Е. Жуковского (1847 - 1921). Н.Е. Жуковский, которого звали «отцом русской авиации», впервые научно объяснил возникновение подъемной силы крыла и вывел формулу для её определения, создал новую науку- аэродинамику (Рисунок 5).
Выдающийся русский ученый и изобретатель К.Э. Циолковский (1857 - 1935) разработал проект цельнометаллического дирижабля и заложил основы ракетной техники наших дней.
Русский изобретатель Г.Е. Котельников в 1911г. сконструировал первый в мире ранцевый парашют.
Впервые в мире русский летчик П.Н. Нестеров в 1913 г. выполнил «мертвую петлю» (названную «петлей Нестерова») на самолете и заложил практические основы высшего пилотажа.
Быстрыми темпами развивалась авиация после окончания гражданской войны. Еще в 1918г. был создан Центральный аэродинамический институт (ЦАГИ) – центр конструкторской и научной авиационной мысли страны. Первым его руководителем был профессор Н. Е. Жуковский.
В 1924г. конструктор А.Н. Туполев построил первый советский цельнометаллический самолет АНТ -2. С тех пор под руководством трижды Героя Социалистического Труда академика А.Н. Туполева, скончавшегося в 1972г., разработано более 100 различных самолетов.
На самолетах А.Н. Туполева совершили перелеты экиРисунок 5 – Отец русской авиации – Н.Е. Жуковский паж С.А. Шестакова из Москвы в Нью-Йорк (1929г.) и
через Северный полюс в США экипажи В.П. ,Чкалова и М.М. Громова. 31 декабря 1968г. в воздух поднялся первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет Ту- 144. а в ноябре 1977г. этот самолет начал совершать пассажирские рейсы по маршруту Москва - Алма- Ата.
Широко известны имена авиационных конструкторов: Н.П. Поликарпова- создателя самолета По-2, С.В. Ильюшина – творца штурмовика Ил-2 и пассажирских лайнеров Ил- 12, Ил- 14, Ил- 18, Ил- 62, С.А. Лавочкина, А.О. Яковлева, О.К. Антонова и многих других.
В 1920 г. открылась первая в нашей стране воздушная пассажирская линия Москва – Нижний Новгород. А сейчас Россия связана линиями аэрофлота более чем со ста странами мира. И многие жители нашей страны пользуются услугами гражданского воздушного флота.
Авиацию широко применяют в геологической разведке, в борьбе с лесными пожарами, в разведке рыбы в море, для уничтожения вредителей сельскохозяйственных культур и д.р.
Авиамоделизм- это конструирование, постройка и запуск летающих моделей – воздушных шаров и змеев, планеров и самолетов, ракет, это первая ступень подготовки будущих авиационных специалистов.
Многие из прославленных авиационных конструкторов, летчиков, летчиков- космонавтов начинали свой путь в авиацию ещё со школьной скамьи, с занятий авиамоделизмом.
Авиамоделистами были: авиаконструкторы дважды Герой Социалистического Труда А.С. Яковлев, герой Социалистического Труда О.К. Антонов, трижды Герой Советского Союза А.И. Покрышкин, дважды Герой Советского Союза А.А. Молодчий, С.А. Луганский, первопроходец космоса Ю.А. Гагарин и др.
Авиамодельные кружки, работающие в школах, внешкольных учреждениях, домах творчества, организациях ДОСААФ,- первая ступень распространения начальных знаний по авиации среди школьников (Рисунок 6).
Ежегодно в нашей стране проводятся соревнования авиамоделистов на первенство районов, городов, областей, республик, а также чемпионат мира. В них участвуют сотни тысяч юных строителей «малой» авиации.
Значительны успехи советских авиамоделистов на международной арене. Яркие страницы в историю нашего авиамоделизма вписаны в последнее время. Так, на проходившем в США в 1974 г. чемпионате мира по кордовым моделям- копиям победила советская команда в составе В. Крамаренко, В. Конченко, И. Токарева. Чемпионом мира в личном зачете стал киевлянин В. Крамаренко, выступавший с моделью самолета Ан- 14М.
Победный дубль «сделали» и спортсмены с кордовыми гоночными моделями. На чемпионате мира 1976г., проходившем в Голландии, команда советских гонщиков в четвертый раз подряд завоевала первенство. А чемпионом мира стал экипаж харьковских спортсменов в составе В. Сураева и В. Баркова.
Успехи авиамоделистов завоевываются упорной и кропотливой работой. Для достижения высоких спортивных результатов необходимо овладеть начальными знаниями и навыками, совершенствовать их в дальнейшем, переходя от простого к сложному.
Этому правилу следовал и один из известных авиаконструкторов, дважды Герой Социалистического Труда академик А.С. Яковлев. Свой путь в авиацию он начал с изготовления летающих моделей, потом перешел к постройке планера, а после окончания Военно - Воздушной академии имени Н.Е. Жуковского – к конструированию самолетов.
В приветствии авиамоделистам А.С. Яковлев писал: «Надо прямо сказать – увеличение это многое дало нам. Да и сейчас, решая ту или иную задачу в большой авиации, мы иногда призываем на помощь – и с успехом - летающую модель. Учась строить модели, мы одновременно постигали основы аэродинамики, овладевали навыками конструирования, познавали сложный тогда для нас язык технического черчения». Это высказывание прославленного авиаконструктора актуально и сегодня.
5 Бумажные летающие модели
Летательные аппараты - это технические устройства, предназначенные для выполнения определенных задач в воздушной среде. Летательными аппаратами принято считать все аппараты тяжелее или легче воздуха, движущиеся в атмосфере или в космическом пространстве под воздействием аэродинамических и аэростатистических сил, сил реакции или по инерции.
Характер выполняемых задач зависит от типа и назначения того или иного летательного аппарата. Но условие для осуществления полета летательных аппаратов любого типа и назначения общее – они должны преодолевать силу земного притяжения, т. е. в процессе полета создавать подъемную силу, равную силе притяжения Земли или превышающую ее.
Известны три основных принципа создания подъемной силы:
- аэростатический;
- аэродинамический;
- реактивный.
Соответственно все летательные аппараты можно разделить на три большие группы.
Летательные аппараты, у которых подъемная сила образуется по аэростатическому принципу, образуют группу летательных аппаратов легче воздуха. Аэростатический принцип создания подъемной силы можно объяснить, используя закон Архимеда, одинаково справедливый как для жидкой, так и для воздушной среды: «Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость или газ тело, равна весу жидкости или газа в объеме этого тела».
Летательные аппараты, основанные на аэростатическом принципе, называются воздушными шарами или аэростатами. Стратостаты – это аэростаты, предназначенные для полетов на большие высоты, в стратосферу. Они отличаются от обычных аэростатов наличием герметической кабины. управляемые аэростаты, оборудованные двигателями, называются дирижаблями. оболочка дирижабля удлиненной формы. Кроме гондолы, он имеет силовую установку, создающую силу тяги, необходимую для перемещения его в воздухе, а также рули, с помощью которых можно по желанию летчика изменять направление движения.
Основные достоинства аппаратов легче воздуха заключается в том, что они могут подниматься и опускаться вертикально и даже неподвижно «висеть» в воздухе без дополнительной затраты энергии. Недостатки этих аппаратов – плохая маневренность и малая скорость полета.
У летательных аппаратов второй, наиболее многочисленной группы, подъемная сила образуется по аэродинамическому принципу, при их перемещении относительно воздуха. Это летательные аппараты тяжелее воздуха. Прежде всего к ним относятся самолеты различного типа и назначения. Подъемная сила создается несущими поверхностями, в основном крылом, при перемещении самолета относительно воздуха в результате работы двигательной установки. При этом сила тяги, создаваемая двигательной установкой, позволяет самолету преодолевать сопротивление воздуха. Планеры, в отличие от самолета, не имеют двигательной установки, но подъемная сила, так же как и у самолета, создается крылом при перемещении планера.
К этой же группе относятся вертолеты и автожиры. У вертолетов подъемная сила создается несущим винтом, приводимым во вращение двигательной установкой. У автожиров подъемную силу создает специальный винт, который вращается от набегающего потока воздуха, а поступательное движение осуществляется благодаря двигательной установке.
К летательным аппаратам, подъемная сила которых создается по реактивному ракетному принципу, относятся ракеты и космические корабли различного типа и назначения, реактивные снаряды.
Авиационные модели – это то - же летательные аппараты. В уменьшенном виде они или копируют прототип, или схематически воспроизводят его. Летающие модели, допускаемые к соревнованиям, имеют ограничения по площади несущих поверхностей, полетной массе, рабочему объему или массе двигателя.
Рассмотрим причины возникновения подъемной силы крыла. Наблюдая полет бумажной модели в помещении, можно заметить, что она плавно снижается – планирует. Чтобы понять сущность этого явления, приведем пример.
Возьмем шарик, скатывающийся по наклонной плоскости. Его движение обусловлено силой тяжести. Разложим эту силу на составляющие: на параллельно наклонной плоскости – скатывающую, и перпендикулярно к ней - силу давления. Последняя с увеличением угла ά будет уменьшаться. Скатывающая сила заставляет шарик двигаться вперед – скатываться. Величина её также зависит от угла наклона: чем он больше, тем значительнее скатывающая сила. При движении по наклонной плоскости на шарик действуют и другие силы: трение о поверхность, сопротивление воздуха. Обе эти силы направлены против движения, причем сила сопротивления возрастает с повышением скорости. В результате этого при достижении определенной скорости сумма двух сил (трения и сопротивления воздуха) становится равной скатывающей силе, наступает равновесие сил, и шарик движется с постоянной скоростью (равномерно). В то же время силы упругости доски уравновешиваются силой давления и шарик катится по-прямой.
Теперь проведем аналогичный эксперимент, но вместо шарика возьмем модель планера. У модели планера при движении по наклонной плоскости также возникают скатывающая сила и сила давления. Первая уравновешивается сопротивлением воздуха. Модель, двигаясь в воздухе, крыльями, оперением давит на него, отбрасывая воздух вниз. Но он сопротивляется этому. Возникает подъемная сила противодействия невидимой опоры – воздуха, которая и поддерживает модель планера. При планировании эта сила равна силе давления.
Из эксперимента видно, что модель планера имеет опору особого вида. Чтобы опереться на воздух, модель должна лететь с высокой скоростью или иметь крылья большой площади. В противном случае подъемная сила – «опорная реакция воздуха» - будет мала и не сможет уравновесить силу давления, а без этого не получится и планирования.
При планировании все четыре силы: давления и подъемная, скатывающая и сопротивления воздуха – попарно взаимно уравновешены. Силы давления и скатывающая у модели определенной массы зависят только от угла атаки, а силы подъемная и сопротивления зависят от многих причин: скорости планирования, формы и размеров модели.
Изготовление бумажной летающей модели
Все летчики начинали свой путь в небо с учебного самолета. У авиамоделистов также существуют свои учебные модели. Простейшая бумажная модель изображена на (Рисунке 7). Правильно сделанная модель хорошо летает. На ней можно понять принципы управления полетом. Модель имеет те же основные части, что и натуральный самолет (кроме двигателя и воздушного винта).
Рисунок 7 – Простейшая бумажная модель планера:
а - общий вид модели; б – чертеж модели; в – процесс изготовления.
Для изготовления учебной модели складывают вдвое лист плотной бумаги и карандашом вычерчивают сетку (№): вертикально три квадрата, горизонтально – девять, со стороной 1,5 – 2,0 см. после этого рисуют контур, вырезают и складывают (№). Руководитель обращает внимание учащихся на то, чтобы у крыла линия сгиба была косой и передняя кромка возвышалась над задней на 1,0 – 1,5 мм. Крылу необходимо придать поперечный угол V. Концы крыла должны быть выше середины на 5 – 7 мм. Затем проверяют симметричность модели на виде спереди – не перекошены ли оперение и крыло.
Убедившись, что у модели нет дефектов, приступают к запуску. Для этого её берут двумя пальцами за фюзеляж под крылом, несколько опускают нос и, легко толкнув, запускают в полет. Если модель опускает нос и летит быстро, резко снижаясь, немного отклоняют заднюю кромку стабилизатора вверх. Если же модель задирает нос или летит волнообразно (то поднимаясь, то опускаясь), заднюю кромку слегка опускают.
После нескольких пробных запусков необходимо рассказать учащимся об устойчивости модели.
Одно из условий ровного и продолжительного полета модели – ее продольная устойчивость, т. е. способность лететь по прямой, не задирая самопроизвольно нос вверх (не кабрируя) или не опуская его резко вниз (не пикируя).
Продольную устойчивость модели и самолета обеспечивает стабилизатор и его регулируемая часть – руль высоты. Если требуется, чтобы модель летела по крутой дуге, при помощи элеронов создают крен модели в сторону изгиба дуги. Способность модели быть управляемой и устойчивой в поперечной (боковой) плоскости называется поперечной устойчивостью.
На бумажных и схематических моделях обычно не делают подвижных элеронов. Поперечная устойчивость таких моделей достигается достаточно большим поперечным углом V крыла.
Путевая устойчивость – способность модели лететь прямо, не сворачивая вправо или влево, и быть управляемой в плоскости полета. Создает путевую устойчивость модели киль и его подвижная часть – руль поворота (направления). Отогнув руль поворота немного вправо, увидим, как запущенная модель повернет вправо. Для левого поворота модели руль направления отгибают в обратную сторону.
Объяснив основные способы регулировки, дают учащимся проверить все это на моделях.
После регулировки можно провести соревнования на точность посадки. Для этого на полу рисуют мелом прямоугольник или расстилают лист газеты. На расстоянии 7 – 10 м строят группу. Каждый участник должен постараться посадить модель в начерченный прямоугольник. Если после первого тура таких окажется много, увеличивают расстояние. Результаты соревнований заносят в журнал, самых метких мастеров «посадки».
Гнутьё деталей модели
Необходимость применять гнутые деревянные детали чаще всего встречаются при постройке летающих моделей и точных музейных моделей- копий, в которых воспроизводят полностью наборы каркасов.
Древесину гнут одним из следующих способов:
- над пламенем;
- в распаренном виде;
-холодном виде.
Гнутье над пламенем при постройке летающих моделей применяется очень часто. Этот способ дает особенно хорошие результаты при гнутье бамбука.
Бамбук гнут следующим образом: бамбуковую палку раскалывают вдоль на лучины требуемой ширины, затем срезают неровности на узлах и с краев, с легка смачивают место предполагаемого загиба и равномерно прогревают его, держа лучину внутренней стороной над огнем керосиновой лампы, пламенем спиртовки и т. д. Когда бамбук несколько размягчится, что определяется легкостью изгибания лучины, следует усилить нагрев, приближая её к пламени, и придавать желаемую форму.
Лучине дают остыть в согнутом виде, после чего она сохраняет форму. Качество гнутья зависит от равномерности прогрева. Следует остерегаться пережога, так как в этом случае древесина становится хрупкой. При слабом же нагреве верхние слои плохо тянутся и могут лопнуть.
Для законцовок крыльев и оперений заготовку нужно гнуть сразу на две детали, а затем раскалывать её вдоль волокон на две равные части. При таком способе правые и левые законцовки получаются совершенно одинаковыми.
Гнутье над пламенем применяется также при правке кромок крыльев, выпрямлении стеблей тростника и соломы, идущих для изготовления легких летающих моделей.
Древесина большей части хвойных и лиственных пород над пламенем гнется плохо и трескается в местах изгиба
Гнутье древесины в распаренном виде.
Рейки, приготовленные для гнутья, погружают в сосуд с водой на глубину 100 – 200 мм и кипятят. Время, необходимое для размягчения реек, зависит от толщины материала и породы дерева. Распаренные горячие рейки изгибают и закладывают в шаблоны, где их хорошо просушивают.
Гнутье древесины в холодном виде.
Гнутье древесины в холодном виде применяют в тех случаях, когда требуется небольшая кривизна, либо когда деталь клееная. В последнем случае можно рекомендовать следующий процесс изготовления гнутой детали: строганные пластинки толщиной 1- 2 мм необходимой длинны, позволяющие без особого напряжения придать им желаемый радиус загиба. Для изготовления небольших деталей вместо пластинок применяют шпон. Затем чертеж контура кладут на доску и по нем с припуском в 1- 2 мм набивают бобышки или гвозди. Каждую из пластин смазывают казеиновым клеем и, плотно прижимая друг к другу, вкладывают в шаблон. Для лучшего прилегания пластин друг к другу между деталью и бобышками можно вбить клинья.
После высыхания клея получается прочный устойчивый контур. Если нужно изготовить два или более совершенно одинаковых контуров, то высоту пластин выбирают с таким расчетом, чтобы из общей заготовки вышло несколько деталей. На каждый пропил следует припускать 2- 4 мм.
Распиливать заготовку вдоль лучше всего ножовкой с мелким зубом.
Рисунок 8 – Способы гнутья в холодном виде
7 Соединение деталей (клеевое)
Склеиванием называется соединение деталей путем нанесения на прилегающие поверхности слоя клеящего вещества, которое по затвердевании соединяет их.
Способность клеящего вещества – клея – прочно соединяться с поверхностью детали называется адгезией.
Соединение деревянных деталей склеиванием широко применяется в моделировании. При хорошей склейке получается шов, не уступающий в прочности целому материалу. Прочность клеевого соединения обеспечивается силами сцепления затвердевшего клея с поверхностью древесины и отчасти впитыванием клея в поры. Наибольшая прочность склейки получается при толщине клеевого шва около 0,1 мм.
Различают склеивание вдоль волокна, поперек и в торец. Первые два вида склейки дают хорошие результаты, склейка в торец прочного шва не дает, и ее не следует применять.
Так как древесина подвержена короблению, то не следует применять для склейки массивные бруски. Обычно набирают мелкие бруски и доски до необходимого размера заготовки и склеивают их.
Для получения высокого качества склейки заготовке дают просохнуть и выдерживают её в сухом помещении, что – бы исключить коробление детали после обработки.
Во время склеивания нужно строго следить за тем, чтобы на поверхности, подготовленные к склейке, не попадали пыль и грязь. Подготовленные поверхности не следует трогать руками, в особенности потными и жирными. Склеиваемые поверхности должны быть хорошо пригнаны друг к другу, так как при больших зазорах между склеиваемыми поверхностями из – за усадки клея в шве возникают большие напряжения или пустоты, ослабляющие место склейки. Для большей прочности склейки, лучшего прилегания и получения минимальной толщины шва склеиваемые детали после нанесения клея сжимают струбцинами или специальными приспособлениями – ваймами.
В моделировании часто приходится склеивать мелкие детали, которые удобно прижимать пружинящими, бельевыми или конторскими зажимами. Если готовых зажимов нет, их нетрудно изготовить самому.
Во время сборки летающих моделей, выполненных из бальзы, мелкие детали пришпиливают друг к другу швейными булавками.
После высыхания булавки вынимают, небольшие отверстия, оставшиеся от булавок, не являются помехой. Если бальзу слегка смочить водой в этих местах, то отверстия затягиваются.
Склеивание является одним из самых доступных и простых видов соединений, очень широко используется моделистами и макетчиками благодаря своей простоте и во многих случаях надежности получаемых соединений.
Под склеиванием понимается соединение однородных или разнородных материалов при помощи клея – материала, обладающего связывающей способностью, который при затвердевании прочно соединяет склеиваемые поверхности.
В большинстве своем клеи не универсальны и хорошо склеивают только отдельные группы материалов.
Отрицательной особенностью почти всех клеев является их способность с течением времени стареть, то есть пересыхать, становиться хрупкими и значительно менее прочными. Учитывая это, полагаться на клеевое соединение можно не всегда: там, где требуется особенно надежное соединение, как, например, в летающих моделях, широко применяется способ соединения обмоткой нитками с клеем.
Наиболее доступные клеи, обладающие хорошо клеящими свойствами, это мездровые, казеиновые и нитроклеи. Очень интересны новые виды синтетических клеев, которыми можно склеивать металлы. Несмотря на ценные качества, эти клеи пока не могут заменить пайку и клепку. Но в некоторых случаях они оказываются полезными в моделировании для склеивания тонких металлических пластин, облицовки и декоративной отделки моделей и защиты от действия топлива и продуктов выхлопа на летающих моделях.
8 Организация и проведение авиамодельных соревнований
Соревнования – одна из форм массовой спортивной работы в авиамодельном кружке. Элементы спорта, дух соперничества должны проходить красной нитью в процессе занятий авиамодельного кружка и их обязательно должен использовать руководитель в учебных и воспитательных целях. разумеется, формы и содержание игр и соревнований следует изменять не только в зависимости от времени обучения, но и с учетом общего уровня подготовки кружковцев.
Участие в соревнованиях – один из стимулов технического совершенствования. Высокие спортивные достижения немыслимы без исследовательской работы учащихся. Однако не следует односторонне увлекаться спортивной стороной авиамоделизма. Соревнования должны способствовать углублению технических знаний, воспитывать волю и закалять характер кружковцев.
К соревнованиям необходимо подготовиться следующим образом. Из старшеклассников следует выбрать главного судью и его заместителей (не более двух). Иногда обязанности главного судьи выполняет руководитель, можно пригласить авиамоделиста – спортсмена. Заместителями должны быть подготовленные и беспристрастные моделисты, не принимающие участие в данных соревнованиях.
Для контроля за соблюдением технических требований к моделям назначают технический комитет. Фиксируют спортивные результаты судьи – хронометристы. Если возможно, организуют команду для наведения порядка на старте и доставки улетевших моделей.
Местом соревнований можно выбрать луг, большую поляну, лучше - аэродром.
Организаторам соревнований надо позаботиться об оснащении старта рулеткой, секундомером, леером длинной 50 м, весами с разновесами и т. д. полезно иметь на старте некоторые материалы и инструмент для несложного ремонта моделей.
О времени и месте соревнований следует заранее известить учащихся: вывесить афишу соревнований.
Проводить соревнования надо в воскресный или праздничный день. руководитель должен пригласить на них родителей своих кружковцев. открытие соревнований начинают построением участников и рапортом главному судье. Судьи на старте наблюдают за выполнением правил участниками состязаний. Соревнования проводят на личное первенство.
Заканчиваются соревнования объявлением результатов, вручением дипломов, грамот и призов.
Авиамодельные соревнования – это итог длительной работы каждого моделиста. На них проверяют не только качество моделей, но и умение школьников целеустремленно использовать все свои знания и силы для достижения успеха. А успешному выступлению на любых состязаниях предшествует учеба и тренировка.
На занятиях кружка учащиеся учатся готовить свои модели к соревнованиям, знакомятся с правилами запуска, предварительной регулировкой модели. Руководитель должен научить кружковцев работать с моделями на старте, выяснять причины неудачных полетов и быстро устранять дефекты. На соревнованиях зависит и от степени готовности модели. Обычно авиамоделисты готовят к соревнованиям две модели: одну – для полетов в безветрие, другую – в ветреную погоду. Если модель одна, очень важно в ходе состязаний вносить коррективы при регулировке, в зависимости от меняющихся условий.
Перед каждым запуском необходимо проводить осмотр модели, проверять надежность и прочность крепления её частей. Чтобы успешно состязаться, необходимо обладать спокойствием, уметь правильно рассчитать время старта и вовремя принять решение. На старте не надо суетиться, между турами менять (если необходимо) и умело проводить регулировку. Запуская модель, нужно научить кружковцев правильно взаимодействовать с помощником, вовремя выпускать модель, грамотно устранять дефекты ее полета.
На соревнованиях возможна и поломка модели.
Необходимо научить учащихся правильно и быстро ремонтировать модель. Следует знать, что неудачный ремонт ухудшает летные качества модели. Иногда кружковцев, спеша выйти на старт, ремонтирует небрежно, грубо заклеивает порванную обшивку вместо того, чтобы вырезать поврежденное звено обтяжки и аккуратно наклеить новую обтяжку так же, как она была сделана раньше. Нельзя забывать, что провисшая обтяжка изменяет форму крыла, стабилизатора, возникает добавочное сопротивление, модель плохо набирает высоту, хуже планирует.
Бывает и так: моделист, заметив, что отклонение киля вызывает разворот модели, устранит этот недостаток. Затем, когда появится кружение, он считает, что причина та же, хотя на этот раз разворот вызван перекосом крыла при виде сверху или смещением вала винта (при моторном полете).
Найти причину, изменяющую полет в каждом конкретном случае, не просто: для этого требуется знать теорию полета модели и необходима большая, кропотливая работа руководителя кружка – тренера. Без указанного невозможно воспитать авиамоделиста – спортсмена. Во время тренировок советуем создавать неисправности, дефекты и на них учить анализировать причины неудач и правильно выбирать способы устранения. При этом обязательно теоретически обосновывать неудачные старты и полеты.
Большое значение имеет наблюдение за работой на старте других авиамоделистов и умение анализировать причины их успехов и неудач. И лучшей школой для начинающих авиамоделистов являются соревнования авиамоделистов – спортсменов. Посещение таких состязаний следует практиковать руководителям авиамодельных кружков.
Рисунок 10 - Запуск модели планера
Рекомендуемая литература
1. Андрианов П.Н. Техническое творчество учащихся. М.: Просвещение, 1986.
2. Волков А.П. Приобщение школьников к творчеству. М.: Просвещение, 1982.
3. Выготский Л.С. воображение и творчество в детском возрасте. М.: 1997.
4. Гаевский О.К. Авиамоделирование.-3-е изд.,- М.: «ПАТРИОТ», 1990.-408с.
5. Гульянц Э. Учите детей мастерить. -М.: Просвещение, 1984.
6. Ермаков А.М. Простейшие авиамодели. Книга для уч-ся 5-8 кл. М.: Просвещение, 1984.
7. Журавлева А.П., Болотина Л.А. Начальное техническое моделирование. М.: Просвещение, 1982.
8. Рожков В.С. Авиамодельный кружок. /Метод.пособ. для руководителей кружков. М.: Просвещение, 1978.
9. Смирнов Э.Д. Как сконструировать и построить летающую модель. М.: Просвещение, 1983.
10. Столяров Ю.С. Развитие технического творчества школьников. Учебное пособие для учителей. М.: Просвещение, 1983.
11. Техническое моделирование и конструирование. Учеб. пособие для студентов / Под ред. В.В. Колотилова.
12. Энциклопедический словарь юного техника. / Сост. Б.В. Зубков и С.В. Чумаков. М.: Педагогика, 1980.
36
Получите свидетельство
Вход
Учебно-методическое пособие по технологии "Авиамоделирование" (3.8 MB)
0
2670
145
Нравится
0
