Условия долгого планирования бумажного самолета. Научно-исследовательская работа. Тема работы Идеальный бумажный самолетик. Необычные факты про бумажные модели самолетов

Человек полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума.

(Н. Е. Жуковский)

Почему и как летает самолет Почему могут летать птицы несмотря на то что они тяжелее воздуха? Какие силы поднимают огромный пассажирский самолет, который может летать быстрее, выше и дальше любой птицы, ведь крылья его неподвижны? Почему планер, не имеющий мотора, может парить в воздухе? На все эти и многие другие вопросы дает ответ аэродинамика - наука, изучающая законы взаимодействия воздуха с движущимися в нем телами.

В развитии аэродинамики у нас в стране выдающуюся роль сыграл профессор Николай Егорович Жуковский (1847 -1921) - «отец русской авиации», как назвал его В. И. Ленин. Заслуга Жуковского состоит в том, что он первый объяснил образование подъемной силы крыла и сформулировал теорему для вычисления этой силы. Жуковский не только открыл законы, лежащие в основе теории полета, но и подготовил почву для бурного развития авиации в нашей стране.

При полёте на любой самолёт действуют четыре силы , сочетание которых не даёт ему упасть:

Сила тяжести - постоянная сила, которая притягивает самолёт к земле.

Сила тяги , которая исходит от двигателя и двигает самолёт вперёд.

Сила сопротивления , противоположная силе тяги и вызывается трением, замедляя самолёт и уменьшая подъёмную силу крыльев.

Подъёмная сила , которая образуется тогда, когда воздух, движущийся над крылом, создаёт пониженное давление. Подчиняясь законам аэродинамики, поднимаются в воздух все летательные аппараты, начиная с легких спортивных самолетов

Все самолёты на первый взгляд очень похожи, но если присмотреться, то можно найти в них отличия. Они могут отличаться крыльями, хвостовым опереньем, строением фюзеляжа. От этого зависит их скорость, высота полёта, и прочие манёвры. И у каждого самолёта только своя пара крыльев.

Чтобы полететь, не нужно размахивать крыльями, нужно заставить их двигаться относительно воздуха. А для этого крылу нужно просто сообщить горизонтальную скорость. От взаимодействия крыла с воздухом возникнет подъёмная сила, и, как только её величина окажется больше величины веса самого крыла и всего, что с ним связано, начнётся полёт. Дело остается за малым: сделать подходящее крыло и суметь разогнать его до необходимой скорости.

Наблюдательные люди очень давно заметили, что у птиц крылья не плоские. Рассмотрим крыло, у которого нижняя поверхность плоская, а верхняя - выпуклая.

Поток воздуха, набегающий на переднюю кромку крыла, делится на две части: одна обтекает крыло снизу, другая - сверху. Сверху воздуху приходится пройти путь несколько больший, чем снизу, следовательно, сверху скорость воздуха будет тоже чуть больше, чем снизу. Известно, что с увеличением скорости давление в потоке газа падает. Вот и здесь давление воздуха под крылом оказывается выше, чем над ним. Разница давлений направлена вверх, вот вам и подъёмная сила. А если добавить угол атаки, то подъёмная сила ещё увеличится.

Как летит настоящий самолет?

Настоящее крыло самолета имеет каплевидную форму, за счет этого воздух, проходящий сверху крыла, двигается быстрее по сравнению с воздухом, проходящим внизу крыла. Эта разница в воздушных потоках создает подъемную силу и самолет летит.

А основополагающая идея здесь такова: воздушный поток разрезается надвое передней кромкой крыла, и часть его обтекает крыло вдоль верхней поверхности, а вторая часть - вдоль нижней. Чтобы двум потокам сомкнуться за задней кромкой крыла, не образуя вакуума, воздух, обтекающий верхнюю поверхность крыла, должен двигаться быстрее относительно самолета, чем воздух, обтекающий нижнюю поверхность, поскольку ему нужно преодолеть большее расстояние.

Низкое давление сверху втягивает крыло на себя, а более высокое снизу подталкивает его вверх. Крыло поднимается. И если подъемная сила превышает вес самолета, то и сам самолет зависает в воздухе.

У бумажных самолётов нет профильных крыльев, так как же они летают? Подъёмную силу создаёт угол атаки их плоских крыльев. Даже в случае плоских крыльев можно заметить, что воздух, движущийся над крылом проходит немного больший путь (и движется быстрее). Подъёмную силу создаёт то же самое давление, что и у профильных крыльев, но, конечно, эта разница в давлении не столь велика.

Угол атаки самолета - угол между направлением скорости набегающего на тело потока воздуха и характерным продольным направлением, выбранным на теле, например у самолета это будет хорда крыла, - продольная строительная ось, у снаряда или ракеты - их ось симметрии.

Прямое крыло

Достоинством прямого крыла является его высокий коэффициент подъемной силы это позволяет существенно увеличивать удельную нагрузку на крыло, а значит, уменьшать габариты и массу, не опасаясь значительного увеличения скорости взлета и посадки.

Недостатком, предопределяющим непригодность такого крыла при сверхзвуковых скоростях полета, является резкое увеличение лобового сопротивления самолета

Треугольное крыло

Треугольное крыло жёстче и легче прямого и чаще всего используется при сверхзвуковых скоростях. Применение треугольного крыла определяется главным образом прочностными и конструктивными соображениями. Недостатками треугольного крыла являются возникновение и развитие волнового кризиса.

ВЫВОД

Если при моделировании изменять форму крыла и носа бумажного самолетика, то может измениться дальность и продолжительность его полета

Крылья бумажного самолета - плоские. Чтобы обеспечить разницу в воздушных потоках сверху и снизу крыла (чтобы образовалась подъемная сила) оно должно быть наклонено на определенный угод (угол атаки).

Самолеты для максимально длительных полетов не отличаются жесткостью, зато имеют большой размах крыльев, хорошо сбалансированы.

Бумажный самолёт (самолётик) — игрушечный самолёт, сделанный из бумаги. Вероятно, он является наиболее распространённой формой аэрогами, одной из ветвей оригами (японского искусства складывания бумаги). По-японски такой самолёт называется 紙飛行機 (ками хикоки; ками=бумага, хикоки=самолёт).

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

Использовать бумагу для создания игрушек, как полагают ученые, 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.

Наиболее ранней известной датой создания бумажных самолётиков следует признать 1909 год. Тем не менее, наиболее распространённая версия времени изобретения и имени изобретателя — 1930 год, Джек Нортроп — сооснователь компании Lockheed Corporation. Нортроп использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов. С другой стороны, возможно, что бумажные самолетики знали еще в викторианской Англии.

В начале ХХ 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.

2 сентября 2001 года на Дерибасовской улице известному спортсмену (фехтовальщик, пловец, яхтсмен, боксер, футболист, вело-, мото- и автогонщик начала XX в.) и одному из первых русских авиаторов и лётчиков-испытателей Сергею Исаевичу Уточкину (12 июля 1876, Одесса — 13 января 1916, Санкт-Петербург) был открыт памятник — бронзовый авиатор, стоящий на лестнице дома (ул. Дерибасовская, 22), в котором располагалась синема́, открытая братьями Уточкиными — «УточКино», задумался, собираясь запустить бумажный самолетик. Велики заслуги Уточкина в популяризации авиации в России в 1910—1914 годы. Он совершил десятки демонстрационных полётов во многих городах Российской империи. Его полёты наблюдали будущие известные лётчики и авиаконструкторы: В. Я. Климов и С. В. Ильюшин (в Москве), Н. Н. Поликарпов (в Орле), А. А. Микулин и И. И. Сикорский (в Киеве), С. П. Королёв (в Нежине), П. О. Сухой (в Гомеле), П. Н. Нестеров (в Тбилиси), и др. «Из многих виденных мною людей он самая яркая по оригинальности и по духу фигура», — написал о нём редактор «Одесских новостей», писатель А.И.Куприн. О нем писал и В.В. Маяковский в поэме «Москва-Кёнисгсберг»:
От чертежных дел
седел Леонардо,
чтоб я летел,
куда мне надо.
Калечился Уточкин,
чтоб близко-близко,
от солнца на чуточку,
парить над Двинском.
Авторы памятника — одесские мастера Александр Токарев и Владимир Глазырин.

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.

Так же в начале 1930-х годов Джек Нортроп из Lockheed Corporation использовал несколько бумажных моделей самолетов и крыльев для тестирования. Это делалось перед созданием настоящих больших самолетов.

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".
В 1989 году Энди Чиплинг основал Ассоциацию бумажного авиастроения, а в 2006 году был проведён первый чемпионат по запуску бумажных самолётов. О невероятной популярности соревнований говорит количество участников. В первом подобном чемпионате приняли участие 9500 студентов из 45 стран. А уже через 3 года, когда состоялся второй в истории турнир, уже более 85 стран были представлены в Австрии на финале. Соревнования проводятся в трёх дисциплинах: самая длинная дистанция, самое долгое планирование и аэробатика.

Детский фильм «Бумажные самолетики» Роберта Коннолли завоевал гран-при австралийского кинофестиваля CinéfestOz. «Этот очаровательный детский фильм понравится и родителям. Дети и взрослые играют замечательно. А режиссеру я просто завидую за его уровень и талант», — заявил председатель жюри фестиваля Брюс Бересфорд. Режиссёр Роберт Коннолли решил потратить премию размером в 100 тысяч долларов на рабочие поездки по всему миру молодых актеров, задействованных в фильме. Фильм «Бумажные самолетики» рассказывает историю маленького австралийца, который отправился на мировой чемпионат бумажных самолетиков. Фильм является дебютом режиссёра Роберта Коннолли в детском игровом кино.

Многочисленные попытки увеличить время пребывания бумажного самолётика в воздухе время от времени приводят к взятию очередных барьеров в этом виде спорта. Кен Блэкберн (Ken Blackburn) удерживал мировой рекорд на протяжении 13 лет (1983—1996) и вновь получил его 8 октября 1998 года, бросив бумажный самолёт в помещении так, что он продержался в воздухе 27,6 секунды. Этот результат подтверждён представителями Книги рекордов Гиннесса и репортёрами CNN. Бумажный самолётик, использованный Блэкберном, можно отнести к категории планеров.

Проводятся соревнования по запуску бумажных самолётиков под названием Red Bull Paper Wings. Они проводятся в трёх категориях: «высший пилотаж», «дальность полёта», «длительность полёта». Последний мировой чемпионат проводился 8-9 мая 2015 года в Зальцбурге, Австрия.

Кстати, 12 апреля, в День космонавтики в Ялте в очередной раз запускали бумажные самолетики. На Набережной Ялты прошел Второй фестиваль бумажных самолетиков «Космические приключения». Участие приняли в основном школьники 9-10 лет. Чтобы поучаствовать в конкурсах, они выстраивались в очереди. Соревновались в дальности полета, длительности нахождения самолета в воздухе. Отдельно оценивались оригинальность модели и креативность дизайна. Новинкой года стали номинации: «Самый сказочный летательный аппарат» и «Полет вокруг Земли». Роль Земли сыграл постамент памятника Ленину. Кто потратил меньше всего попыток, чтоб его облететь, тот и выиграл. Председатель оргкомитета фестиваля Игорь Данилов рассказал корреспонденту Крымского информационного агентства, что формат проекта им подсказали исторические факты. «Общеизвестен факт, что Юрий Гагарин (может это, конечно, не очень нравилось учителям, но, тем не менее) частенько запускал бумажные самолетики на уроках. Мы решили оттолкнуться от этой идеи. В прошлом году это было сложнее, это была сырая идея. Надо было придумать соревнования и даже просто вспомнить, как собираются бумажные самолетики», – поделился Игорь Данилов. Соорудить бумажный самолет можно было прямо на месте. Начинающим авиаконструкторам помогали знатоки.

А чуть раньше, 20-24 марта 2012 чемпионат по запуску бумажных самолетиков прошел в Киеве (в НТУ "КПИ"). Победители всеукраинских соревнований представляли Украину в финале Red Bull Paper Wings, который состоялся в легендарном Ангаре-7 (Зальцбург, Австрия), под стеклянными куполами которого хранятся легендарные авиационные и автомобильные раритеты.

30 марта в столице в павильоне Мосфильма прошел национальный финал Чемпионата мира по запуску бумажных самолетов Red Bull Paper Wings 2012. В Москву приехали победители региональных отборочных туриниров из четырнадцати городов России. Из 42-х человек были выбраны трое: Женя Бобер (номинация «самый красивый полет»), Александр Чернобаев («самый дальний полет»), Евгений Переведенцев («самый длительный полет»). Оценивало выступление участников жюри, в состав которого вошли профессиональные пилоты Айбулат Яхин (майор, старший летчик АГВП «Русские Витязи») и Дмитрий Самохвалов (лидер пилотажной группы «Первый полёт», мастер спорта международного класса по авиамодельному спорту), а также VJ телеканала A-One Глеб Болелов.

А чтобы и Вы могли поучаствовать в подобных соревнованиях,

А чтобы вам легче было собирать самолетики компания Arrow, занимающаяся разработкой электроники, выпустила рекламный ролик, в котором снят работающий механизм из конструктора LEGO, который самостоятельно складывает и запускает бумажные самолетики. Видео предназначалось для показа на Супербоуле-2016. На создание устройства у изобретателя Артура Сацека ушло 5 дней.

Продолжительность полета по времени и дальность самолета будут зависеть от многих нюансов. И если вы хотите вместе с ребенком сделать бумажный самолетик, который долго летает, то уделите внимание таким его элементам:

хвосту . Если хвост изделия сложен неправильно, то самолет не будет парить;
крыльям . Устойчивость поделки поможет увеличить загнутая форма крыльев;
толщине бумаги. Материал для поделки нужно брать полегче и тогда ваша «авиация» будет летать намного лучше. Также бумажное изделие должно быть симметричным. Но если вы будете знать, как из бумаги сделать самолетик – все у вас получится правильно.

Кстати, если Вы считаете, что занятие бумажным авиамоделированием это цацки-пецки, то Вы очень даже не правы. Чтобы развеять Ваши сомнения, напоследок приведу интересную, я бы сказал, монографию.

Физика бумажного самолета

От меня: Не смотря на то, что тема достаточно серьезная, рассказана она живо и интересно. Являясь отцом практически выпускницы средней школы, автор рассказа был втянут в смешную историю с неожиданным концом. В ней есть познавательная часть и трогательная жизненно–политическая. Далее речь пойдет от первого лица.

Незадолго перед новым годом, дочь решила проконтролировать собственную успеваемость и узнала, что физичка при заполнении журнала задним числом, наставила каких–то лишних четверок и полугодовая оценка висит между «5» и «4». Тут надо понимать, что физика в 11 классе — предмет, мягко говоря, непрофильный, все заняты дрессурой для поступления и страшным ЕГЭ, но на общий балл она влияет. Скрипя сердце, из педагогических соображений мною было отказано во вмешательстве — типа разберись сама. Она подсобралась, пришла на выяснение, переписала прямо тут же какую–то самостоятельную и получила полугодовую пятерку. Все бы ничего, но учительница попросила в рамках решения вопроса зарегистрироваться на Поволжскую научную конференцию (Казанский университет) в секцию «физика» и написать какой–нибудь доклад. Участие ученика в этой шняге идет в зачет при ежегодной аттестации учителей, ну и типа «тогда уж точно год закроем». Учительницу можно понять, нормальная, в общем–то, договоренность.

Ребенок подзагрузился, пошел в оргкомитет, взял правила участия. Поскольку девочка довольно ответственная, стала размышлять и придумывать какую–нибудь тему. Естественно, обратилась за советом ко мне — ближайшему техническому интеллигенту постсоветской эпохи. В интернете нашелся список победителей прошлых конференций (там дают дипломы трех степеней), это нас соориентировало, но не помогло. Доклады представляли собой две разновидности, одна — «нанофильтры в нефтяных инновациях», вторая — «фотографии кристаллов и электронный метроном». По мне, так вторая разновидность нормальна — дети должны резать жабу, а не втирать очки под правительственные гранты, но у нас идей особо не прибавилось. Пришлось руководствоваться правилами, что–то вроде «предпочтение отдается самостоятельным работам и экспериментам.»

Решили, что будем делать какой–нибудь смешной доклад, наглядный и прикольный, без зауми и нанотехнологий — развеселим аудиторию, участия нам достаточно. Времени было месяца полтора. Копипаст был принципиально неприемлем. После некоторых размышлений, определились с темой — «Физика бумажного самолетика». Я в свое время провел детство в авиамоделизме, да и дочка любит самолеты, поэтому тема более–менее близкая. Предстояло сделать законченное практическое исследование физической направленности и, собственно, написать работу. Далее я буду постить тезисы этой работы, некоторые комментарии и иллюстрации/фото. В конце будет конец истории, что логично. Если будет интересно, отвечу на вопросы уже развернутыми фрагментами.

С учетом проведенной работы мы можем нанести на mind map раскраску, индицирующую выполнение поставленных задач. Зелёным цветом здесь обозначены пункты, которые находятся на удовлетворительном уровне, светло–зеленым — вопросы, которые имеют некоторые ограничения, желтым — области затронутые, но не разработанные в должной мере, красным — перспективные, нуждающиеся в дополнительном исследовании (финансирование приветствуется).

Оказалось, что у бумажного самолета есть хитрый срыв потока наверху крыла, который формирует изогнутую зону, похожую на полноценный аэродинамический профиль.

Для опытов взяли 3 разные модели.

Все самолеты собирались из одинаковых листов бумаги формата А4. Масса каждого самолета — 5 грамм.

Для определения базовых параметров был проделан простейший эксперимент — полет бумажного самолетика фиксировался видеокамерой на фоне стены с нанесенной метрической разметкой. Поскольку известен межкадровый интервал для видеосъемки (1/30 секунды), можно легко вычислить скорость планирования. По падению высоты на соответствующих кадрах находятся угол планирования и аэродинамическое качество самолета.

В среднем, скорость самолетика — 5–6 м/с, что не так у ж и мало.

Аэродинамическое качество — порядка 8.

Чтобы воссоздать условия полета, нам нужен ламинарный поток со скоростью до 8 м/с и возможность измерить подъемную силу и сопротивление. Классический способ таких исследований — аэродинамическая труба. В нашем случае ситуация упрощается тем, что сам самолетик имеет небольшие габариты и скорость и может быть непосредственно помещен в трубу ограниченных размеров.Следовательно, нам не мешает ситуация, когда продуваемая модель существенно отличается по габаритам от оригинала, что, в силу различия чисел Рейнольдса, требует компенсации при измерениях.

При сечении трубы 300x200 мм и скорости потока — до 8 м/с нам понадобится вентилятор с производительностью не менее 1000 куб.м/час. Для изменения скорости потока необходим регулятор скорости двигателя, а для измерения — анемометр с соответствующей точностью. Измеритель скорости не обязательно должен быть цифровым, вполне реально обойтись отклоняемой пластиной с градуировкой по углу или жидкостным анемометром, который имеет большую точность.

Аэродинамическую труба известна достаточно давно, ее применял в исследованиях еще Можайский, а Циолковский и Жуковский уже детально разработали современную технику эксперимента, которая принципиально не изменилась.

Настольная аэродинамическая труба была реализована на основе достаточно мощного промышленного вентилятора. За вентилятором расположены взаимно перпендикулярные пластины, спрямляющие поток перед попаданием в измерительную камеру. Окна в измерительной камеры снабжены стеклами. В нижней стенке прорезано прямоугольное отверстие для держателей. Непосредственно в измерительной камере установлена крыльчатка цифрового анемометра для измерения скорости потока. Труба имеет небольшое сужение на выходе для “подпора” потока, позволяющее снизить турбулентность ценой уменьшения скорости. Частота вращения вентилятора регулируется простейшим бытовым электронным регулятором.

Характеристики трубы оказались хуже расчетных, главным образом из–за несоответствия производительности вентилятора паспортным характеристикам. Подпор потока тоже снизил скорость в зоне измерений на 0.5 м/с. В результате максимальная скорость — чуть выше 5 м/с, что, тем не менее, оказалось достаточным.

Число Рейнольдса для трубы:
Re = VLρ/η = VL/ν
V (скорость) = 5м/c
L (характеристика)= 250мм = 0,25м
ν (коэф (плотность/ вязкость)) = 0,000014 м2/с
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143

Для измерений сил, действующих на самолет использовались элементарные аэродинамические весы с двумя степенями свободы на основе пары электронных ювелирных весов с точностью 0.01 грамм. Самолет фиксировался на двух стойках под нужным углом и устанавливался на платформу первых весов. Те, в свою очередь, размещались на подвижной площадке с рычажной передачей горизонтального усилия на вторые весы.

Измерения показали, что точность вполне достаточна для базовых режимов. Однако, было сложно фиксировать угол, поэтому лучше разработать соответствующую схему крепления с разметкой.

При продувке моделей измерялись два основных параметра — сила сопротивления и подъемная сила в зависимости от скорости потока при заданном угле. Было построено семейство характеристик с достаточно реалистичными значениями, позволяющие описать поведение каждого самолета. Результаты сведены в графики с дальнейшим нормированием масштаба относительно скорости.

Модель №1.
Золотая середина. Конструкция максимально соответствует материалу — бумаге. Прочность крыльев соответствует длине, развесовка оптимальна, поэтому правильно сложенный самолет хорошо выравнивается и плавно летит. Именно сочетание таких качеств и легкость сборки сделало эту конструкцию такой популярной. Скорость меньше, чем у второй модели, но больше, чем у третьей. На больших скоростях уже начинает мешать широкий хвост, до этого прекрасно стабилизирующий модель.

Модель №2.
Модель с наихудшими летными характеристиками. Большая стреловидность и короткие крылья призваны лучше работать на высоких скоростях, что и происходит, но подъемная сила растет недостаточно и самолет действительно летит как копье. Кроме того, он не стабилизируется в полете должным образом.

Модель №3.
Представитель “инженерной” школы — модель специально задумывалась со специальными характеристиками. Крылья большого удлинения действительно работают лучше, но сопротивление растет очень быстро — самолет летает медленно и не терпит ускорений. Для компенсации недостаточной жесткости бумаги используются многочисленные складки в носке крыла, что тоже увеличивает сопротивление. Тем не менее, модель очень показательна и летает хорошо.

Некоторые результаты по визуализации вихрей

Если внести в поток источник дыма, то можно увидеть и сфотографировать потоки, огибающие крыло. В нашем распоряжении не было специальных генераторов дыма, мы использовали палочки благовоний. Для увеличения контраста использовался фильтр для обработки фотографий. Скорость потока также уменьшалась, поскольку плотность дыма была невысока.

Также потоки можно исследовать с помощью коротких нитей, приклеиваемых на крыло, либо тонким щупом с ниткой на конце.

Связь параметров и конструктивных решений. Сравнение приведенных к прямоугольному крылу вариантов. Положение аэродинамического центра и центра тяжести и характеристик моделей.

Уже отмечалось, что бумага как материал имеет много ограничений. Для малых скоростей полета длинные узкие крылья имеют лучшее качество. Не случайно реальные планеры, особенно рекордсмены, тоже имеют такие крылья. Однако для бумажных самолетов существуют технологические ограничения и их крылья не похожи на оптимальные.

Для анализа взаимосвязи геометрии моделей и их летных характеристик необходимо привести сложную форму к прямоугольному аналогу методом переноса площадей. Лучше всего с этим справляются компьютерные программы, позволяющие представить разные модели в универсальном виде. После преобразований описание сведется к базовым параметрам - размах, длина хорды, аэродинамический центр.

Взаимная связь этих величин и центра масс позволит зафиксировать характерные значения для различных типов поведения. Эти расчеты выходят за рамки данной работы, но могут быть легко проделаны. Однако можно принять, что центр тяжести для бумажного самолета с прямоугольными крыльями находится на расстоянии один к четырем от носа к хвосту, для самолета с крыльями “дельта” - на одной второй (так называемая нейтральная точка).

Понятно, что бумажный самолетик — это в первую очередь просто источник радости и прекрасная иллюстрация для первого шага в небо. Сходный принцип парения на практике используют только белки–летяги, не имеющие большого народно–хозяйственного значения, по крайней мере, в нашей полосе.

Более практичным подобием бумажному самолету является “Wing suite” — костюм–крыло для парашютистов, позволяющий осуществлять горизонтальный полет. Кстати, аэродинамическое качество такого костюма меньше, чем у бумажного самолета — не больше 3–х.

Я придумал тему, план — на 70 %, редактирование теории, железяки, общее редактирование, план выступления.

Она — всю теорию собрала, вплоть до перевода статей, измерения (весьма трудоемкие, кстати), рисунки/графики, текст, литературу, презентацию, доклад (было много вопросов).

В результате работы была изучена теоретическая база полета бумажных самолетов, спланированы и осуществлены эксперименты, позволившие определить численные параметры для разных конструкций и общие взаимосвязи между ними. Затронуты и сложные механизмы полета, с точки зрения современной аэродинамики.

Описаны основные параметры, влияющие на полет, даны комплексные рекомендации.
В общей части произведена попытка систематизации области знаний на основе mind map, намечены основные направления для дальнейших исследований.

Месяц пролетел незаметно — дочь копала интернет, гоняла трубу на столе. Весы косячили, самолетики сдувало мимо теории. На выходе получилось страниц 30 приличного текста с фотографиями и графиками. Работа была отправлена на заочный тур (всего несколько тысяч работ во всех секциях). Еще через месяц, о ужас, вывесили список очных докладов, где наш соседствовал с остальными нанокрокодилами. Ребенок горестно вздохнул и принялся лепить презентацию на 10 минут. Сразу исключили зачитывание — выступать, так живо и осмысленно. Перед мероприятием устроили прогон с хронометражом и протестами. Утром невыспавшаяся докладчица с правильным ощущением «ничего не помню и не знаю» попилила в КГУ.

К концу дня я начал волноваться, ни ответа — ни привета. Появилось такое шаткое состояние, когда не понимаешь — рискованная шутка удалась или нет. Не хотелось, чтобы подростку как–то вышла боком это история. Оказалось, что все затянулось и ее доклад пришелся аж на 4 вечера. Ребенок прислал смс — «все рассказала, жюри смеется». Ну, думаю, ладно, спасибо хоть не ругают. И еще через час примерно — «диплом первой степени». Вот это было совершенно неожиданно.

Мы думали о чем угодно, но на фоне совершенно дикого прессинга лоббированных тем и участников получить первый приз за хорошую, но неформатную работу — это что–то из совсем забытого времени. После уже она рассказала, что жюри (достаточно авторитетное, кстати, не меньше кфмн) молниеносно прибивало зомбированных нанотехнологов. Видать, все так наелись в научных кругах, что безоговорочно выставили негласный заслон мракобесию. Доходило до смешного — бедный ребенок зачитывал какие–то дикие научизмы, но не мог ответить в чем измерялся угол при его экспериментах. Влиятельные научные руководители слегка бледнели (но быстро восстанавливались), для меня загадка — зачем им было устраивать такое позорище, да еще и за счет детей. В итоге, все призовые места раздали славным ребятам с нормальными живыми глазами и хорошими темами. Второй диплом, например, получила девочка с моделью двигателя Стирлинга, которая бойко его запускала на кафедре, шустро меняла режимы и осмысленно комментировала всякие ситуации. Еще один диплом дали парню, который сидел на университетском телескопе и что–то там высматривал под руководством профессора, который однозначно не допускал никаких посторонних «помощей». В меня же эта история вселила некоторую надежду. В то, что есть воля обычных, нормальных людей к нормальному порядку вещей. Не привычка к предрешенной несправедливости, а готовность к усилиям по ее восстановлению.

На следующий день, на награждении, к призерам подошел председатель приемной коммисии и сказал, что все они досрочно зачислены на физфак КГУ. Если они захотят поступить, то просто должны принести документы вне конкурса. Эта льгота, кстати, реально существовала когда–то, но сейчас она официально отменена, также как отменены дополнительные преференции медалистам и олимпиадчикам (кроме, кажется, победителей российских олимпиад). То есть — это была чистая инициатива ученого совета. Понятно, что сейчас кризис абитуриентов и на физику не рвутся, с другой стороны — это один из самых нормальных факультетов с хорошим еще уровнем. Так, исправляя четверку, ребенок оказался в первой строке зачисленных..

А потянула бы дочь такую работу одна?
Она тоже спрашивала — типа пап, я ведь не сама все сделала.
Моя версия такая. Ты все сделала сама, понимаешь что написано на каждой странице и ответишь на любой вопрос — да. Знаешь об области больше присутствующих тут и знакомых — да. Поняла общую технологию научного эксперимента от зарождения идеи до результата + побочные исследования — да. Проделала значительную работу — несомненно. Выдвинула эту работу на общих основаниях без протекции — да. Защитила — ок. Жюри квалифицированное — без сомнения. Тогда это твоя награда за конференцию школьников.

Я — инженер–акустик, небольшая инженерная компания, системотехнику в авиационном заканчивал, еще учился потом.

© Lepers MishaRappe

В 1977 году Эдмонд Xи разработал новый бумажный самолет, который назвал Паперанг. Его основа – аэродинамика дельтапланов и подобен он стелс-бомбардировщику. Данный самолет единственный имеет длинные узкие крылья и работающие аэродинамические поверхности. Конструкция Паперанга позволяет менять каждый параметр формы самолетика. В конструкции данной модели используют скрепку, поэтому она запрещена в большинстве соревнований по бумажному самолетостроению.

Ребята, создавшие электрический бумажный самолетик Conversion Kit, пошли дальше. Они оснастили бумажный самолетик электрическим мотором. Зачем, можете спросить Вы? Чтобы лучше и дольше летал! Электрический бумажный самолетик Conversion Kit может летать несколько минут! Радиус действия самолётика — до 55 метров. Поворот в горизонтально плоскости совершается с помощью руля, а в вертикальной — изменением тяги двигателя. PowerUp 3.0 представляет собой крошечную управляющую плату с радиомодулем Bluetooth Low Energy и LiPo-аккумулятором, соединённую углепластиковым стержнем с двигателем и рулём направления. Управляется игрушка со смартфона, для подзарядки служит разъём microUSB. Хотя изначально приложение для управления самолётом было доступно лишь для iOS, успех краудфандиногвой кампании позволил быстро собрать деньги и на дополнительную цель — приложение для Android, так что полетать будет можно с любым смартфоном, имеющим на борту Bluetooth 4.0. Использовать набор можно с любым самолётом подходящего размера — будет где развернуться фантазии. Правда, базовый набор на Кикстартере стоит аж 30 долларов. Но... это ж их американские приколы... Кстати, американец Шай Гойтейн, пилот с 25-летним стажем, уже несколько лет работает на стыке детских увлечений и современных технологий.

Питер Сакс, юрист и любитель дронов, сделал запрос о возможности использования бумажного самолётика с прикреплённым двигателем в коммерческих целях. Его целью было выяснить, распространит ли агентство свою юрисдикцию на бумажные самолёты? Согласно FAA, если на такой самолёт установлен мотор и его владелец подал заявление на получение соответствующих документов, ответом будет громкое «да». Согласно полученному разрешению, Саксу позволяется запускать Tailor Toys Power Up 3.0 — управляемый смартфоном пропеллер, прикрепляющийся к бумажному самолётику. Устройство стоит порядка 50 долларов, имеет радиус действия около 50 метров и время полёта до 10 минут. Сакс запрашивал разрешение на использование самолётика для осуществления аэрофотосъёмки — существуют достаточно маленькие и лёгкие камеры, способные выполнить эту цель. FAA выдало Саксу сертификат, позволяющий это делать, но в нём же прописано 31 ограничение на использование этого самолётика, в том числе:

запрещается летать со скоростью более 160 километров в час (речь идёт о бумажном самолётике!);
допустимый вес аппарата не должен превышать 24 килограмм (часто вы видите такие бумажные самолётики?);
Летательный аппарат не должен подниматься выше 120 метров (напомним, максимальный радиус полёта Power Up 3.0 составляет 50 метров).

Судя по всему, Федеральное управление гражданской авиации не делает никаких различий между дронами и игрушкой-самоделкой, какой является Power Up 3.0. Согласитесь, это несколько странно, когда государство пытается регулировать полёты бумажных самолётиков?

Впрочем, "нет дыма без огня". Проект военного дрона-шпиона Cicada (Covert Autonomous Disposable Aircraft) , названного в честь насекомого, которое вдохновило на изобретение, Морская научно-исследовательская лаборатория США запустила ещё в 2006 году. В 2011 году были проведены первые испытательные полёты устройства. Но дрон Cicada постоянно совершенствуется, и разработчики на мероприятии Lab Day, организованном Министерством обороны США, представили новую версию устройства. Дрон, или как его официально называют «скрытый автономный одноразовый самолёт», внешне выглядит как обычный игрушечный самолётик, легко умещаясь на ладони. Примерно 5-6 дронов могут поместиться в куб с ребром 15 см, сказал Аарон Кан, старший инженер исследовательской лаборатории ВМС, что делает их полезными для наблюдения за большими площадями. Над территорий вероятного противника будут парить сотни таких машин. Предполагается, что неприятель не сможет сбить сразу все. Даже если «выживет» лишь несколько единиц — уже хорошо. Их хватит для сбора необходимой информации. К тому же он летит практически бесшумно, так как не имеет мотора (подпитка идет от батареи). В силу беззвучности и малых размеров это устройство идеально подходит для разведывательных миссий. С земли беспилотник-планер похож на летящую вниз птицу. Кроме того конструкция устройства, состоящая всего из 10 деталей, вышла на удивление надёжной. Cicada выдерживает движение на скорости до 74 км/ч, может отскакивать от веток деревьев, приземляться на асфальт или в песок — и оставаться невредимым. "Cicada Drone" контролируется с совместимыми iOS или Android-устройствами. Во время тестирования дрон был оснащён датчиками температуры, давления и влажности. Но в условиях боевой эксплуатации начинка может быть совершенно иной. Например, микрофон с радиопередатчиком или другая легковесная аппаратура. «Это почтовые голуби роботехнической эпохи. Вы указываете им, куда лететь, и они летят туда», — говорит Дэниел Эдвардс (Daniel Edwards), аэрокосмический инженер из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США. Причем, не куда попало, а по заданным координатам GPS. Точность посадки впечатляет. На испытаниях беспилотник сел в 5 метрах от цели (после 17,7 км пути). «Они пролетали сквозь деревья, попадали на асфальт взлетно-посадочных полос, падали на гравий и в песок. Единственное, как мы обнаружили, что могло остановить их, так это кустарники в пустыне», - добавляет Эдвардс. Маленькие беспилотники могут отслеживать передвижение транспорта на дорогах в тылу врага, используя сейсмический датчик или тот же микрофон. Магнитные датчики могут отслеживать перемещение подводных лодок. Ну и, конечно, с помощью микрофонов можно прослушивать переговоры вражеских солдат или оперативников. В принципе, на беспилотник можно поставить и видеокамеру, но передача видео требует слишком большой пропускной способности канала, эту техническую проблему пока не решили. Дроны найдут применение и в метеорологии. Помимо того, Cicada отличается невысокой себестоимостью. Создание прототипа обошлось Лаборатории в кругленькую сумму (около $1000), но инженеры отметили, что при налаживании серийного производства эта цена сократится до $250 за штуку. На выставке научно-технических достижений в Пентагоне многие выказали интерес к этому изобретению, в том числе разведывательные агентства.

Они и не такое могут

21 марта 2012 года над американской пустыней Аризона пролетел бумажный аэроплан невероятных размеров - длинной в 15 метров и с размахом крыльев в 8 метров. Этот мега-самолёт - самый большой в мире летательный аппарат из бумаги. Его вес составляет около 350 кг, поэтому запустить его простым взмахом руки, естественно, не удалось бы. Он был поднят при помощи вертолета на высоту около 900 м (а по некоторым источникам, до 1,5 километров), и затем пущен в свободный полет. Летящего бумажного «коллегу» сопровождали и несколько настоящих самолетов – с целью зафиксировать весь его путь и подчеркнуть масштабность этого, пусть не имеющего практической ценности, но очень интересного проекта. Ценность его в другом – он явился воплощением мечты многих мальчишек запустить огромный бумажный самолетик. Его и придумал, собственно говоря, ребенок. 12-летний победитель тематического конкурса, который провела местная газета, Артуро Валденегро, получил в виде приза возможность реализовать свой дизайн-проект с помощью команды инженеров частного Музея космоса и авиации Пима (Pima Air & Space Museum). Специалисты, принимавшие участие в работе, признаются, что создание этого бумажного самолета пробудило в них настоящее детство и поэтому творчество было особо вдохновенным. Самолет был назван в честь своего главного конструктора – он носит гордое имя «Артуро - Орёл пустыни». Полет воздухоплавательного аппарата прошел нормально, в планировании ему удалось развить скорость 175 километров в час, после чего он совершил плавную посадку в песках пустыни. Организаторы этого шоу жалеют, что упустили возможность зафиксировать полет самого большого в мире бумажного самолета в Книге рекордов Гиннеса – представителей этой организации на испытания не пригласили. Но директор Pima Air & Space Museum Ивонн Моррис надеется, что этот сенсационный полет поможет воскресить в молодых американцах угасший в последние годы интерес к авиации.

Вот еще несколько рекордов бумажного самолетостроения

В 1967 году «Scientific American» спонсировал Международное состязание бумажных самолётов, которое привлекло почти двенадцать тысяч участников и вылилось в «Большую международную книгу бумажных самолётов». Арт-менеджер Клара Хобца перезапустила состязание 41 год спустя, издав свою собственную «Книгу бумажных самолётов нового тысячелетия». Для участия в этом состязании Джек Вегас заявил этот летающий цилиндр в классе детских самолётов, который сочетает в себе элементы глайдер-стиля и дарт-стиля. Тогда он заявил, «Иногда он демонстрирует удивительные парящие свойства, и я уверен, что он победит!» Однако, цилиндр не победил. Бонусные очки за оригинальность.

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.

В 2012 г. Павел Дуров (бывший глава ВК) на день города в Санкт-Петербурге решил подзадорить праздничное настроение народа и начал запускать в толпу самолетики, сделанные из пятитысячных купюр. Всего было выброшено 10 купюр на 50 тысяч рублей. Говорят, народ готовит акцию под названием: «Верни сдачу Дурову», планируя закидать щедрого медиамагната металлическими монетами мелкого достоинства.

Мировой рекорд по длительности полета бумажного самолетика составляет 27,6 секунд (см. выше). Принадлежит Кену Блекберну (Ken Blackburn) из соединенных штатов Америки. Кен один из самых известных моделистов бумажных самолетиков во всем мире.

Мировой рекорд по дальности полета бумажного самолетика составляет 58,82 м. Результат был установлен Тони Флетчем (Tony Flech) из США штат Висконсин, 21 мая 1985 года и является мировым рекордом.

В 1992 году ученики старшей школы объединились с инженерами NASA, чтобы создать три гигантских бумажных самолёта с размахом крыльев в 5.5, 8.5 и 9 метров. Их усилия были направлены на то, чтобы побить мировой рекорд самого большого бумажного самолёта. Книга Рекордов Гиннесса постановила, что самолёт должен пролететь больше чем 15 метров, но самая крупная из построенных моделей, показанная на фотографии, сильно превзошла эту цифру, пролетев до приземления 35 метров.

Бумажный самолетик с самым большим размахом крыла 12,22 м был построен студентами факультета авиа- и ракетостроения, в Делфтском техническом университете в Нидерландах. Запуск состоялся в помещении 16 мая 1995 года. Запускал модель 1 человек, самолет пролетел 34,80 м с трехметровой высоты. По правилам самолет должен был пролететь около 15 метров. Если бы не ограниченное пространство, он бы пролетел намного дальше.

Самая маленькая оригами модель бумажного самолетика была сложена под микроскопом пинцетами мистером Наито из Японии. Для этого ему понадобился кусочек бумаги размером в 2,9 квадратных миллиметров. После изготовления, самолетик был помещен на кончик швейной иглы.

Доктор Джеймс Портер, медицинский директор роботизированной хирургии в Швеции сложил небольшой бумажный самолетик, используя робота да Винчи, продемонстрировав, как это устройство предоставляет хирургам большую точность и ловкость по сравнению с существующими средствами.

Проект Космический самолёт . Данный проект заключался в том, чтобы запустить сто бумажных самолётиков вниз на Землю с границы космоса. Каждый самолётик должен был нести между крыльев флэш-карточку компании Samsung с записанным на ней сообщением. Проект «Космический самолёт» был задуман в 2011 году как трюк, чтобы продемонстрировать, насколько прочны флэш-карты компании. В конце концов, Samsung объявил об успехе проекта ещё до того, как все запущенные самолёты были получены обратно. Наше впечатление: здорово, какая-то компания бросает самолётики на Землю из космоса!

Во все времена человек стремился оторваться от земли и воспарить словно птица. Поэтому многие люди подсознательно питают любовь к машинам, способным поднять их в воздух. А изображение самолета отсылает нас к символике свободы, легкости и небесной силы. В любом случае, самолет обладает положительным значением. Чаще всего изображение бумажного самолетика обладает небольшими размерами и является выбором девушек. Пунктирная линия, которой дополняют рисунок, создает иллюзию полета. Такая татуировка расскажет о безоблачном детстве, невинности и некоторой наивности обладателя. Она символизирует естественность, легкость, воздушность и непринужденность человека.
Все наши встречи до одной зачем-то в памяти храня.
За это глупое письмо Вы извините, Бога ради.
Мне просто хочется узнать, как Вам живется без меня.

Вы на конверте адрес мой, конечно, вспомните едва ли,
А я Ваш - помню наизусть... Хотя, казалось бы - на кой?
Вы обещание писать, и даже помнить, не давали,
Кивнули коротко: "Пока", и помахали мне рукой.

Я допишу свое письмо, сложу бумажный самолетик,
А в полночь выйду на балкон и отпущу его в полет.
Пусть он летит туда, где Вы, по мне скучая, слез не льете,
И, одиночеством томясь, не бьетесь рыбою об лед.

Как будто в море штормовом простой ореховой скорлупкой
Мой белокрылый почтальон плывет в полночной тишине.
Как стон израненной души, как тонкий луч надежды хрупкой,
Который столько долгих лет и днем, и ночью светит мне.

Пусть барабанит серый дождь по крышам города ночного,
Летит бумажный самолет, ведь за штурвалом - летчик-ас,
Несет письмо, а в том письме всего лишь три заветных слова,
Безумно важных для меня, но, к сожаленью, - не для Вас.

Простой, казалось бы, маршрут - от сердца к сердцу, да вот только
Тот самолет, в который раз, куда-то ветром отнесет...
А Вы, письма не получив, не опечалитесь нисколько,
И не узнаете о том, что я люблю Вас... Вот и все...

А иногда, наигравшись самолетиками, девушки становятся ангелами:

Или ведьмами

но... это уже другая история...

Для того, чтобы сделать самолетик из бумаги, потребуется прямоугольный бумажный лист, который может быть как белым, так и цветным. По желанию можно использовать тетрадную, ксероксную, газетную или любую другую бумагу, которая имеется в наличии.

Плотность основы для будущего самолета лучше выбирать ближе к средней, чтобы он далеко летал и при этом его было не слишком трудно складывать (на слишком плотной бумаге обычно сложно фиксировать сгибы и они получаются неровными).

Складываем самую простую фигурку самолета

Начинающим любителям оригами лучше начать с самой простой, знакомой всем с детства модели самолетика:

Для тех, кому не удалось сложить самолет по инструкции, приводим видео мастер-класс:

Если этот вариант надоел еще в школе и вы хотите расширить свои навыки бумажного самолетостроения, расскажем как поэтапно выполнить две несложные вариации предыдущей модели.

Самолет-дальнобойщик

Пошаговая фото-инструкция

Складываем прямоугольный лист бумаги пополам по большей стороне. Загибаем два верхних угла к середине листа. Отворачиваем получившийся угол «долиной», то есть на себя.

Загибаем углы образовавшегося прямоугольника к середине таким образом, чтобы выглядывал небольшой треугольник посередине листа.

Отгибаем маленький треугольник кверху - он будет фиксировать крылья будущего самолета.

Складываем фигуру по оси симметрии, учитывая, что маленький треугольник должен остаться снаружи.

Загибаем крылья с обоих боков к основе.

Выставляем под углом 90 градусов оба крыла самолета, чтобы далеко летал.

Таким образом, не потратив много времени, получаем далеколетный самолетик!

Схема складывания

Складываем бумажный прямоугольный лист вдоль его большей стороны пополам.

Загибаем два верхних угла к середине листа.

Заворачиваем «долиной» углы по пунктирной линии. В технике оригами «долиной» называется выполнение сгиба участка листа по определенной линии в направлении «на себя».

Складываем получившуюся фигуру по оси симметрии таким образом, чтобы уголки оказались снаружи. Обязательно проследите за тем, чтобы контуры обоих половинок будущего самолетика совпали. От этого зависит, как он будет в дальнейшем летать.

Загибаем крылья по обоим бокам самолета, как показано на рисунке.

Убедитесь, что угол между крылом самолета и его фюзеляжем составляет 90 градусов.

Получился вот такой быстрый самолетик!

Как сделать так, чтобы самолетик далеко летал?

Хотите научиться правильно запускать бумажный самолет, который вы только сделали своими руками? Тогда внимательно ознакомьтесь с правилами его управления:

Если все правила соблюдаются, но модель все равно летает не так, как хотелось бы, попробуйте усовершенствовать ее следующим образом:

Если самолет постоянно норовит резко взмыть вверх, а затем, совершая мертвую петлю, резко уходит вниз, врезаясь носом в землю, ему требуется апгрейд в виде увеличения плотности (веса) носовой части. Это можно сделать немного загнув нос бумажной модели вовнутрь, как показано на картинке, или прикрепив нему снизу канцелярскую скрепку.
В случае, если при полете модель летит не прямо, как нужно, а в сторону, оснастите ее рулем поворота, загнув часть крыла по линии, изображенной на рисунке.
Если самолетик уходит в штопор, ему срочно необходим хвост. Вооружившись ножницами, сделайте ему быстрый и функциональный апгрейд.
А вот если, модель во время испытаний заваливается набок, скорее всего причиной неудачи служит отсутствие стабилизаторов. Чтобы добавить их к конструкции, достаточно загнуть крылья самолета по краям по указанным пунктиром линиям.

Также предлагаем вашему вниманию видео инструкцию по изготовлению и испытанию интересной модели самолета, который способен не только далеко, но и невероятно долго летать:

Теперь, когда вы уверены в своих силах и уже набили руку на складывании и запуске простых самолетиков, предлагаем инструкции, которые расскажут вам, как сделать самолет из бумаги более сложной модели.

Самолет-невидимка F-117 («Ночной ястреб»)

Самолет-бомбовоз

Схема выполнения

Берем прямоугольный листок бумаги. Верхнюю часть прямоугольника складываем двойным треугольником: для этого отгибаем правый верхний угол прямоугольника таким образом, чтобы его верхняя сторона совпала с левой боковой стороной.
Затем по аналогии загибаем левый угол, совмещая верхнюю часть прямоугольника с его правой боковой стороной.
Через точку пересечения полученных линий выполняем сгиб, который в итоге должен быть параллелен меньшей стороне прямоугольника.
По этой линии складываем внутрь получившиеся боковые треугольники. Должна получиться фигура, показанная на рисунке 2. Намечаем линию посередине листа в нижней части по аналогии с рисунком 1.

Обозначаем линию, параллельную основанию треугольника.

Переворачиваем фигуру на обратную сторону и отгибаем угол по направлению «на себя». Должна получиться следующая бумажная конструкция:

Снова перекладываем фигуру на другую сторону и загибаем два уголка вверх, предварительно согнув верхнюю часть вдвое.

Переворачиваем фигуру обратно и отгибаем угол вверх.

Сворачиваем левый и правый углы, обведенные на рисунке кружком, в соответствии с картинкой 7. Такая схема позволит добиться правильного изгиба угла.

Загибаем угол от себя и складываем фигуру по средней линии.

Заводим края вовнутрь, вновь складываем фигуру пополам, а потом на себя.

В конечном итоге, у вас получится вот такая бумажная игрушка - самолет-бомбовоз!

Бомбардировщик СУ-35

Истребитель «Остроносый ястреб»

Пошаговая схема выполнения

Берем листик бумаги прямоугольной формы, сгибаем его пополам вдоль большей стороны и намечаем середину.

Отгибаем по направлению «на себя» два угла прямоугольника.

Сгибаем углы фигуры по пунктирной линии.

Складываем фигуру поперек таким образом, чтобы острый угол оказался на середине противоположной стороны.

Переворачиваем полученную фигуру на обратную сторону и формируем две складки, как показано на рисунке. Очень важно, чтобы складки были сложены не к средней линии, а под небольшим углом к ней.

Получившийся угол сгибаем на себя и одновременно отворачиваем вперед угол, который после всех манипуляций будет находиться на обратной стороне макета. Должна получиться фигура, как показано на рисунке ниже.

Загибаем фигуру пополам от себя.

Опускаем крылья самолетика по пунктирной линии.

Подгибаем немного концы крыльев для получения так называемых винглетов. Затем расправляем крылья так, чтобы они образовали с фюзеляжем прямой угол.

Бумажный истребитель готов!

Истребитель «Планирующий ястреб»

Инструкция по изготовлению:

Берем прямоугольный листок бумаги и намечаем середину, сложив его пополам вдоль большей стороны.

Загибаем внутрь к середине два верхних угла прямоугольника.

Переворачиваем лист на обратную сторону и загибаем складки по направлению «на себя» к центральной линии. Очень важно, чтобы верхние углы при этом не перегибались. Должна получиться вот такая фигурка.

Сворачиваем верхнюю часть квадрата по диагонали к себе.

Получившуюся фигуру складываем пополам.

Намечаем складочку также, как показано на рисунке.

Заправляем внутрь прямоугольную часть фюзеляжа будущего самолетика.

Отгибаем крылышки вниз по линии пунктира под прямым углом.

Получился вот такой бумажный самолетик! Осталось посмотреть, как он летает.

Истребитель F-15 Eagle

Самолет «Конкорд»

Следуя приведенным фото- и видео-инструкциям вы сможете своими руками за несколько минут сделать самолет из бумаги, игра с которым станет приятным и занимательным времяпрепровождением для вас и ваших детей!

Актуальность: «Человек не птица, а летать стремится» Так уж сложилось, что человека всегда тянуло к небу. Люди пытались сделать себе крылья, позже летательные аппараты. И их старания оправдались, они смогли все-таки взлететь. Появление самолетов ничуть не уменьшило актуальность древнего желания… В современном мире летательные аппараты заняли почетное место, они помогают людям преодолевать большие расстояния, перевозят почту, лекарства, гуманитарную помощь, тушат пожары и спасают людей … Так кто же построил первый в мире самолет и совершил на нем управляемый полет? Кто сделал этот столь важный для человечества шаг, ставший началом новой эры, эры авиации? Изучение данной темы я считаю интересной и актуальной

Задачи исследования: 1.Изучить по научной литературе историю возникновения авиации, историю появления первых бумажных самолетов. 2.Сделать модели самолетов из разных материалов и организовать выставку: «Наши самолеты» 3.Провести испытания в полете для правильного выбора модели самолета и типа бумаги на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе

Объект исследования: бумажные модели самолетов Проблемный вопрос: Какая модель бумажного самолетика пролетит на самую длинную дистанцию и самое долгое планирование в воздухе? Гипотеза: Мы предполагаем, что самую длинную дистанцию пролетит самолётик « Дротик», а самое долгое планирование в воздухе будет у самолётика «Планера» Методы исследования: 1.Анализ прочитанной литературы; 2.Моделирование; 3.Исследование полетов бумажных самолетиков.

Первым самолётом, который смог самостоятельно оторваться от земли и совершить управляемый горизонтальный полёт, стал «Флайер-1», построенный братьями Орвилом и Уилбуром Райт в США. Первый полёт самолёта в истории был осуществлён 17 декабря 1903 года. «Флайер» продержался в воздухе 12 секунд и пролетел 36,5 метров. Детище Райтов было официально признано первым в мире аппаратом тяжелее воздуха, который совершил пилотируемый полёт с использованием двигателя.

Полет состоялся 20 июля 1882 года в Красном Селе под Петербургом. Испытывал самолет помощник Можайского механик И.Н. Голубев. Аппарат разбежался по специально построенному наклонному деревянному настилу, взлетел, пролетел определенное расстояние и благополучно приземлился. Результат, конечно, скромный. Но возможность полетов на аппарате тяжелее воздуха была очевидно доказана.

История появления первых бумажных самолетиков Наиболее распространённая версия времени изобретения и имени изобретателя 1930 год, Джек Нортроп сооснователь компании Lockheed Corporation. Нортроп использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов.Несмотря на кажущуюся несерьезность этого занятия, оказалось, что пускание самолетиков - целая наука. Родилась она в 1930 году, когда Джек Нортроп - сооснователь компании Lockheed Corporation, использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов1930 годДжек НортропLockheed Corporation

Заключение В заключении хочу сказать, работая над этим проектом мы узнали много нового интересного, много сделали моделей своими руками, стали дружнее. В результате проведенной работы мы поняли: если мы будем серьёзно увлекаться авиамоделированием, то возможно кто-то из нас станет знаменитым авиаконструктором и сконструирует самолет, на котором будут летать люди.

1. http http://ru.wikipedia.org/wiki/Бумажный самолётик...ru.wikipedia.org/wiki/Бумажный самолётик annews.ru/news/detailannews.ru/news/detail opoccuu.com htmopoccuu.com htm 5. poznovatelno.ruavia/8259.htmlpoznovatelno.ruavia/8259.html 6. ru.wikipedia.orgwiki/Братья_Райтru.wikipedia.orgwiki/Братья_Райт 7. locals.md2012/stan-chempionom- mira…samolyotikov/locals.md2012/stan-chempionom- mira…samolyotikov/ 8 stranamasterov.ru из модулей МК самолётstranamasterov.ru из модулейМК самолёт

Научная историко-исследовательская работа
Выполнила:ученица 11 класса Зарипова Рузиля
Научный руководитель:Сарбаева А.А.
МБОУ СОШ с.Красная Горка

Введение

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. Все люди когда-нибудь делали бумажные самолетики и запускали их в полет. Бумажные самолетики получают популярность во всем мире. Это привело к введению нового термина аэрогами. Аэрогами – современное название изготовления и запуска бумажных моделей самолетов, одно из направлений оригами (японского искусства складывания бумаги).
Актуальность этой работы обусловлена возможностью использовать полученные знания для проведения уроков в начальных классах с целью вызвать интерес у учащихся к миру авиации и выработать необходимые качества и умения использовать творческий опыт и знания в изучении и развитии авиации.
Практическая значимость определяется возможностью провести мастер-класс по складыванию бумажных самолетиков разных моделей у учителей начальных классов, а также возможностью провести соревнования среди учащихся.
Объектом исследования являются бумажные модели самолетов.
Предметом исследования является возникновение и развитие аэрогами.
Гипотезы исследования:
1) бумажные модели самолетов являются не только забавной игрушкой, а чем-то, более важным для мирового сообщества и технического развития нашей цивилизации;
2) если при моделировании изменять форму крыла и носа бумажного самолетика, то может измениться дальность и продолжительность его полета;
3) 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.
Цель исследования: проследить историю развития аэрогами, узнать какое влияние оказывает это увлечение на общество, какую помощь оказывает бумажная авиация в технической деятельности инженеров.
В соответствии с поставленной целью нами были сформулированы следующие задачи :

Изучить информацию по данной проблеме;
Ознакомиться с различными моделями бумажных самолетов и научиться их выполнять;
Изучить дальность и время полета разных моделей бумажных самолетов.

Аэрогами – бумажная авиация

Аэрогами берет свое начало из всемирно известного оригами. Ведь основные приемы, техника, философия идут от него. Датой создания бумажных самолётиков следует признать 1909 год. Тем не менее, наиболее распространённая версия времени изобретения и имени изобретателя - 1930 год, Джек Нортроп -основатель компании Lockheed Corporation.

Нортроп использовал бумажные самолётики для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов. Он сконцентрировался на разработке «летающих крыльев», которые он считал следующим этапом развития авиации. В наши дни бумажная авиация, или аэрогами, получила мировую известность. Каждый человек знает, как сложить элементарный самолетик и запустить его. Но на сегодняшний день это уже не просто забава для одного или двух человек, а серьезное увлечение, по которому проводятся соревнования по всему миру.

Red Bull Paper Wings – пожалуй, самое грандиозное соревнование «бумажных авиаторов» в мире. Чемпионат дебютировал в Австрии в мае 2006 года, приняли участие спортсмены из 48 стран. Количество участников отборочных туров, проводящихся по всему миру, превысило 9500 человек. Участники традиционно соревнуются в трех категориях: «Дальность полета», «Длительность полета» и «Аэробатика».

Кен Блэкберн – мировой рекордсмен по запуску самолетиков

Имя Кена Блэкберна известно всем фанатам бумажной авиации и это неудивительно, ведь он создал модели, которые били рекорды по дальности и времени полета, рассказал о том, что маленький самолетик – это точная копия большого и что на нее действуют те же законы аэродинамики, что и на настоящие. Мировой рекордсмен Кен Блэкберн впервые познакомился с конструкцией квадратных бумажных самолетиков в возрасте всего 8 лет во время посещения любимой авиационной секции. Он заметил, что самолеты с большим размахом крыла летают лучше и выше обычных самолетов-дротиков. К неудовольствию школьных учителей, юный Кен экспериментировал с конструкцией самолетиков, посвящая этому массу времени. В 1977 году он получил в подарок Книгу рекордов Гиннесса и твердо решил побить действующий 15-секундный рекорд: его самолеты иногда находились в воздухе больше минуты. Путь к рекорду не был легким.
Блэкберн изучая авиацию в университете Северной Каролины, пытался достичь поставленной цели. К тому времени он понял, что результат зависит больше от силы броска, чем от конструкции самолета. Несколько попыток вывели его результат на уровень 18,8 с. К тому времени Кену уже стукнуло 30. В январе 1998-го Блэкберн открыл Книгу рекордов и обнаружил, что был сброшен с пьедестала парой британцев, показавших результат 20,9 с.
Такого Кен допустить не мог. На этот раз в подготовке авиатора к рекорду участвовал настоящий спортивный тренер. Кроме того, Кен испытал множество конструкций самолетов и выбрал лучшие из них. Результат последней попытки оказался феноменальным: 27,6 с! На этом Кен Блэкберн решил остановиться. Даже если его рекорд будет побит, что рано или поздно должно случиться, свое место в истории он заработал.

Какие силы действуют на бумажный самолет

Почему же летают аппараты тяжелее воздуха - самолеты и их модели? Вспомните, как ветер гонит листья и бумажки вдоль улицы, поднимает их вверх. Летящую модель можно сравнить с предметом, гонимым потоком воздуха. Только воздух здесь неподвижен, а модель мчится, рассекая его. При этом воздух не только тормозит полет, но при определенных условиях создает подъемную силу. Посмотрите на рисунок 1(приложение). Здесь показано сечение крыла самолета. Если крыло будет расположено так, чтобы между его нижней плоскостью и направлением движения самолета был некоторый угол a (называемый углом атаки), то, как показывает практика, скорость потока воздуха, обтекающего крыло сверху, будет больше, чем его скорость снизу крыла. А по законам физики в том месте потока, где скорость больше, давление меньше, и наоборот. Вот почему при достаточно быстром движении самолета давление воздуха под крылом будет больше, чем над крылом. Эта разность давлений поддерживает самолет в воздухе и называется подъемной силой.
На рисунке 2(Приложение) показаны силы, действующие на самолет или модель в полете. Суммарное действие воздуха на летательный аппарат представляют в виде аэродинамической силы R. Эта сила является результирующей силой, действующей на отдельные части модели: крыло, фюзеляж, оперение и т. д. Направлена она всегда под углом к направлению движения. В аэродинамике действие этой силы принято заменять действием двух ее составляющих - подъемной силы и силы сопротивления.
Подъемная сила Y всегда направлена перпендикулярно направлению движения, сила сопротивления X - против движения. Сила тяжести G всегда направлена вертикально вниз. Подъемная сила зависит от площади крыла, скорости полета, плотности воздуха, угла атаки и аэродинамического совершенства профиля крыла. Сила сопротивления зависит от геометрических размеров поперечного сечения фюзеляжа, скорости полета, плотности воздуха и качества обработки поверхностей. При прочих равных условиях дальше летит та модель, у которой поверхность отделана более тщательно. Дальность полета определяется аэродинамическим качеством К, равным отношению подъемной силы к силе сопротивления, то есть аэродинамическое качество показывает, во сколько раз подъемная сила крыла больше силы сопротивления модели. В планирующем полете подъемная сила модели Y обычно равна весу модели, а сила сопротивления X в 10-15 раз меньше, поэтому дальность полета L будет в 10-15 раз больше высоты Н, с которой начался планирующий полет. Следовательно, чем легче модель, чем она тщательнее изготовлена, тем большей дальности полета можно достигнуть.

Экспериментальное исследование моделей бумажных самолетов в полете

Организация и методы исследования

Исследование проводилось в МБОУ СОШ с.Красная Горка.

В исследовании мы ставили перед собой следующие задачи :

Ознакомиться с инструкциями различных моделей бумажных самолетов. Узнать какие сложности возникают при сборке моделей.
Провести эксперимент, направленный на исследование бумажных самолетов в полете. Все ли модели одинаково послушны при запуске, какое время они проводит в воздухе и какова дальность их полета.

Комплекс методов и методик , которые мы использовали для проведения исследования:

Моделирование множества моделей бумажных самолетов;
Моделирование экспериментов по запуску моделей бумажных самолетов.

При проведении эксперимента мы наметили следующую последовательность действий :
1.Выбрать заинтересовавшие нас виды самолетов. Изготовить модели бумажных самолетов. Провести испытания самолетов в полете, с целью определения их летных качеств (дальности и точности в полете, времени в полете), способа запуска и простоты исполнения. Данные занести в таблицу. Выбрать модели, показавшие лучшие результаты.
2.Три из лучших моделей выполнить из различных сортов бумаги. Провести испытания, данные занести в таблицу. Сделать вывод, какая бумага лучше всего подходит для выполнения моделей бумажных самолетов.
Формы записей результатов исследования - данные эксперимента фиксировать в таблицах.
Первичная обработка и анализ и результатов исследования осуществлялась следующим образом:

Внесение полученных результатов эксперимента в соответствующие формы записей;
Схематическое,графическое, иллюстративное представление результатов(подготовка презентации).
Написание выводов.

Описание, анализ результатов исследования и выводы о зависимости длительности полета бумажного самолетика от модели и способа запуска

Эксперимент 1Цель: собрать информацию о моделях бумажных самолетов; проверить, насколько сложно собирать модели разных видов; проверить сделанные модели в полете.
Оборудование: офисная бумага, схемы сборки бумажных моделей самолетов, рулетка, секундомер, бланки для фиксирования результатов.
Место проведения: коридор школы.
После изучения большого количества инструкций моделей бумажных самолетов, мы выбрали пять, понравившихся мне моделей. Детально изучив инструкции к ним, мы выполнили эти модели из офисной бумаги формата А4. После выполнения этих моделей, мы провели их испытание в полете. Данные этих испытаний мы занесли в таблицу.

Таблица 1

	Название модели бумажного самолета	Рисунок модели	Сложность сборки модели(от 1 до 10 баллов)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета, с (наиб.)	Особенности при запуске
1	Основной дротик(Basic Dart)		3	6	0,93	Закручивается
2			4	8,6	1,55	Летит по прямой
3	Истребитель(Harrier Paper Airplane)		5	4	3	Плохо управляем
4	Сокол Ф-16(F-16 Falcon Paper Airplane)		7	7,5	1,62	Плохо планирует
5	Космический Шаттл(Space Shuttle Paper Airplane)		8	2,40	0,41	Плохо планирует

На основе данных этих испытаний мы сделали следующие выводы :

Собирать модели не так просто, как можно было подумать. При сборке моделей очень важно симметрично выполнять сгибы, это требует определенной сноровки и навыков.
Все модели можно разделить на два вида: модели, пригодные для запуска на дальность полета, и модели, которые хорошо себя показывают при запуске на длительность полета.
Лучше всех вела себя при запуске на дальность полета модель №2 Сверхзвуковой истребитель (Delta Fighter).

Эксперимент 2

Цель: сравнить, модели из какой бумаги показывают лучшие результаты по дальности полета, по времени полета.
Материалы: офисная бумага, тетрадные листы, газетная бумага, рулетка, секундомер, бланки для фиксирования результатов.
Место проведения : коридор школы.
Три лучшие модели мы выполнили из различных сортов бумаги. Провели испытания, данные занесли в таблицу. Сделали вывод, какую бумагу лучше всего использовать для выполнения моделей бумажных самолетов.

Таблица 2

	Сверхзвуковой истребитель(Delta Fighter)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета,с (наиб.)	Дополнительные замечания
1	Офисная бумага	8,6	1,55	Большая дальность полета
2	Газетная бумага	5,30	1,13
3	Тетрадный лист бумаги	2,6	2,64	Из бумаги в клеточку выполнять модель проще и быстрее;очень большое время полета

Таблица 3

	Сокол Ф-16(F-16 Falcon Paper Airplane)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета,с (наиб.)	Дополнительные замечания
1	Офисная бумага	7,5	1,62	Большая дальность полета
2	Газетная бумага	6,3	2,00	Плавный полет, хорошо планирует
3	Тетрадный лист бумаги	7,1	1,43	Из бумаги в клеточку выполнять модель проще и быстрее

Таблица 4

	Основной дротик(Basic Dart)	Дальность полета,м (наиб.)	Время полета,с (наиб.)	Дополнительные замечания
1	Офисная бумага	6	0,93	Большая дальность полета
2	Газетная бумага	5,15	1,61	Плавный полет, хорошо планирует
3	Тетрадный лист бумаги	6	1,65	Из бумаги в клеточку выполнять модель проще и быстрее;очень большое время полета

На основе данных, полученных в ходе эксперимента, мы сделали следующие выводы:

Из тетрадных листов в клеточку выполнять модели проще, чем из офисной или газетной бумаги, но при испытаниях они показывают не очень высокие результаты;
Модели, выполненные из газетной бумаги очень красиво летят;
Для получения высоких результатов по дальности полета больше подходят модели из офисной бумаги.

Выводы
В результате нашего исследования мы ознакомилась с различными моделями бумажных самолетов: они отличаются между собой сложностью складывания, дальностью и высотой полета, продолжительностью полета, что подтвердилось в ходе эксперимента. На полет бумажного самолета влияют различные условия: свойства бумаги, размер самолета, модель.. Проведенные эксперименты позволили выработать следующие рекомендации по сборке моделей бумажных самолетов:

Прежде, чем приступить к сборке модели бумажного самолета, нужно решить, какой вид модели нужен: для длительности или дальности полета?
Чтобы модель хорошо летала, сгибы нужно выполнять ровно, точно следовать размерам, указанным в схеме сборки,следить за тем, чтобы все сгибы выполнялись симметрично.
Очень важно, каким образом загнуты крылья, от этого зависит длительность и дальность полета.
Складывание бумажных моделей развивает абстрактное мышление человека.
В результате исследования мы узнали, что бумажные самолетики используются для тестирования новых идей при конструкции реальных самолётов.

Заключение
Данная работа посвящена исследованию предпосылок развития популярности бумажной авиации, значению оригами для общества, выявлению является ли бумажный самолетик точной копией большого, действуют ли на него те же законы аэродинамики, что и на настоящие самолеты.
В ходе эксперимента, выдвинутая нами гипотеза 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.
Таким образом, наша гипотеза о том, что бумажные модели самолетов являются не только забавной игрушкой, а чем-то, более важным для мирового сообщества и технического развития нашей цивилизации, подтвердилась.

Список источников информации
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/aviaciya_i_kosmonavtika/PLANER.html
http://igrushka.kz/vip95/bumavia.php http://igrushka.kz/vip91/paperavia.php
http://danieldefo.ru/forum/showthread.php?t=46575
Бумажные самолетики. – Москва // Новости космонавтики. – 2008 –735. – 13 c
Статья «Бумагия #2: Аэрогами», Принт Фан
http://printfun.ru/bum2

Приложение

Силы аэродинамики

Рис. 1. Сечение крыла самолета
Подъемная сила -Y
Сила сопротивления X
Сила тяжести - G
Угол атаки - a

Рис. 2. Силы, действующие на самолет или модель в полете