Вторник, 21.11.2017, 15:08
Приветствую Вас Гость | RSS
Пятнадцатая олимпиада
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Архив работ » Четырнадцатая олимпиада (2016/17 уч.год)

Влияние дисковой формы крыла летательного аппарата на аэродинамические качества и безопасность дисколета

 

Автор: Сажин Сергей Игоревич
Возраст: 16 лет
Место учебы: МАОУ «Гимназия», ученик 10 А класса
Город: Новоуральск Свердловской области
Руководитель: Ваганова Алла Витальевна (учитель физики  МАОУ «Гимназия»)

Историко-исследовательская работа: «Влияние дисковой формы крыла летательного аппарата на аэродинамические качества и безопасность дисколета»

План исследовательской работы:​

1 Введение
2 Теоретические основы аэродинамики применительно к лётным качествам летательных аппаратов дисковидной формы
    2.1 Основные понятия аэродинамики
    2.2 История возникновения самолётов с дисковой формой крыла и фюзеляжа 
    2.3 Прототипы первых дисколётов
    2.4 Разработки и практическое применение самолётов с дисковой формой крыла и фюзеляжа
    2.5 Послевоенное и современное развитие дисколётов

3 Практическое исследование  влияния дисковой формы крыла летательного аппарата на аэродинамические качества и безопасность полета

    3.1 Целевые установки практического исследования

    3.2 Изготовление планеров с обычной и дисковой формой крыла

    3.3 Исследование аэродинамических свойств моделей с обыкновенным и дисковым крылом и их влияние на безопасность полётов

    3.4  Выводы по практической части исследовательской работы

 4 Заключение
 5 Источники и литература

1. Введение

«Будьте  реалистами - делайте невозможное…»

 Эрнест Че Гевара

Современная статистика воздухоплавания говорит о частых катастрофах в небе, в большинстве случаев заканчивающихся трагически. И сейчас, как никогда актуально задуматься над созданием такого летательного аппарата, который стал бы эталоном безопасности в воздухе. В  этой связи, назрела пора обратиться к новым формам летательных аппаратов, позволяющим им быть более устойчивыми в воздухе и, имея большую площадь соприкосновения, легко парить при снижении, в случае возникновения нештатных ситуаций.  И здесь, лучше всего, на мой взгляд, может подойти форма тарелки или диска.

Возможно, были какие-то разработки, я даже о них где-то слышал, может они были даже и удачные, мы об этом мало что знаем. По крайней мере, серьезного отношения к ним до сих пор не было, и нет. И я задумался, что же такое «дисколёт», какими преимуществами перед существующими летательными аппаратами он может обладать, и почему изобретательская мысль так упорно обходит его стороной? Налицо противоречие: с одной стороны, летательные аппараты в форме диска имеют большую устойчивость и подъёмную силу, а с другой стороны, как показывает анализ работы с литературой недостаточно информации о статики, динамики и устойчивости летательных аппаратов  такого типа.

Актуальность проблемы использования летательных аппаратов, базирующихся на дисковых конструкциях крыла и физюляжа, её практическая значимость в условиях безопасности полётов, недостаточная освещённость практического использования «дисколётов» обусловили выбор темы исследования: «Влияние дисковой формы крыла летательного аппарата на аэродинамические качества и безопасность «дисколёта».

Объект исследования: летательные аппараты с дисковой формой крыла и фюзеляжа. 

Предмет исследования: устойчивость, подъёмная сила и безопасность «дисколёта».

Цель данной работы заключается в определении влияния дисковой формы крыла  летательного аппарата на аэродинамические качества и безопасность «дисколёта» на основе испытания модели «дисколёта».

В основу исследования была положена следующая гипотеза: летательные аппараты с дисковой формой крыла, т.е. «дисколёты» целесообразны в использовании по своим аэродинамическим характеристикам и являются безопасным транспортным средством.

Цель, объект, предмет и гипотеза исследования обусловили задачи исследования:

1. Ознакомиться с историей возникновения самолётов с дисковой формой крыла и фюзеляжа;

2. Изучить теоретический материал об основных понятиях аэродинамики, имеющий отношение к  «дисколётам»;

3. С помощью опроса выявить уровень теоретической и практической осведомлённости обучающихся и их родителей о существовании, преимуществах и необходимости использования «дисколётов»;

4. Проанализировать основные факторы «за» и «против» технологии создания самолётов дисковой формы;

5. Построить модель планера с обыкновенным и дисковым крылом и на их примере продемонстрировать в сравнении их лётные качества;

6. Экспериментально установить влияние дисковой формой крыла сконструированной модели летательного аппарата на его устойчивость, подъёмную силу и безопасность;

7. Соотнести результаты собственных исследований с выводами специалистов, занимающихся вопросами безопасности полётов и создания систем их обеспечивающих;

8. Сделать вывод о верности гипотезы о целесообразности использования на практике «дисковых» самолётов.

 

2 Теоретические основы аэродинамики применительно к лётным качествам летательных аппаратов дисковидной формы

2.1 Основные понятия аэродинамики

 

    Крыло эллиптической формы в плане обладает самым высоким аэродинамическим качеством - минимально возможным сопротивлением при максимальной подъемной силе. К сожалению, крыло такой формы применяется не часто из-за сложности конструкции, низкой технологичности и плохих «срывных» характеристик. Однако сопротивление на больших углах атаки крыльев другой формы в плане всегда оценивается по отношению к эллиптическому крылу. Наилучший пример применения крыла такого вида- английский истребитель "Спитфайер".

    Дисковидное крыло - сугубо экспериментальные образцы. Имеет форму диска (окружности). Летательные аппараты, построенные с таким крылом, обладали большим приростом подъёмной силы, отличались величиной значительно большего критического угла атаки и практическое отсутствие штопора (срыв потока). Уникальные характеристики такого крыла обусловлены тем, что оно обтекается воздухом равномерно по всей площади, при этом не возникает паразитных завихрений дестабилизирующих летательный аппарат.  Основной минус-малое аэродинамическое качество, приводящее к большим энергозатратам силовой установки. Скоростные характеристики неизвестны. Серийных летательных аппаратов с дискообразным крылом нет, а с появлением винтокрылой техники концепция самого дискообразного крыла попала в историю.

Дискообразное крыло давно привлекает советских конструкторов-любителей. Еще в начале 50-х годов в СССР был создан Дископлан-1, который успешно прошел летные испытания, прекрасно выполнял фигуры высшего пилотажа, не срывался в штопор на больших углах атаки. Все это считается достоинством дискообразного крыла. Планер Дископлаи-1 имел аэродинамическое качество 7, площадь крыла составляла 10 м а взлетная масса — 230 кг. Планер Дископлан-2  создан в 60-е годы. На больших углах атаки он устойчиво парашютировал, и имея тенденции к сваливанию на крыло. Результаты этих работ были использованы при проектировании возвращаемых космических летательных аппаратов.

2.2 История возникновения самолётов с дисковой формой крыла и фюзеляжа 


«Дископлан» - летательный аппарат, имеющий крыло круглой формы. Особенностью данного крыла на малых скоростях полёта является безотрывность его обтекания, до весьма больших углов атаки.

Одним из проектов классического «дископлана» является проект летательного аппарата Э.Сведенборга (Швеция, 1716г.). Летательный аппарат, предложенный шведским философом и естествоиспытателем Эммануэлем Сведенборгом (1688-1772), должен был быть снабжен жесткой неподвижной поверхностью. Для подъема и перемещения по воздуху были предусмотрены небольшие машущие поверхности, приводимые в движение человеком. При взлете машина должна была буксироваться людьми.

В проекте Сведенборга были предусмотрены многие конструктивные особенности, применяемые в сегодняшних самолетах - продольные и поперечные силовые элементы крыла, колесное шасси, руль направления (на рисунке не показан). Расчетный взлетный вес аппарата Сведенборга составлял 180 кг, площадь крыла – 195 м2, удлинение крыла - 0,75. Основной материал - дерево и полотно.

В 1894 г. К. Э. Циолковский опубликовал работу «Аэроплан, или птицеподобная (авиационная) летательная машина». В ней он подробно обосновал идею аэроплана с неподвижным свободнонесущим крылом трапециевидной формы, толстого профиля, с поперечным V при изогнутости. по типу «чайка», размахом 14,7 м и площадью 54 м2.

Нас в этом эскизе интересует форма и толстый профиль крыла, практически переходящий в фюзеляж каплевидной формы.

 

2.3 Прототипы первых дисколётов

 

Первым в мире реальным дископланом был самолет с дисковым крылом конструкции русского изобретателя А.Г.Уфимцева, так называемый "сфероплан", построенный в 1909-м году.

А.Г.Уфимцев построил четыре оригинальных авиационных двигателя и два самолета «Сфероплана». В 1909 т. он  построил двухцилиндровый двухтактный ротативный авиационный двигатель в двух вариантах, в 1910-1911 г.г. - два биротативных двигателя: четырех- и шестицилиндровый с соосными винтами каждый. В 1912 году на III Всероссийском воздухоплавательном съезде и авиационной выставке А.Г.Уфимцеву за биротативный двигатель была присуждена большая серебряная медаль. Изобретатель запатентовал двадцать два изобретения. Был его проект самолета с приспособлением для катапультного взлета посредством сжатого воздуха. (Один из двигателей А.Г.Уфимцева, а именно - биротативный авиационный двигатель представлен в Музее ЦДАиК ).

«Сфероплан» №1—оригинальный по схеме самолет, построенный летом 1909 г. «Сфероплан» имел крыло круглой в плане формы, такое же круглое горизонтальное оперение на плоской расчалочной ферме и трехколесное шасси (с носовым колесом). Аппарат был снабжен двухцилиндровым двигателем (20л.с.) его же конструкции с четырехлопастным воздушным винтом - тоже собственной конструкции. Две лопасти воздушного винта были прикреплены к цилиндрам двигателя, а две — к носку картера. Такое крепление лопастей было сделано впервые в мире, так же как и круглая форма крыла и оперения. Трехколесное шасси с носовым колесом было выполнено А. Г. Уфимцевым впервые в России и одновременно с Г.Кертисом (США).

«Сфероплан» № 2. Площадь крыла 36 м2, площадь руля высоты 4 м2. В крыле 11 нервюр. Вертикальная бамбуковая ферма соответственно увеличена и усложнена. Сиденье помещалось между задними стойками шасси на нижнем поясе фермы. Собственной конструкции биротативный шестицилиндровый двигатель в 60 л.с. (!!!) был установлен под передней кромкой крыла на вертикальной раме. Законченный постройкой в июне 1910 г. самолет испытывался. Его центровка оказалась слишком передней. Взлет не получился, и, раньше, чем конструктор успел произвести нужные переделки, 11 июля 1910 г. самолет был перевернут и разрушен налетевшим шквалом.»

В США (1.1.1911 г.) один из ранних (и неудачных) экспериментов авиаконструктора Чанса Воута (Chance Vought) является первым американским самолетом дискообразной формы. «…В этом аппарате больше тканей и деревянных конструкций, чем аэродинамики, поэтому аппарат канул в небытие, хотя сам конструктор продолжил разработку самолётов. О том, поднимался ли "зонтик" в воздух вообще, ничего неизвестно».

 

2.4 Разработки и практическое применение самолётов с дисковой формой крыла и фюзеляжа

 

Одним из успешно летающих «блинов», зарекомендовавшим себя столь хорошо, что были построены 4 опытные машины, стал разработанный врачом из Саут-Бевд (шт. Индиана) Клодом Снайдером летательный аппарат «Эрап». На него произвела впечатление очевидная устойчивость полета изготовленной им в 1929 г. модели, имеющей форму каблука. Эти модели оказались удачными. Снайдер подал заявку на изобретение и получил патент, а впоследствии и спроектировал вблизи передней кромки крыла четырехцилиндровый двигатель от мотоцикла мощностью 26 л.с. (19,1 кВт). Летно-технические характеристики самолета оказались неудовлетворительными.

Французский самолет «Фарман 1020» (1934 г.) с традиционными поверхностями хвостового оперения за полукруглым крылом, оснащенным закрылками и выступающими элеронами, напоминали блин, разрезанный пополам. К числу таких самолетов относится французский самолет «Фарман 1020», созданный в 1934 г. При разработке машины возникли интересные проблемы с размещением поверхностей аэродинамического управления. Традиционные элероны были установлены на выступающих законцовках крыла, а на задней кромке крыла были размещены закрылки с большой хордой. Традиционное хвостовое оперение располагалось на конце фюзеляжа.

Первым «американским самолетом с идеально круглым крылом, который … летал, был американский «Нимут Парасол», построенный в 1934 г. Круглое крыло самолета имело на законцовках элероны. По мнению разработчиков, главным достоинством этого двухместного самолета, оснащенного радиальным двигателем мощностью 110 л. с. (80,8 кВт), являлось то, что малое удлинение крыльев позволяло выполнять полет при больших, чем обычные, углах атаки, что, в свою очередь, гарантировало медленное и безопасное снижение, аналогичное снижению на парашюте. Нет нужды говорить, что «Нимут Парасол», построенный студентами университета г.Майами, так никогда и не вышел из статуса опытного самолета».

В 30-е - 40-е годы Германия проводила интенсивные работы по созданию дискообразных летательных аппаратов, использующих нетрадиционные способы создания подъемной силы.

Аэродинамические исследования той поры дали на дозвуковых скоростях хорошо известный результат – при заданных удельных нагрузках на крыло эллипсоидальное крыло обладает наименьшим индуктивным сопротивлением, по сравнению с прямоугольным. Чем выше эллиптичность, тем меньше это сопротивление. А это - прирост скорости самолета. Посмотрите на крылья самолетов тех времен. Очень многие из них имеют эллипсоидальную форму, например, Не‑112.

Пришла очередь за «тарелками»! Турбореактивные двигатели в Германии уже есть, (производство двигателей BMW-003 было начато в 1939 г). Первый двигатель был испытан на стенде в 1940 г., ракетные - тоже (на ФАУ-2). В конце 1942 г.,  - новый двигатель с тягой до 550 кг. Серийным образцом был двигатель BMW-003 A‑1, сто штук которых было поставлено фирмой к августу 1944 г. (От автора доклада. Разработки ТРД и РД в Германии – это, может быть, одна из самых интересных тем в истории авиакосмической техники. Впрочем, в России, наверное, еще интереснее).

За годы войны в нескольких секретных немецких центрах (в Штецине, Дортмунде, Эссене, Пенемюнде, Праге, Бреслау и др.) разработали более 100 моделей необычных по форме летательных аппаратов (дискообразных, сигарообразных и пр.). Над их созданием трудились лучшие специалисты Германии, в их числе Шуманн, Шаубергер, Хабермоль, Мите, Шривер, итальянец Беллуццо и др.

Все многообразие разработанных во время войны аппаратов можно условно разделить на четыре основные типа: дископланы (как с поршневыми, так и реактивными двигателями), вертолеты-диски (с внешним или внутренним расположением ротора), самолеты вертикального взлета и посадки (с поворотным или вращающимся крылом), диски-снаряды ("диски Беллуццо").

  "Диски Беллуццо» разрабатывались по секретным программам "Feuerball" и "Kugelblitz". Сам Беллуццо, родившийся в Вероне в 1876-м, был крупным специалистом в области двигателестроения. Он построил первую итальянскую паровую турбину, позднее усовершенствованную им для установки на крейсерах и линкорах. Это были беспилотные дисковые аппараты с реактивными двигателями по краям. В качестве двигателей использовались прямоточные ВРД. Диски запускались с наземной установки следующим образом. Предварительно они раскручивались вокруг своей оси с помощью специального пускового устройства или сбрасываемыми стартовыми ускорителями. После достижения необходимой скорости запускались ПВРД.

Реактивные струи ПВРД вращающегося в полете диска создавали иллюзию быстро бегущих по кромке диска переливающихся огней. Топливо в полете подавалось в двигатели из бака за счет центробежных сил. В первом варианте боевого применения после выработки горючего диск падал на землю и взрывался. Во втором варианте при приближении к строю бомбардировщиков срабатывал дистанционный взрыватель.

Аэродинамик Чарльз Циммерман оригинально решил проблему концевых вихрей: на концах крыла установили винты, раскручивающие воздух против них. В результате аэродинамическое качество якобы возросло в 4 раза, а все способности диска к полету на любых углах атаки сохранились! Низкооборотные винты большого диаметра при достаточной энерговооруженности позволяли висеть, как вертолету поперечной схемы, и совершать вертикальный взлет, а низкое лобовое сопротивление давало самолетную скорость. В конце апреля 1938-го Циммерман запатентовал свой самолет, рассчитанный на двух пассажиров и пилота. Его разработками заинтересовалось военное ведомство. В начале 1939 года в рамках конкурса на истребитель нетрадиционной схемы, в котором, кроме Chance-Vought, приняли участие фирмы Curtiss и Nortrop, Чарльз занялся разработкой и постройкой легкомоторного аналога V-173.

Параллельно с конструированием и испытаниями V-I73 фирма Chance-Vought начала проектировать истребитель. Контракт на его разработку получила от ВМС 16 сентября 1941 года.. Первый прототип XF5U-I был выкачен из ангара 25 июня 1945 года. После установки на первый прототип "разгруженных пропеллеров", наконец, самолет поднялся в воздух в середине января 1947 года. Scimmer, как прозвали машину на фирме, с честью прошел программу  летных испытаний, достигнув рекордной для того времени скорости в 811 км/ч. Скорости он достиг на высоте 8808 м на форсажном режиме. Были продемонстрированы возможности вертикального взлета со специальной трапеции "по-вертолетному", винтами вверх, висение так же "по-вертолетному".

 «Классический» дископлан AS-6 был построен в начале 1944-го в мастерских авиабазы Брандис. Он представлял собой цельнодеревянный самолет (длина 6,4 м, высота 2,56 м, взлетный вес 900 кг) с круглым в плане крылом (размах 5,0 м, площадь 19,62 м2) и обычным хвостовым оперением на его задней кромке. Впереди располагался двигатель "Аргус" As.10C-3 мощностью 240 л.с., приводивший во вращение тянущий винт. Шасси было трехстоечным: две основные неубирающиеся колесные стойки и задний костыль. Фонарь кабины, сиденье летчика и основные стойки шасси заимствовали от истребителя Bf.109В. Испытания дископлана проводились в 1944-го на авиабазе Брандис. Зимой 1944-1945 годов он сгорел во время одного из налетов союзных бомбардировщиков.

 

2.5 Послевоенное и современное развитие дисколётов

 

     После окончания войны дисковые летательные аппараты разрабатывались и на фирмах стран-победительниц. В первую очередь эти аппараты представляли интерес для военных. Диск обладает отличными жёсткостными характеристиками, хорошей устойчивостью при вертикальном наборе высоты, низким аэродинамическим сопротивлением, большим внутренним объемом для размещения оборудования, топлива и полезной нагрузки.

 Далекий 1947 год ознаменовался для общественности США интересными событиями: правительство решило осознать, что человечество не одиноко во Вселенной. Проект по созданию "земного НЛО" вскоре получил "зеленый свет». Но только когда к работе над дисколетом привлекли самого Анри Коанду, дело вроде бы, пошло быстрее. Коанда решил, что экономичнее будет обтекать газовыми струями не весь аппарат, как в проекте "струйного зонта", а специальные щитки в соплах. Уже в октябре 1955 года министр авиации США официально объявил, что канадская корпорация "АВРО" работает по заказу Пентагона над созданием дископланов. Канадцы построили два опытных образца, но оба они, несмотря на широковещательные заверения, едва отрывались от земли и были крайне неустойчивыми.

В американском дисколете Avrocar AVRO VZ-9AV мощности реактивного двигателя хватало только на то, чтобы создать под "Авропланом" воздушную подушку. Авиаконструкторы не учли, что газовая струя, многократно поворачиваясь и проходя через щитки и закрылки, теряет львиную долю энергии, которую "эффект Коанда" не может компенсировать. Установку дополнительных двигателей исключали ограничения по весу аппарата. "С 1958 года у специалистов появилось множество сомнений в осуществимости проекта. На основании различного рода испытаний лаборатория отметила, что, по всей вероятности, "Авроплан" не сможет развить в полете сверхзвуковую скорость... Тем не менее, работа над проектом оказалась во многом весьма полезной"…

В СССР в конце 50-х годов были созданы одноместные планеры по программе "Дископлан" (планеры "Дископлан-1", 1956 - 57 гг., и "Дископлан-2", 1960-е гг.) для проведения исследований дискообразного крыла.

Прекрасные летные качества показали модели летающих тарелок австрийца Хайнца Жордана, сотрудника японской фирмы "Дэнки-кодзиге" Г.Митихару. Четырехмоторную "тарелку" запустил в 1985 году профессор Нагайского университета С.Итиро. А с 1988 года летают со скоростью до 360 км/час, с дальностью до 1300 км восьмимоторные тарелки калифорнийца Пола Моллера "Мерлин-200", "Мерлин-300" и М‑400.

В 1969 конструктор Анатолий Гремяцкий в МАИ успешно испытал "Дископлан" в полете, возможно, эта работа имела бы продолжение, однако, в феврале 1974-го Гремяцкий разбивается при трагических обстоятельствах... В 1987 там же в МАИ, а точнее в СКБ-В, которым тогда руководил С.И.Перелыгин, испытали в полете беспилотный одномоторный аппарат "МПВВА" весьма футуристической формы...

"ООО "Дисколёт" (Генеральный директор Безруков Ю.И., заслуженный изобретатель РФ) удалось создать летательный аппарат, объединяющий лучшие качества самолета и вертолета. Полет происходит на летающем крыле оригинальной конструкции, вертикальный взлет и посадку осуществляют за счёт изменения вектора тяги. Доставка людей и грузов "от крыльца" до "крыльца". Взлет без разбега, посадка без пробега. Кроме того, дисколет отличает высокая надежность. Вся поверхность дисколета является несущим крылом с очень малой нагрузкой, всего 20 Н/м, он имеет два движителя, взаимозаменяющие друг друга, развитую механизацию крыла, ручное и автоматическое управление.

В ЗАО "Авиационный концерн "ЭКИП" под руководством профессора Щукина Л.Н. разработаны фундаментальные основы принципиально нового типа летательных аппаратов "ЭКИП". Аппараты "ЭКИП" способны перевозить тяжелые крупногабаритные грузы (100 и более тонн) на дальние расстояния (тысячи км) со скоростью 500-700 км/час на высоте 8-13 км. Они способны перемещаться вблизи поверхности земли и воды на воздушной подушке на скоростях до 160 км/час и осуществлять полет в режиме экранолета на скоростях до 400 км/час.

Аппараты "ЭКИП" являются безаэродромными аппаратами. Они будут производить посадку на аэродромы любой категории, земляные площадки и водную поверхность. Длина взлетно-посадочной полосы для тяжелых машин (в сотни тонн) не превысит 600 метров, взлет и посадка будут осуществляться по крутой глиссаде, что уменьшит вредное шумовое воздействие на близлежащие населенные районы. Для взлета и посадки аппаратов "ЭКИП" используется устройство на воздушной подушке. Глубокие проработки по устройствам на воздушной подушке, сделанные в ГосНИЦ ЦАГИ (московский филиал Центрального аэрогидродинамического института) невозможно было применить для существующих традиционных самолетов ввиду отсутствия большой площади в плане. Аппараты "ЭКИП" такую площадь имеют и взлетно-посадочное устройство на воздушной подушке органически вписывается в конструкцию аппарата. Оно располагается под его корпусом и позволяет при взлете и посадке оказывать низкое давление на сам аппарат и взлетно-посадочную полосу (землю, воду). Это давление эквивалентно давлению оказываемому слоем воды толщиной 220-270 мм.

 

3  Практическое исследование  влияния дисковой формы крыла летательного аппарата на аэродинамические качества и безопасность полета

 

3.1   Целевые установки практического исследования

 

Для подтверждения, либо опровержения выдвинутой гипотезы о повышении безопасности полётов на самолётах, с применением в самолётостроении дисковой формы крыла, я провел сравнительные испытания моделей с обыкновенной и дисковой формой крыла. Для этого, в практической части исследования, я построил две идентичные модели, за исключением формы их крыльев. Далее, в ходе лётных испытаний необходимо было смоделировать и проанализировать поведение данных моделей на реальных жизненных ситуациях в воздухе. Затем, по результатам испытаний, необходимо принять решения о пригодности модели дископлана, в качестве безопасного транспортного средства. 

3.2 Изготовление планеров с обычной и дисковой формой крыла

 

Для осуществления поставленной задачи была изучена специальная литература, знакомящая с расчётами и принципами построения моделей летательных аппаратов, включая наиболее простейшие – планеры. В результате, основываясь на практических данных учебников по аэродинамике, были построены идентичные модели, различающиеся между собой лишь формой крыла – прямоугольной и дисковидной.

 3.3 Исследование влияния различных аэродинамических качеств модели планера с дисковым крылом на безопасность полётов.

Для того, чтобы определить, насколько аэродинамические качества планера с дисковой формой крыла преобладают над прямоугольной, я провёл ряд сравнительных многоступенчатых исследований, результаты которых сведены в данную таблицу:

 

Вид испытания

Планер с прямоугольной формой крыла     

Планер с дисковой формой крыла

 

Сравнительная дальность полёта при равных условиях, м

7,5м

 

Сравнительная траектория полёта при равных условиях                  

восходящая

нисходящая

 

Сравнительное время падения при равных условиях, с

20с

30с

 

Подъёмная сила     

Ниже

Выше

Угол атаки                            

 

Меньше

Больше

устойчивость

Ниже

Выше

манёвренность

Лучше

Хуже

Сопротивление потокам воздуха (обтекаемость)      

Ниже

Выше

 

         

3.4  Выводы по практической части исследовательской работы

 

В ходе сравнительного исследования аэродинамических качеств изготовленных самостоятельно двух видов планеров, с частотой повтора одного и того же испытания 60 раз, можно сделать следующие выводы относительно планера с дисковой формой крыла:

1. Уступает по скоростным качествам и дальности полёта;

2. Имеет слабые манёвренные качества в воздухе;

3. Обладает большей подъёмной силой;

4. Выдерживает, не «срываясь», большие углы атаки;

5. Более устойчив в полёте;

6. Имеет высокие планерные качества и большее время падения.

 

Таким образом, с точки зрения безопасности полётов, дисковая форма крыла делает самолёт безопаснее и позволяет, передвигаясь на средних скоростях, обеспечить  устойчивое движение, а в случае возникновения критических ситуаций, обеспечить, планируя, мягкую посадку. Исходя из сказанного, данного типа самолёты могут успешно применяться в гражданской и специальной авиации, например при поисковых операциях, тушении пожаров и т.п.

 

 4 Заключение

 

1. На всех этапах развития авиации конструкторы обращались к летательным аппаратам с дисковым крылом. Идея дископлана  являлась и является интернациональной идеей, а не идеей одной страны или нации. В развитие данной идеи сделали большой вклад и русские (российские) ученые и инженеры.

2. Из анализа историко-научно-технических данных ясно, что дископлан рассматривается ни столько, как аппарат экспериментального значения, но и для решения конкретных задач, как гражданских, так и военных.

3. В работе показан значительный инженерный, научный и промышленный потенциал российских специалистов в области изучения, проектирования и создания самых современных летательных аппаратов, в том числе, дископланов.

 

Итак, проведя исследовательскую работу, я получил навыки проектирования и изготовления моделей самолётов, познакомился с историей воздухоплавания и, в частности, историей создания дисколётов. В ходе выполнения исследовательской работы я подтвердил выдвинутую мной гипотезу о том, что летательные аппараты с дисковой формой крыла, т.е. «дисколёты», целесообразны в использовании по своим аэродинамическим характеристикам и являются безопасным транспортным средством.

 

 

 5 Источники и литература

 

1. Соболев Д.А. Рождение самолета: первые проекты и конструкции. М., Машиностроение, 1988. С. 3-175.

2. Б.В.Шавров. История конструкций самолетов в СССР до 1938 года. М., Машиностроение, 1978. С. 81-93.

3. А.Ковтун. Кто первый?. // Российский исторический журнал. Родина.- 2004.- №8.- С. 5-7.

4. Мастераеро.ру. Каталог чертежей. URL: http://masteraero.ru/rezino_model_samolet-34_bk.php (дата обращения 04.01.2016)

5. Космонавтика. Расчет аэроплана  URL: http://www.vbega.ru/book/e1e249ed.html (дата обращения 23.12.2016)

6. Дискообразные летательные аппараты. Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дискообразные_летательные аппараты (дата обращения 12.12.2016)

                                                                               

              

                              



Источник: http://В работе - источниках
Категория: Четырнадцатая олимпиада (2016/17 уч.год) | Добавил: Service (15.01.2017) | Автор: Сажин Сергей Игоревич E W
Просмотров: 3113 | Теги: Физика, дисколёт, авиация | Рейтинг: 4.1/28
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ОТКРЫТ!
ТЕСТИРОВАНИЕ ОТКРЫТО!
ПРИЁМ РАБОТ ОТКРЫТ!

Google+
Их многие читают
Ахметшин Тимур Рамилевич (35048)
Зарипова Рузиля Ильфатовна (20156)
Щур Илья Андреевич (18891)
Нурсултан Данияр Ербулатович (17699)
Нурсултанов Данияр Ербулатович (17086)
Перемота Алексей Юрьевич (14228)
Миргазетдинова Розалия (13114)
Комлев Фёдор Михайлович (12994)
Щур Илья Андреевич (12852)
Киселёв Андрей Валерьевич (12816)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2017