Вторник, 24.04.2018, 17:39
Приветствую Вас Гость | RSS
Пятнадцатая олимпиада посвящена 100-летию Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н.Е.Жуковского
QR-код сайта
Форма входа
...
Главное меню
ОБЩАЕМСЯ
Архив
...
Грант Президента
Поиск
Система Orphus
Главная » Статьи » Работы 2-го тура » Тексты выступлений

Есть ли будущее у орнитоптеров?

«Есть ли будущее у орнитоптеров?» 

Слайд 1 – титульный 

Здравствуйте, уважаемое жюри и участники симпозиума! Вашему вниманию представляется работа «Есть ли будущее у орнитоптеров?». 

Слайд 2 

С древних времен людей вдохновляет полет птиц. Ученые всех эпох старались создать орнитоптер – устройство, позволяющее человеку подняться в воздух, взмахивая крыльями. 

Орнитоптер — воздушное судно тяжелее воздуха, которое поддерживается в полёте в основном за счёт реакций воздуха с его плоскостями, которым придаётся маховое движение. 

Но как бы они ни старались, все попытки с использованием только мускульной силы человека были обречены на провал. 

Слайд 3 

Сегодня в мире очень много транспорта, который загрязняет окружающую среду. В наше время проблемам экологии уделяют повышенное внимание во многих странах. Ведь от этого зависит здоровье нас и наших потомков. 

Орнитоптер считается одним из самых экологически чистых видов транспорта. Именно поэтому меня заинтересовал вопрос о том, как можно использовать орнитоптер в наше время. 
В наше время используется большое количество ДВС, как на земле, так и в воздухе, что очень плохо влияет на нашу экологию. При сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается. 
Если применить конструкции орнитоптеров в наше время различной сфере: беспилотные летательные аппараты и применение в малой авиации. В орнитоптере можно использовать электрические двигатели и солнечные батареи для подзарядки аккумуляторов, которые не имеют вредных выхлопов и не будут загрязнять окружающую среду. 
Слайд 4 

Целью моей работы является исследование истории создания орнитоптеров и их предназначение, а также перспектив создания такого летательного аппарата на сегодняшние дни и в будущем. 

Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 

· Изучение истории возникновения орнитоптеров; 

· Изучение плана дальнейших разработок орнитоптеров; 

· Изучение предназначения орнитоптеров; 

· Изучение применения в современном мире; 

· Оценка преимуществ и недостатков орнитоптеров. 

Слайд 5 История возникновения орнитоптеров 

Сама идея орнитоптера — птицекрылого летательного аппарата — подразумевает подражание природным прототипам, птицам и насекомым, как в форме крыльев, так и в движениях ими. 

Первый известный проект орнитоптера - это проект Леонардо да Винчи, где человек должен находиться в лежачем положении. 

Для взмахов крыльями нужно использовать и силу рук, и силу ног "пилота". Ось крыла располагалась таким образом, чтобы при движении вниз оно одновременно двигалось назад, создавая наряду с подъемной силой и силу, направленную вперед, необходимую для горизонтального полета. 
Для управления высотой полета да Винчи предложил оригинальный механизм, состоящий из подвижного горизонтального хвостового оперения, соединенного с обручем на голове человека. Поднимая и опуская голову, испытатель должен был, по замыслу Леонардо, поднимать и опускать хвостовую поверхность орнитоптера. 

Увы, но да Винчи так и не построил для себя такую машину в XV веке и не смог испытать ее. 

Слайд 6 

Кроме Леонардо да Винчи попытки подняться в воздух предпринимались, многими изобретателями из разных стран. Об этом сохранилось, много свидетельств. 

Разработки во Франции 

Во Франции 19 – летний Бланшар, в 1781 году объявил о своем изобретении в газете «Журналь де Пари». Однако изобретатель публике представил совсем другую конструкцию. 

Так же в этой стране орнитоптеры изобретал Винцент де-Гроф. Пилот располагался посреди этой рамы стоя и ногами приводил крылья в движения. Многие усовершенствования этой конструкции не дали желаемого результата.При спуске крылья под давлением воздуха поднялись вверх и надломились. Изобретатель разбился, упав на шоссе. 

Густав Трувэ в 1801 году предоставил во французскую Академию наук оригинальный орнитоптер. Этот летательный аппарат напоминал сказочного дракона с распущенными крыльями. 

Слайд 7 

Разработки в Австрии 

В столице Австрии - Вене, изобретатель Яков Деген разрабатывает свой орнитоптер. Он придумал машину со створчатыми крыльями парашютного типа, которые поднимались прямо вверх и опускались также. Летательный аппарат получил название ортоптер и являлся разновидностью орнитоптера. 12 ноября 1808 года в присутствии публике, при тихой погоде ему удалось подняться в воздух, а затем удачно приземлиться. Однако ошибка конструктора заключалась именно в использовании воздушного шара, который даже при небольшом ветре оказался помехой. При этом полёт не состоялся ортоптер даже не оторвался от земли. 

Разработки в Германии 

Германии инженер Артур Штенцель в г. Альтоне изготовил орнитоптер больших размеров в 1897 году. Его каркас был стальным с обтяжкой уже из прорезиненной ткани. Размах крыльев составлял 9.32 метра. Вес орнитоптера - 32 килограмма. Причём из этого веса 17.5 килограмм приходилось на двигатель в 3 л. силы, работавшим на сжатой углекислоте. Не смотря на наличие двигателя орнитоптер летать самостоятельно не мог. Однако будучи подвешенным на проволоку при каждом взмахе крыльев мог самостоятельно продвигаться на три метра. 

Слайд 8 

Разработки в Америке 

В 1928 году во Флориде, в Сан-Августине, изобретатель Уайт произвел ряд опытов со своим орнитоптером весом 54 килограмма. Его крылья, покрытые негорючим прозрачным материалом имели размах почти в 9 метров. Длина орнитоптера - 2.40 метра. Каркас был сделан из хромо – молибденовой стали. Крылья должны были приводиться в движение с помощью ножного двигателя. При пробном полёте аппарат разбился. 

Слайд 9 

Разработки в России и СССР 

В России также существовал и существует интерес. Н. Е. Жуковский, изучая полеты птиц, разрабатывал свои аэродинамические теории. Значительный вклад в изучение машущего полета внесли академики М. К. Тихонравов и Г. И. Петров. Постройкой орнитоптеров в России занималась группа проф. В. А. Киселёва. При хорошем финансировании и государственной поддержке лаборатория добилась значительных результатов. Было проведено большое количество экспериментов, создана аэродинамическая теория машущего полета, а также построен ряд летающих моделей с машущим крылом, наибольшая из которых была весом 12 кг. В начале 90-х гг. в лаборатории Киселева был разработан проект пилотируемого одноместного летательного машущекрылого аппарата взлетным весом 450 кг. На проект даже была выделена часть средств, но перестройка не позволила реализовать задуманное. 

Большой интерес к орнитоптерам наблюдался в СССР в предвоенное и послевоенное время, для этих целей на общественных началах был создан Комитет машущего полёта, в который входили тысячи гражданских активистов, из которых около пятисот — в Москве (среди которых было 6 докторов наук, около 40 кандидатов наук, 300 инженеров, 100 лётчиков). Работы велись совместно с орнитологами Института морфологии животных АН СССР под председательством члена-корреспондента АН СССР профессора В. В. Голубева. 


Слайд 10 
Предназначение орнитоптеров в сегодняшние дни 

Орнитоптетеры - беспилотники в первую очередь они всё-таки воспринимаются как развлечение – полетать, поснимать пейзажи с высоты. Но у них есть и более серьезные предназначения. Использовать такие устройства могут спасатели МЧС, чтобы осматривать те места, до которых людям добраться невозможно или опасно. Беспилотники встречаются в пользовании людей и более мирных профессий, например, фотографов. Притом с их помощью снимаются не только пейзажи или архитектура – летательный аппарат позволяет получить отличные ракурсы на фото и видео с людьми, например – на свадебной съемке. С помощью орнитоптеров-беспилотников возможно отпугивание мелких птиц на аэродромах. Только в этом случае, орнитоптер должен обладать внушительными размерами, быть радиоуправляемым и на нем должно быть установлено специальное звуковое отпугивающее устройство. Орнитоптеры можно будет использовать для скрытого наблюдения и обнаружения токсичных веществ. 

Слайд 11 

В наши дни конструирование орнитоптеров стало экзотическим хобби. Разработка орнитоптеров ведется по двум направлениям: создание орнитоптера для полётов человека и создание орнитоптера-беспилотника. 

Слайд 12 

Орнитоптеры для полёта человека 

В Америке разработали UTAIS Ornithopter No.1. Этот проект был воплощен и даже полетел. 

Орнитоптер спроектировали в Университете Торонто и впервые испытали в 2006 году. Машина получилась невероятно легкой, а для запуска в воздух использовался реактивный ускоритель. 

Во время первого испытания Ornithopter No.1 влетел, за 14 секунд преодолел около 300 метров, а затем рухнул наземь. 

2 августа 2010 года орнитоптер, ведомый Тоддом Рейхертом (Todd Reichert), руководителем данного проекта, поднялся в воздух в присутствии представителя Международной авиационной федерации. Сначала махолёт буксировался автомобилем, но далее трос был отцеплен и орнитоптер перешёл к движению за счёт маха длинных и гибких крыльев. 

Snowbird продемонстрировал полёт со стабильными скоростью и высотой, покрыв за 19,3 секунды расстояние в 145 метров. 

Орнитоптеры - беспилотники 

В 2011 году калифорнийская фирма AeroVironment разработала летающего робота-орнитоптера Nano Hummingbird, что переводится именно как «нано-колибри». Он напоминает по виду птичку колибри. 

Колибри успешно преодолел цикл испытаний на открытом воздухе, а также внутри зданий. Этот небольшой орнитоптер управляется оператором дистанционно, при этом машинка в реальном времени транслирует на землю видео со своей крошечной камеры. 

На данный момент создано еще несколько представителей подобных летательных аппаратов, это робот-стрекоза DelFly Micro и робот-муха, созданная учеными из Гарварда. 

Слайд 13 и 14 

Мною был спроектирован и построен мини орнитоптер с использованием возможностей 3Д печати 
пластик ABS, PLA 
• установка аккумулятора и приемника по вашему выбору 
• Фюзеляж из карбона, обшивка (пленка) 
•3-х осевая система стабилизация с металлическими сервоприводами 
Сервопривод 
Регулятор и электродвигатель 

Слайд 15 

Преимущества и недостатки орнитоптеров 

По моему мнению преимущества и недостатки орнитоптеров следующие: 

К недостаткам орнитоптеров относится: 

- крылья недостаточно усилены, чтобы выдерживать минимальные колебания при флаттере; 

- сложность привода машущих крыльев; 

- сложность управления полётом; 

- машущее крыло имеет свою максимальную эффективность только при определённой скорости полёта и частоте колебаний (вращения для винта). 

К преимуществам орнитоптеров можно отнести: 

- высокая манёвренность при полёте; 

- маленькие размеры площадок для взлёта и посадки; 

- возможность применения двигательной установки маленькой мощности, которая позволит экономить топливо; 

- способность летать на маленьких скоростях. 

Слайд 16 

Сегодняшние знания позволяют уверенно сказать — летать словно птица человек все же не может. Все из-за неразвитости мускулатуры — люди просто не приспособлены к столь частым взмахам крыльев. Другое дело — доверить махать крыльями технике. Здесь, однако, также есть проблема — применяемые повсюду двигатели внутренного сгорания заставить правильно махать крыльями также непросто. Дело в трудностях преобразования частых движений поршня в плавные и равномерные взмахи. Именно поэтому проекты массивных орнитоптеров (или махолетов — подобных птицам летательных аппаратов) всегда проваливались. 

А вот небольшими механическими птицами уже давно никого не удивишь. Маленькие и достаточно мощные электронные моторы начали производиться сравнительно недавно и именно с ними связан приход эпохи дронов. Подобные моторы можно использовать и для миниатюрных орнитоптеров, причем сконструировать такую машину под силам даже любителю. 

Рассмотрев эту историко-исследовательскую работу, можно сделать следующие выводы: 

- Возникновение идеи полёта человека при помощи машущего крыла, относится к временам задолго до изобретения традиционных летательных аппаратов; 

- Леонардо да Винчи был первым из ученых, кто всерьез занялся изучением полёта человека; 

- Дальнейшими разработками орнитоптеров занимались многие изобретатели из разных стран; 

- Современные орнитоптеры можно разделить на 2 типа: 

· Орнитоптеры для полёта человека; 

· Орнитоптеры - беспилотники. 

Основные трудности возникают перед конструкторами при разработке орнитоптеров для полёта человека. Несмотря на то, что построено много летающих моделей махолётов, такой летательный аппарат, который бы мог совершить самостоятельный полёт, пока так и не построен. Однако современные изобретатели продолжают работать в этом направлении. 

Орнитоптеры - беспилотники, с появлением новых технологий и материалов получили своё развитие. Создано несколько удачных на сегодняшний день разработок беспилотных орнитоптеров. Их характеристики пока весьма скромные. Однако, я считаю что дальнейшие работы в этом направлении позволят усовершенствовать этот вид орнитоптеров. 

Слайд 17 

На слайде представлены используемые источники информации. 

Слайд 18 
Доклад окончен. Спасибо за внимание!

Категория: Тексты выступлений | Добавил: Дарья73 (21.03.2018) | Автор: Дарья E
Просмотров: 61 | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Переводчик
...
ВНИМАНИЕ!
ПРИЁМ ЗАЯВОК ЗАВЕРШЁН!
ИТОГИ ОЛИМПИАДЫ ПОДВЕДЕНЫ!

Календарь
Google+
Их многие читают
Каиргалиулы Алиби (1540)
Пушинская Кристина Валерьевна (1387)
Кильметова Аделина Динаровна (1121)
Чиков Андрей Вячеславович (1120)
Зайдулин Азат Рафаэлевич (1026)
Дебердеев Даниил Денисович (945)
Ермолаев Константин Алексеевич (900)
Беляева Александра Сергеевна (594)
Туев Павел Анатольевич (545)
Зубков Иван (448)
Мини-чат
Техподдержка
E-mail отправителя *:


Тема письма:


Текст сообщения *:



Форум техподдержки
Наш логотип
«Олимпиада Можайского»
Организатор

Copyright: Клуб авиастроителей ©2018