Презентация по авиамоделированию "Воздушный змей"

• 1 слайд

  Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования Центр технического творчества Орехово-Зуевского муниципального района
  «Воздушный змей»
  Составил: пдо Потапов Д.Б.
  презентация
  г. Ликино-Дулево, 2017
  

• 2 слайд

  «Воздушный змей»
  История
  
  Первые упоминания о воздушных змеях встречаются ещё во II веке до н. э., в Китае (так называемый змей-дракон).
  
  Долгое время змеи не находили практического применения. Со второй половины XVIII в. их начинают широко использовать при проведении научных исследований атмосферы. В 1749 г. А. Вильсон с помощью воздушного змея производил измерение температуры воздуха на высоте. В 1752 г. Б. Франклин провёл эксперимент, в котором с помощью змея выявил электрическую природу молнии и впоследствии благодаря полученным результатам изобрёл громоотвод. М. В. Ломоносов проводил аналогичные эксперименты и независимо от Франклина пришёл к тем же результатам.
  
  
  

• 3 слайд

  «Воздушный змей»
  Проводившиеся опыты по исследованию атмосферного электричества были чрезвычайно опасными. 26 июня 1753 года при запуске змея в грозу погиб коллега Ломоносова, академик Г. В. Рихман.
  
  В XIX веке змеи также широко применялись для метеорологических наблюдений.
  
  В начале XX столетия воздушные змеи внесли свою лепту в создание радио. А. С. Попов использовал змеи для подъёма антен на значительную высоту.
  
  

• 4 слайд

  «Воздушный змей»
  Важно отметить использование воздушных змеев при разработке первых самолётов. В частности, А. Ф. Можайский, прежде чем начать строительство своего самолёта, провёл серию испытаний с воздушными змеями, которые тянула упряжка лошадей. На основании результатов этих испытаний были выбраны размеры самолёта, которые должны были обеспечить ему достаточную подъёмную силу.
  
  
  

• 5 слайд

  «Воздушный змей»
  Практические возможности воздушного змея привлекали внимание военных. В 1848 г. К. И. Константинов разработал систему спасения судов, терпящих бедствие вблизи берега, с помощью воздушных змеев. Во время первой мировой войны войска различных стран применяли змеи для подъёма на высоту наблюдателей-корректировщиков артиллерийского огня, разведки вражеских позиций.
  
  Начиная с 1985 года, второе воскресенье октября отмечается Всемирный день воздушных змеев.
  

• 6 слайд

  «Воздушный змей»
  Применение
  
  В конце XIX — начале XX веков воздушных змеев применяли для метеорологических исследований верхних слоёв атмосферы, фотографирования местности, в спортивных целях и так далее. С развитием воздухоплавательных и авиационных летательных аппаратов воздушные змеи стали применять исключительно в развлекательных и спортивных целях.
  
  В последние годы развитие получили так называемые пилотажные змеи — воздушные змеи специальной формы, управляемые с помощью двух лееров. Пилотажный змей, в отличие от любого другого, способен к свободному планированию в воздухе, что и обеспечивает его особые свойства. Они предназначены для выполнения комплекса пилотажных фигур различной сложности. Также развивается кайтинг — вид спорта, при котором спортсмен передвигается по местности с помощью воздушного змея.
  
  

• 7 слайд

  «Воздушный змей»
  Применение воздушного змея позволяет использовать недоступные традиционному парусу возможности:
  
  - Значительно большие скорости ветра на высоте.
  
  - Направление ветра на высоте всегда не совпадает с направлением приземного.
  
  - Отсутствие консольно нагруженных элементов конструкции.
  
  

• 8 слайд

  «Воздушный змей»
  Немецкая компания SkySails применила змей в качестве дополнительного источника энергии для грузовых судов, впервые опробовав его в январе 2008 года на судне MS Beluga Skysails. Испытания на этом 55 метровом корабле показали, что при благоприятных условиях расход топлива снижается на 30 %.
  
  По всему миру создаются Клубы и сообщества, объединяющие любителей воздушных змеев.
  
  

• 9 слайд

  «Воздушный змей»
  Конструкция
  По форме и устройству аэродинамических поверхностей различают:
  - одноплоскостные — простейшие конструкции. Обладают невысокой подъёмной силой и малой ветровой устойчивостью. Таким змеям обязательно нужен хвост — шнур с привешенным к нему грузиком.
  - многоплоскостные — этажерочные, коробчатые и многоячеечные из отдельных ячеек в форме тетраэдров или параллелепипедов. Коробчатые змеи изобретены Л. Харгравом. Важной их особенностью является высокая устойчивость.
  
  

• 10 слайд

  «Воздушный змей»
  Так же змеи делятся на составные или групповые, состоящие из группы воздушных змеев (т. н. змейковый поезд), соединённых в одну гибкую систему. Змейковые поезда применялись в военном деле, так как при повреждении одного из звеньев происходило лишь уменьшение подъёмной силы и уменьшение высоты подъёма, что позволяло безопасно посадить наблюдателя или продолжать разведку.
  
  

• 11 слайд

  «Воздушный змей»
  Основные конструктивные элементы воздушного змея:
  
  - натянутая на жёсткий каркас или мягкая, без каркаса, поддерживающая (аэродинамическая) поверхность из материи или бумаги;
  - наматываемый на лебёдку или катушку леер (пеньковая верёвка, стальной трос, прочная нить);
  уздечка для крепления к воздушному змею леера и органы устойчивости (хвост).
  
  Продольная устойчивость обеспечивается хвостом или формой аэродинамической поверхности, поперечная — килевыми плоскостями, устанавливаемыми параллельно привязному канату, или изогнутостью и симметричностью аэродинамической поверхности. Устойчивость полёта воздушного змея зависит также от положения центра тяжести змея.
  
  

• 12 слайд

  «Воздушный змей»
  Плоский неуправляемый
  Простейшая в изготовлении конструкция, чем объясняется её популярность. Состоит из трёх скреплённых между собой планок (две по диагоналям и одна — по его верхней стороне), приклеенных к листу плотной бумаги. Уздечка такого змея состоит из трёх нитей, две из них прикрепляются к концам верхней планки, третья — к центру змея. Длина верхней части уздечки такова, что её нити точно укладываются по диагональным планкам, длина третьей нити составляет половину высоты змея. Для обеспечения устойчивости следует слегка стянуть верхнюю планку нитью, придав ей форму дуги. Также плоскому змею обязательно нужен хвост. Длина его подбирается при запусках опытным путём — змей не должен раскачиваться из стороны в сторону при отсутствии сильных порывов ветра. Обычно длина хвоста для змея размерами 40 на 60 см составляет 2 — 2.5 метра. На хвост следует привесить небольшой грузик.
  
  

• 13 слайд

  «Воздушный змей»
  Каркасные
  Поддержание формы такого змея обеспечивается каркасом из реек.
  
  Управляемый
  Управляемые плоские змеи (также как и кайты, см. ниже) бывают дву- и четырёхстропными. Среди таких змеев выделяют класс спортивных змеев для выполнения различных трюков. Классический спортивный змей имеет дельтовидную форму и управляется при помощи двух строп.
  
  
  

• 14 слайд

  «Воздушный змей»
  Коробчатый
  Основой коробчатого змея является каркас: четыре продольных лонжерона и двух крестовин. Крестовина состоит из пары реек. Лонжероны соединяются с крестовинами. Обтягивается змей микалентной бумагой или лавсановой плёнкой. Обтяжка делается из двух полос, и приклеивается к лонжеронам. Уздечка коробчатого змея состоит из трёх нитей, прикреплённых к одному из рёбер. Две нити крепятся к верхней коробке (вблизи края ленты обшивки змея), третья, (подбирается для получения оптимального угла атаки змея) — к нижней коробке. Также полезно параллельно третьей нити закрепить резиновую нить для амортизации резких порывов сильного ветра.
  
  

• 15 слайд

  «Воздушный змей»
  Бескаркасные
  Бескаркасные воздушные змеи не имеют в своей конструкции жёстких частей, они полностью выполнены из воздухонепроницаемой ткани. Форма змея поддерживается набегающим потоком воздуха или путём накачивания воздуха в герметичные полости змея.
  Кайт
  Кайт (англ. kite — воздушный змей) — большой управляемый воздушный змей (примерная площадь 4—12 м²), предназначенный для передвижения человека по поверхности воды или по снегу (буксировочный кайт). Также, кайтом называют и его уменьшенную версию, предназначенную для обучения управлению кайтом (пилотажный кайт, примерная площадь 1—3 м²). Основные виды кайтов по конструкции: парафойл и надувные.
  
  

• 16 слайд

  «Воздушный змей»
  Парафойл
  Парафойл (англ. parafoil) — воздушный змей с замкнутым внутренним пространством и воздухозаборным отверстием, обращённым в сторону ветра. Проникая в воздухозаборник, поток воздуха создаёт внутри змея избыточное давление, которое расправляет оболочку змея и придаёт ей заданную форму. Бывает одностропным (неуправляемый, декоративный змей), дву- и четырёхстропным (кайт-парафойл).
  Флоуформ
  Флоуформ (англ. flowform) — неуправляемый одностропный змей, в котором поток воздуха проходит через всё его внутреннее пространство и выходит через отверстия в задней части и в нижней поверхности крыла змея. Благодаря своему стабильному полёту, флоуформ (а также плоский шестиугольный змей-роккаку) хорошо подходит для авиасъёмки: поднятия фотокамеры на леере. Примерная площадь флоуформов 1,5—4 м²
  

• 17 слайд

  «Воздушный змей»
  Подъёмная сила
  
  P — подъёмная сила, Q — лобовое сопротивление, R — равнодействующая сил P и Q, α — угол атаки
  
  Подъёмная сила — сила, с которой воздушный змей тянет вертикально вверх. Подъёмная сила зависит от площади поверхности крыла змея, скорости ветра, плотности воздуха и угла атаки поверхности змея по отношению к направлению ветра.
  

• 18 слайд

  «Воздушный змей»
  Полезная подъёмная сила составляет подъёмную силу с вычетом массы самого змея и леера. Существует таблица с готовыми расчетами подъёмной силы, необходимо только умножить значение из таблицы на площадь запускаемого змея.
  При усилении скорости ветра в 2 раза, подъёмная сила увеличивается в 4 раза, то есть зависимость квадратичная.
  
  
  

• 19 слайд

  «Воздушный змей»
  С помощью формул можно вычислить минимальную скорость ветра, необходимую для подъёма змея. Так например, для подъёма змея площадью 2 квадратных метра, весящего вместе с леером 1 килограмм, нужна скорость ветра 2,5 м/с.
  
  При определённых условиях, ветер кратковременно может дуть в крыло змея под прямым углом (угол атаки 90°), поэтому значения подъёмной силы будут больше примерно в 2 раза приведённых данных в таблице.
  
  Дополнительно необходимо учитывать, что с возрастанием высоты увеличивается и скорость ветра. При этом необходимо учитывать рельеф местности, где производятся замеры скорости ветра. Чем меньше препятствий на местности, тем скорость ветра будет больше.
  
  

• 20 слайд

  «Воздушный змей»
  Леер
  Леер (стропа) змея должен выдерживать прилагаемую на него нагрузку на разрыв, при этом быть достаточно тонким для уменьшения собственной парусности, и лёгким для облегчения подъёма змея. Также леер должен быть устойчив к перекручиванию и истиранию.
  
  Нагрузка на леер определяется равнодействующей силой, состоящей из силы лобового сопротивления Q и подъёмной силы P.
  
  
  Поехали…
  
  
  
  

• 21 слайд

  «Воздушный змей»
  Спортивный змей
  

• 22 слайд

  «Воздушный змей»
  Коробчатый змей
  

• 23 слайд

  «Воздушный змей»
  змей - парафойл
  

• 24 слайд

  «Воздушный змей»
  змей - флоуформ
  

• 25 слайд

  «Воздушный змей»
  Змей - кайт
  

• 26 слайд

  «Воздушный змей»
  СПАСИБО !!!