Творческий проект" ракетоплан с изменяемой геометрией крыла"

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Центр дополнительного образования для детей Тахтамукайского района

Творческий проект.

Схематическая модель ракетоплана с изменяемой геометрией крыла.

Выполнил ученик 8 класса  МБОУ СОШ №5

Пгт Яблоновский.

Красников Максим Дмитриевич.

Руководитель : преподаватель технологии МБОУ СОШ №5, педагог дополнительного образования кружка «Умелец» Кузьмин В.Н.

Яблоновский 2016.

Оглавление.

1.     Ведение……………………………………………………………….3

2.     Актуальность и новизна……………………………………………..3

3.     Оригинальность………………………………………………………4

4.     Теоретическое и практическое значение работы…………………..4

5.     Модели  ракет и ракетопланов………………………………………4

6.     Устройство и сборка пусковой установки…………………………..7

7.     Сборка и изготовление схематической модели ракетоплана………9

8.     Технологическая карта изготовления ракетоплана………………..11

9.     Калькуляция…………………………………………………………..15

10. Реклама………………………………………………………………..19

11. Испытания установки и ракетоплана………………………………..20

12. Заключение…………………………………………………………….21

13. Список использованной литературы и интернет ресурсов…………22

Введение.

С запуском первого в мире искусственного спут­ника Земли слово «космос» прочно вошло в нашу жизнь. Появилась и новая область человеческой деятельности — космонавтика — совокупность со­временных направлений науки и отраслей техники.

Стремительные темпы развития космонавтики не могли не повлиять на многие стороны деятель­ности человека.

Невозможно точно установить время рождения этого вида технического творчества молодежи, но некоторые даты его становления известны.

Еще в 1924 г.  А. Туркестановым впервые была построена модель с ракетным (поро­ховым) двигателем

Осенью 1961 г. Московская областная станция юных техников провела первый семинар по про­блемам ракетно-космического моделирования.

Первые соревнования прошли в августе 1968 г. в Чернигове, на родине автора проекта ракетного летательного аппарата Н. И. Кибальчича. В последующие годы прошли еще три таких соре­внования. В 1969 г.— в Калуге, где жил и работал К. Э. Циолковский — основоположник теоретиче­ской космонавтики; на следующий год — в Житоми­ре, где родился С. П. Королев — Главный конструк­тор ракетно-космических систем; в 1971 г.— на смо­ленской земле, родине Ю. А. Гагарина. В 1982 г. творческое соревнование любителей ракетно-космической техники вышло на междуна­родную орбиту. В ноябре того же года в Москве прошел первый «Малый Интеркосмос». В этом кон­курсе приняли участие моделисты Болгарии, ГДР, Польши, Монголии и нашей страны. Кроме моде­лей и макетов были представлены доклады и сооб­щения по космонавтике.

Актуальность.

Увлечение ракето-моделизмом выполняет одну из важных задач —  привлекает к научно-техническому творчеству ши­рокий круг людей, открывает для них много­образный и увлекательный мир науки и техники.

Новизна.

Новизна данного проекта заключается в использовании пневматического запуска, не как в классической схеме, (запуск вертикальный) а под углом. Данное направление отрабатывает принципы посадки многоразовых космических кораблей типа «Шатл» и «Буран».

Оригинальность.

 Применение в модели принципа изменяемой геометрии крыла.

Общие цели и задачи

 Цель проекта: разработать и изготовить схематическую модель ракетоплана с изменяемой геометрией крыла.

 Задачи:

• найти и изучить литературу по данной теме;
• разработать вариант ракетоплана;
• определить количество необходимого материала;
• приобрести нужный материал;
• изготовить изделие.

Теоретическое и практическое значение работы.

Работа предназначена для учителей технологии и физики работающих в среднем звене. Готовое изделие может применяться для наглядной демонстрации действия пневматической установки и изучения принципов аэродинамики.

Модели  ракет и ракетопланов.

Соревнования по ракетному моделизму проводятся с использованием двигателей работающих на твердом топливе. В современных условиях это исключает использование этой технологии на базе общеобразовательных учреждений, поэтому мы стали рассматривать варианты запуска моделей ракет гидро-пневматических и пневматических.

Во первых модели летающие на основе пневматики не взрывоопасны, а это исключает риск травматизма.

Во вторых не нужно искать и самостоятельно изготавливать топливо для реактивных двигателей.

И в третьих простота изготовления позволяет использовать их в школьных мастерских.

Мы рассмотрели первоисточники где упоминаются пневматические ракеты.

Л.Н. Морозов «Модели ракет» - Пермь 1965.

В.С. Рожков «Космодром на столе».-М.: Машино-стороение 1999.-144с.

 

На рисунках из книги «Модели ракет» представлены два принципа запуска ракет. В первом случае в корпусе создается давление, во втором ракета взлетает за счет резкой подачи воздуха в корпус ракеты (принцип пневматической пушки).

Мы рассмотрели также современные варианты этих конструкций представленные в интернете.

При этом выяснилось , что гидропневматических ракет представлено больше, но форма ракет ограниченна формой пластиковой бутылки. Поэтому мы остановились на принципе пневматической ракеты , взлетающей с пневмо-установки.

Основная проблема такой ракеты – это возврат . У ракет на твердом топливе используются парашюты либо тормозные ленты. Они приводятся в действие дополнительным зарядом. В пневматической ракете эту систему использовать нельзя, поэтому мы решили использовать систему «ракетоплан». Эта система также известна моделистам давно, только она не применялась никогда на пневматических ракетах.  В основном применялись либо укороченные крылья, чтобы было меньше сопротивления при полете, либо с той же целью складные «мягкие крылья» из полиэтилена.

На рисунке представлена модель С.П. Королева . Ракетоплан Летающее крыло. 1934 год.

Выбор и обоснование проекта

Ракетоплан .

Требования к изделию: малые габариты и вес, функциональность из расчета заменяемости деталей подвергаемых давлению , прочность и внешний вид, относительно не высокая себестоимость.

Схема обдумывания.

Я рассмотрел основные варианты ракетопланов. И пришел к выводу что оптимальным вариантом  будет схема действия предложенная для «мягких» крыльев. Механизм натяжения крыльев решил изготовить из резинового жгута.

Изучив теоретический материал, историю появления и развития вопроса, было принято решение выполнить изделие в технике обработки древесины, с применением такого доступного материала ,как пеноплекс. Обдумывая план работы, я составил схему, включающую необходимые факторы

Изделие должно отвечать следующим требованиям:
1. Изделие должно быть выполнено аккуратно.
2. В изделии должен быть применен принцип подвижного крыла.
3. Изделие должно быть красивым.
4. Изделие должно быть прочным и функциональным.

Устройство и сборка пусковой установки

Сборка и изготовление пусковой установки.

Пусковая установка собирается  из деталей доступных в любом  магазине хозяйственных товаров.  Для корпуса нам понадобились: корпус от использованного автомобильного порошкового огнетушителя, сгон с резьбой м-10, две шайбы наружный диаметр 40 внутренний диаметр10, тройник 1|2 и , фитинг  и сосок (как правильно называется) для без камерных колес, хомуты.

Ниже приведена схема сборки. (эскиз добавь ,можно фото) с описанием и стрелочками и габаритными размерами.

В качестве «двигателя» используется полый бумажный цилиндр из картона, заклеенный с одной стороны.  Диаметр цилиндра должен быть на 1-2 мм. больше  диаметра направляющей трубки пусковой установки. Для прочности, что бы цилиндр не деформировался во время запуска, его армируют нитью с клеем. Ниже приведена последовательность  изготовления цилиндра.

Сборка и изготовление  схематической модели ракетоплана.

Мы предлагаем модель ракетоплана с изменяемой геометрией крыла, на жесткой основе.

Модель проста в изготовлении и использовании.

Модель состоит из головного обтекателя, корпуса (рейка к ней крепиться заменяемая камера), крылья,  крепления и системы натяжения крыла.

Эскиз крыльев и киля модели.

Эскиз развертки крепления крыльев к корпусу.

Эскиз обтекателя.

Технологическая карта на изготовление модели ракетоплана.

№п/п	Содержание операции	эскиз	Оборудование, инструменты и приспособления.
1	Изготовление крыльев и киля. Выбрать заготовку пеноплекса с учетом припуска на обработку (200х180х20)		Верстак, линейка.
2	Разметить и выпилить заготовки для крыльев и киля.		Верстак ,линейка, ножевка.
3	Обточить заготовки согласно эскизу.		Напильник, верстак, шлифовальная шкурка.
4	Разметить отверстия и сделать отверстия.		Верстак ,линейка, угольник и шило.
5	Изготовление обтекателя. Выбрать заготовку пеноплекса с учетом припуска на обработку (60х40х40)		Верстак, линейка.
6	Разметить и обточить заготовки согласно эскизу. Выпилить паз для системы натяжения крыльев.		Напильник, верстак, шлифовальная шкурка, ножовка.
7	Разметить и высверлить посадочное место согласно эскизу.		Верстак, сверло диаметром 10 , дрель, струбцина.
8	Изготовление крепления. Выбрать заготовку жести.100х20х0.5		Верстак, линейка.
9	Разметить габаритные размеры		Верстак, линейка, угольник чертилка.
10	Вырезать, править и опилить  заготовку.		Верстак, линейка, слесарные ножницы, правильная плитка, молоток, тиски.
11	Разметить центры отверстий.		Верстак, линейка, угольник чертилка, кернер.
12	Сверлить два отверстия диаметром 4 мм		Настольный сверлильный станок, тиски , сверла.
13	Гнуть заготовку по чертежу.		Верстак, молоток, киянка. Тиски.
14	Изготовление корпуса. Выбрать заготовку древесины с учетом припуска на обработку (400х115х15)		Верстак, линейка.
15	Строгать грани согласно эскиза.		Верстак, рубанок, линейка.
16	Обработать напильником и шлифовальной бумагой.		Верстак , напильник, Шлифовальная бумага.
17	Сборка изделия.		Верстак ,клей, саморезы, болты, отвертка.

Порядок сборки:

К корпусу при помощи самореза прикрепляем крепление для крыльев. Крылья из пеноплекса закрепляем на креплении при помощи болтов, приклеиваем обтекатель и киль согласно схеме сборки . затем прикрепляем систему натяжения крыльев (резинка). Затем при помощи нити с клеем или резинового жгута прикрепляем ракету (цилиндр).

Калькуляция.

Стоимость материалов:

Пеноплекс (Б-у) -5 рублей.

Корпус огнетушителя- 50 рублей.

Кран шаровый – 150 рублей.

Тройник –120 рублей

Шайбы и гайки 50 рублей.

Труба (Б-у)20 рублей.

Сгоны 2 штуки -30 рублей.

Силикон (из расчета  расхода) 20 рублей.

Клей (из расчета  расхода) 20 рублей.

Стоимость электроэнергии из расчета времени 1квт 4р.

Стоимость выполненной работы 204 р. из расчета средней заработной платы в районе  68 р час.

Итого затратная стоимость изделия 673рубля.

Исходя из расчетов и соотношения выполненной работы рыночная стоимость изделия может быть в пределах 2000 р. (Самый дешёвый планер таких габаритов  стоит 1500 р. Глянь на всякий случай в интернете в магазинах продаж , будет дороже- еще лучше)

Итого чистая прибыль от изделия составляет 2000 – 673=1327р.

Экологическое обоснование

При изготовлении изделия использовались экологически чистые и безопасные материалы и технологии. Основным материалом при выполнении работы является древесина и пеноплекс . А так как пеноплекс использовался как отходы от строительства,  то мы используя его снижаем нагрузку на окружающую среду.  Отходы производства – опилки, экологически чистые, их можно использовать как вторичное сырье.  Отходы могут быть легко утилизированы. После окончания срока эксплуатации изделие может легко быть утилизировано. В масштабах промышленного производства возможно применение вытяжной вентиляции и очистки воздуха. При изготовлении  изделия не наносится вред экологии.

Техника безопасности

ИНСТРУКЦИЯ
по технике безопасности при ручной обработке древесины
До начала работы
1. Правильно надеть спецодежду (фартук с нарукавниками или халат),Проверить наличие инвентаря (сиденье, щетка-сметка, совок), исправностьверстака (зажимные коробки, упор для пиления, зажимные клинья, приспособления для чертежа).
2. Разложи на верстаке инструменты индивидуального пользования в строгом порядке, установленном учителем. На верстаке не должно быть ничего лишнего.
Во время работы
1. Надежно закрепи обрабатываемый материал в зажимах верстака.
2. Пользуйся инструментом только по назначению, исправным, хорошо налаженным и наточенным.
3. Концы полотен лучковых пил должны быть прочно закреплены в шаховках. Полотна разведены. Шнур должен обеспечивать необходимое натяжение полотна.
4. Строгальные инструменты должны иметь рожок или вывеску в зензубелях, калевках, гелтелях. Задняя часть колодки должна быть округлой и гладкой. Расщепленные части стругов немедленно заменяются. Ручки инструментов должны быть удобными для работы.
5. Технологические операции (пиление, отесывание, долбление, сверление, соединение деталей) выполняй на верстаке в установленных местах, используя приспособления, упоры и подкладные доски.
6. Не допускай захламленности верстака отходами, стружками. Своевременно возвращай учителю инструмент общего пользования.
7. Не отвлекайся во время работы, следи за правильными приемами работы.
8. Приготовление и разогревание клея производи под постоянным наблюдением в изолированном от мастерской и хорошо вентилируемом помещении.
9. Пользование открытым огнем, а также электроразогревателями в деревообрабатывающей мастерской категорически запрещается.
10. Во избежание травмирования необходимо:
• следить за натяжкой полотна лучковой пилы;
• применять направитель для опоры полотна инструмента при запиливании;
• проводить чистку стругов (рубанок, шерхебель, фуганок) деревянными клиньями;
• в случае порчи инструмента во время работы немедленно заменять его.
После окончания работы
1. Остатки материалов, незаконченные изделия сдай дежурному или учителю.
2. Проверь состояние инструментов и положи их в том порядке, как установлено учителем.
3. Убери свое рабочее место, пользуясь сметкой. Сдувать стружку ртом или сметать рукой запрещается.
4. На верстаке проверь наличие и состояние клиньев, а зажимные коробки (задняя, передняя) завинти до установленного зазора (не более 2-5 мм).
5. Приведи себя в порядок.
Из мастерской выходи с разрешения учителя.

ИНСТРУКЦИЯ
по технике безопасности при работе на сверлильном станке
Опасности в работе
1. Ранение глаз отлетающей стружкой при сверлении металла.
2. Ранение рук при плохом закреплении деталей.
До начала работы
1. Правильно надеть спецодежду (фартук с нарукавниками или халат )
2. Проверить надежность крепления защитного кожуха ременной передачи.
3. Проверить надежность соединения защитного заземления (зануления) с корпусом станка.
4. Надежно закрепить сверло в патроне.
5. Проверить работу станка на холостом ходу и исправность пусковой коробки путем включения и выключения кнопки.
6. Прочно закрепить деталь на столе станка в тисках или кондукторах. Запрещается при сверлении незакрепленную деталь поддерживать руками.
7. Надеть защитные очки.
Во время работы
1. Нельзя пользоваться сверлами с изношенными конусными хвостовиками.
2. После того как шпиндель станка набрал полную скорость, сверло к детали подавать плавно, без усилий и рывков.
3. Перед сверлением металлической заготовки необходимо накренить центры отверстий. Деревянные заготовки в месте сверления накалываются шилом.
4. Необходимы особое внимание и осторожность в конце сверления. При выходе сверла из материала заготовки нужно уменьшить подачу.
5. При сверлении крупных деревянных заготовок (деталей) на стол под деталь кладется обрезок или кусок многослойной фанеры.
6. Во избежание травмы в процессе работы на станке запрещается:
• наклонять голову близко к сверлу;
• производить работу в рукавицах;
• класть посторонние предметы на станину станка;
• смазывать или охлаждать сверло с помощью мокрых тряпок. Для охлаждения сверла нужно пользоваться специальной кисточкой;
• тормозить руками патрон или сверло;
• отходить от станка, не выключив его.
7. При прекращении подачи электротока немедленно выключить мотор.
8. Перед остановкой станка необходимо отвести сверло от детали, после чего выключить мотор.
После окончания работы
1. После остановки вращения сверла удалить стружку со станка с помощью щетки. В пазах станочного стола стружка убирается металлическим крючком. Запрещается сдувать стружку ртом или сметать рукой.
2. Отделить сверло от патрона и сдать станок учителю.
3. Привести себя в порядок.
Самооценка

Вешалка изготовленая собственными силами, удобна в использовании. Улучшает интерьер помещения. Отлично подойдет для подарка. Все технологические операции доступны.
Я считаю что выполнил поделку и доволен своим изготовлением.

Реклама  изделия (своими словами макс про модель, а это образец)

Этот новый год рекомендуют встречать с деревянными подарками, и будьте уверены мое изделие впишется практически в любой интерьер. Я изготовлю несколько изделий, различных по цвету и отделке.  Подарю их своим близким, родственникам и друзьям. Это и будет реклама моих изделий.

Отличное качество и эстетическое оформление внесут разнообразие, неповторимую интонацию и элемент новизны в стандартную обстановку любого помещения.

Испытания пусковой установки и ракетоплана.

Изготовление ракетоплана с цельным корпусом.

Заключение.

Опираясь на проведенное теоретическое исследование мы создали систему для пневматического ракетоплана.  В процессе работы мы рассмотрели существующие системы такого типа. Испытания показали, что данная  система может  запускать модель в высоту 30-35 метров, а в длину 100-150 метров.

Чистая прибыль от изделия составляет 1327 рублей. Изделие выполняется из простых и недорогих материалов, что существенно снижает его себестоимость.

Список использованной литературы и интернет ресурсов.

1.Рожков В. С. Авиамодельный кружок. М.: Просвещение, 1986.

2.Рожков В. С. Спортивные модели ракет. М: ДОСААФ, 1984.

3.Тарадеев Б. В. Модели-копии самолетов. М.: Патриот, 1991. 4.Энциклопедический словарь юного техника / Сост. Б. В. Зубков, С. В. Чума­ков. М.: Педагогика, 1980.