Quelles sont les conditions pour une planification à long terme d'un avion en papier. Comment fabriquer un avion en papier ? Quelques résultats sur la visualisation des vortex
Palkin Mikhaïl Lvovitch
- Les avions en papier sont un artisanat en papier bien connu que presque tout le monde peut fabriquer. Ou alors je savais comment le faire avant, mais j'ai un peu oublié. Aucun problème! Après tout, vous pouvez plier un avion en quelques secondes en arrachant une feuille de papier d'un cahier d'écolier ordinaire.
- L’un des principaux problèmes d’un avion en papier est son temps de vol court. J'aimerais donc savoir si la durée du vol dépend de sa forme. Ensuite, vous pourrez conseiller à vos camarades de classe de fabriquer un avion qui battra tous les records.
Objet d'étude
Avions en papier différentes formes.
Sujet d'étude
Durée de vol d'avions en papier de différentes formes.
Hypothèse
- Si vous modifiez la forme d'un avion en papier, vous pouvez augmenter la durée de son vol.
Cible
- Déterminez le modèle d'avion en papier avec la durée de vol la plus longue.
Tâches
- Découvrez quelles formes d'avion en papier existent.
- Pliez les avions en papier divers schémas.
- Déterminez si la durée du vol dépend de sa forme.
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Recherche membre de la société scientifique "Umka" de l'établissement d'enseignement municipal "Lycée n° 8 de Novoaltaïsk" Mikhaïl Lvovitch Palkin Directeur scientifique Goar Matevosovna Ovsepyan
Sujet : « Mon avion en papier prend son envol ! » (dépendance de la durée de vol d'un avion en papier sur sa forme)
Pertinence du sujet choisi Les avions en papier sont un bricolage en papier bien connu que presque tout le monde peut réaliser. Ou alors je savais comment le faire avant, mais j'ai un peu oublié. Aucun problème! Après tout, vous pouvez plier un avion en quelques secondes en arrachant une feuille de papier d'un cahier d'écolier ordinaire. L’un des principaux problèmes d’un avion en papier est son temps de vol court. J'aimerais donc savoir si la durée du vol dépend de sa forme. Ensuite, vous pourrez conseiller à vos camarades de classe de fabriquer un avion qui battra tous les records.
L'objet de recherche est des avions en papier de différentes formes. Le sujet de l'étude est la durée de vol d'avions en papier de formes diverses.
Hypothèse : Si vous modifiez la forme d’un avion en papier, vous pouvez augmenter la durée de son vol. Objectif : Déterminer le modèle d’avion en papier ayant la durée de vol la plus longue. Objectifs Découvrez quelles formes d'avion en papier existent. Pliez les avions en papier selon différents motifs. Déterminez si la durée du vol dépend de sa forme.
Méthodes : Observation. Expérience. Généralisation. Plan de recherche : Sélection du sujet - Mai 2011 Formulation des hypothèses, buts et objectifs - Mai 2011 Étude du matériel - Juin - Août 2011 Réalisation d'expérimentations - juin-août 2011. Analyse des résultats obtenus - septembre-novembre 2011.
Il existe de nombreuses façons de plier du papier pour fabriquer un avion. Certaines options sont assez complexes, tandis que d’autres sont simples. Pour certains, il est préférable d'utiliser du papier doux et fin, et pour d'autres, au contraire, du papier plus épais. Le papier est souple et possède en même temps une rigidité suffisante, conserve sa forme donnée, ce qui facilite la fabrication d'avions. Considérons une version simple d'un avion en papier que tout le monde connaît.
Un avion que beaucoup appellent « mouche ». Il se plie facilement et vole rapidement et loin. Bien entendu, pour apprendre à le lancer correctement, il faudra s'entraîner un peu. Ci-dessous, une série de dessins séquentiels vous montreront comment fabriquer un avion en papier. Regardez et essayez-le !
Tout d’abord, pliez une feuille de papier exactement en deux, puis pliez l’un de ses coins. Il n’est désormais plus difficile de plier l’autre côté de la même manière. Pliez comme indiqué sur l'image.
Pliez les coins vers le centre en laissant une petite distance entre eux. Nous plions le coin, sécurisant ainsi les coins de la figure.
Plions la figurine en deux. Repliez les "ailes", en nivelant le bas de la figurine des deux côtés. Eh bien, vous savez maintenant comment fabriquer un avion en origami avec du papier.
Il existe d'autres options pour assembler un modèle réduit d'avion volant.
Après avoir plié un avion en papier, vous pouvez le colorier avec des crayons de couleur et coller des marques d'identification.
Voilà ce qui m'est arrivé.
Pour savoir si la durée de vol d'un avion dépend de sa forme, essayons de faire tourner différents modèles tour à tour et de comparer leur vol. Testé, vole très bien ! Parfois, au démarrage, il peut voler « à piquer », mais c'est réparable ! Pliez simplement le bout des ailes légèrement vers le haut. En règle générale, le vol d’un tel avion consiste à monter et descendre rapidement.
Certains avions volent droit, tandis que d’autres suivent une trajectoire sinueuse. Les avions destinés aux vols les plus longs ont une grande envergure. Les avions en forme de fléchette - ils sont tout aussi étroits et longs - volent à des vitesses plus élevées. Ces modèles volent plus rapidement et plus stablement et sont plus faciles à lancer.
Mes découvertes : 1. Ma première découverte a été qu'il vole vraiment. Pas au hasard et de travers, comme un jouet scolaire ordinaire, mais droit, rapide et loin. 2. La deuxième découverte est que plier un avion en papier n'est pas aussi simple qu'il y paraît. Les actions doivent être confiantes et précises, les virages doivent être parfaitement droits. 3. Le décollage en plein air est différent du vol en salle (le vent le gêne ou l'aide en vol). 4 . La principale découverte est que la durée du vol dépend largement de la conception de l’avion.
Matériel utilisé : www.stranaorigami.ru www.iz-bumagi.com www.mykler.ru www.origami-paper.ru Merci de votre attention !
Transcription
1 Travail de recherche Thème du travail : Avion en papier idéal Réalisé par : Vitaly Andreevich Prokhorov, élève de 8e année, lycée Smelovskaya Superviseur : Tatyana Vasilievna Prokhorova, professeur d'histoire et d'études sociales, lycée Smelovskaya, 2016
2 Sommaire Introduction L'avion idéal Composants du succès Deuxième loi de Newton lors du lancement d'un avion Forces agissant sur un avion en vol À propos de l'aile Lancement d'un avion Test d'avions Modèles d'avions Tests de distance de vol et de temps de plané Modèle d'avion idéal Résumons : théorique modèle Votre propre modèle et ses tests Conclusions Liste de la littérature Annexe 1. Schéma de l'influence des forces sur un avion en vol Annexe 2. Traînée Annexe 3. Rapport d'aspect de l'aile Annexe 4. Balayage de l'aile Annexe 5. Corde aérodynamique moyenne de l'aile (MAC ) Annexe 6. Forme de l'aile Annexe 7. Circulation de l'air autour de l'aile Annexe 8 Angle de lancement de l'avion Annexe 9. Modèles d'avion pour expérimentation
3 Introduction L'avion en papier (avion) est un avion jouet en papier. Il s’agit probablement de la forme la plus courante d’aérogami, une branche de l’origami (l’art japonais du pliage du papier). En japonais, un tel avion est appelé 紙飛行機 (kami hikoki ; kami=papier, hikoki=avion). Malgré l'apparente frivolité de cette activité, il s'est avéré que piloter des avions est une science à part entière. Il est né en 1930, lorsque Jack Northrop, le fondateur de Lockheed Corporation, a utilisé des avions en papier pour tester de nouvelles idées dans la conception d'avions réels. Et des compétitions sportives de lancement d'avions en papier, les Red Bull Paper Wings, sont organisées au niveau mondial. Ils ont été inventés par le Britannique Andy Chipling. Pendant de nombreuses années, lui et ses amis ont créé des modèles en papier et, en 1989, il a fondé la Paper Aircraft Association. C'est lui qui a rédigé l'ensemble des règles de lancement des avions en papier, utilisées par les spécialistes du Livre Guinness des Records et qui sont devenues les décors officiels du championnat du monde. L'origami, et plus particulièrement l'aérogami, est depuis longtemps mon passe-temps. J'ai collectionné différents modèles d'avions en papier, mais certains d'entre eux volaient parfaitement, tandis que d'autres tombaient immédiatement. Pourquoi cela se produit-il, comment réaliser un modèle d'avion idéal (volant longtemps et loin) ? Alliant ma passion à mes connaissances en physique, j'ai commencé mes recherches. Objectif de l'étude : en appliquant les lois de la physique, créer un modèle d'avion idéal. Objectifs : 1. Étudier les lois fondamentales de la physique qui affectent le vol d'un avion. 2. Dérivez les règles pour créer un avion idéal. 3
4 3. Examiner les modèles d'avion déjà créés pour déterminer leur proximité avec le modèle théorique d'un avion idéal. 4. Créez votre propre modèle d'avion, proche du modèle théorique d'un avion idéal. 1. Avion idéal 1.1. Ingrédients du succès Tout d'abord, examinons la question de savoir comment fabriquer un bon avion en papier. Vous voyez, la fonction principale d’un avion est la capacité de voler. Comment fabriquer un avion qui a meilleures caractéristiques. Pour ce faire, passons d'abord aux observations : 1. L'avion vole plus vite et plus longtemps, plus le lancer est fort, sauf dans les cas où quelque chose (généralement un morceau de papier flottant dans le nez ou des ailes baissées pendantes) crée une résistance et ralentit. le mouvement vers l'avant de l'avion. . 2. Même si nous essayons de lancer un morceau de papier, nous ne parviendrons pas à le lancer aussi loin qu'un petit caillou ayant le même poids. 3. Pour un avion en papier, les ailes longues sont inutiles, les ailes courtes sont plus efficaces. Les avions plus lourds ne volent pas loin 4. Un autre facteur clé à considérer est l'angle selon lequel l'avion avance. En nous tournant vers les lois de la physique, nous trouvons les raisons des phénomènes observés : 1. Les vols des avions en papier obéissent à la deuxième loi de Newton : la force (dans ce cas la portance) est égale au taux de variation de la quantité de mouvement. 2. Tout est question de traînée, une combinaison de résistance de l'air et de turbulence. La résistance de l'air causée par sa viscosité est proportionnelle à la section transversale de la partie frontale de l'avion, 4
5 en d’autres termes, dépend de la taille du nez de l’avion vu de face. La turbulence est le résultat de courants d’air vortex qui se forment autour d’un avion. Elle est proportionnelle à la surface de l'avion ; la forme profilée la réduit considérablement. 3. Les grandes ailes d'un avion en papier s'affaissent et ne peuvent pas résister aux effets de flexion de la portance, ce qui rend l'avion plus lourd et augmente la traînée. Surpoids empêche un avion de voler loin, et ce poids est généralement créé par les ailes, et la plus grande portance se produit dans la zone de l'aile la plus proche de l'axe central de l'avion. Les ailes doivent donc être très courtes. 4. Au lancement, l'air doit frapper le dessous des ailes et être dévié vers le bas, offrant ainsi une portance adéquate à l'avion. Si l’avion n’est pas incliné par rapport à la direction du déplacement et que son nez n’est pas relevé, la portance ne se produit pas. Ci-dessous, nous examinerons les lois physiques fondamentales affectant l'avion, plus en détail la deuxième loi de Newton lors du lancement d'un avion. Nous savons que la vitesse d'un corps change sous l'influence d'une force qui lui est appliquée. Si plusieurs forces agissent sur un corps, alors la résultante de ces forces est trouvée, c'est-à-dire une certaine force totale totale qui a une certaine direction et une certaine valeur numérique. En fait, tous les cas de candidature diverses forcesà un moment précis peut être réduit à l’action d’une force résultante. Par conséquent, afin de déterminer comment la vitesse d’un corps a changé, nous devons savoir quelle force agit sur le corps. En fonction de l'ampleur et de la direction de la force, le corps recevra l'une ou l'autre accélération. Ceci est clairement visible au décollage de l’avion. Lorsque nous avons appliqué une petite force à l’avion, il n’a pas beaucoup accéléré. Quand est le pouvoir 5
Lorsque l'impact s'est accru, l'avion a acquis une accélération beaucoup plus importante. Autrement dit, l’accélération est directement proportionnelle à la force appliquée. Plus la force d’impact est grande, plus l’accélération acquise par le corps est importante. La masse d'un corps est également directement liée à l'accélération acquise par le corps sous l'influence de la force. Dans ce cas, la masse du corps est inversement proportionnelle à l’accélération qui en résulte. Plus la masse est grande, moins l’accélération sera importante. Sur la base de ce qui précède, nous arrivons à la conclusion qu'au lancement, l'avion obéit à la deuxième loi de Newton, qui s'exprime par la formule : a = F / m, où a est l'accélération, F est la force d'impact, m est la masse corporelle. La définition de la deuxième loi est la suivante : l'accélération acquise par un corps à la suite d'un impact sur lui est directement proportionnelle à la force ou aux forces résultantes de cet impact et inversement proportionnelle à la masse du corps. Ainsi, l’avion obéit initialement à la deuxième loi de Newton et la distance de vol dépend également de la force et de la masse initiales données de l’avion. C'est pourquoi les premières règles pour créer un avion idéal en découlent : l'avion doit être léger, dans un premier temps lui donner une plus grande force. Forces agissant sur l'avion en vol. Lorsqu'un avion vole, il est influencé par de nombreuses forces dues à la présence d'air, mais toutes peuvent être représentées sous la forme de quatre forces principales : la gravité, la portance, la force donnée au lancement et la résistance de l'air (traînée) (voir annexe 1). La force de gravité reste toujours constante. La portance s'oppose au poids de l'avion et peut être supérieure ou inférieure au poids, en fonction de la quantité d'énergie dépensée pour le mouvement vers l'avant. La force définie au lancement est contrecarrée par la force de résistance de l’air (c’est-à-dire la traînée). 6
7 En vol rectiligne et horizontal, ces forces s'équilibrent mutuellement : la force spécifiée au lancement est égale à la force de résistance de l'air, la force de portance est égale au poids de l'avion. Dans aucun autre rapport de ces quatre forces principales, le vol rectiligne et horizontal n'est possible. Tout changement dans l’une de ces forces affectera le comportement en vol de l’avion. Si la portance créée par les ailes augmente par rapport à la force de gravité, alors l'avion s'élève. À l’inverse, une diminution de la portance par rapport à la gravité entraîne la descente de l’avion, c’est-à-dire sa perte d’altitude et sa chute. Si l’équilibre des forces n’est pas maintenu, l’avion pliera sa trajectoire de vol dans la direction de la force dominante. Arrêtons-nous plus en détail sur la traînée, comme l'un des facteurs importants de l'aérodynamique. La traînée est la force qui empêche le mouvement des corps dans les liquides et les gaz. La traînée se compose de deux types de forces : les forces de frottement tangentiel (tangentiel) dirigées le long de la surface du corps et les forces de pression dirigées vers la surface (Annexe 2). La force de traînée est toujours dirigée contre le vecteur vitesse du corps dans le milieu et, avec la force de levage, constitue une composante de la force aérodynamique totale. La force de traînée est généralement représentée comme la somme de deux composants : la traînée sans portance (traînée endommagée) et la traînée induite. La traînée nocive résulte de l'impact de la pression atmosphérique à grande vitesse sur les éléments structurels de l'avion (toutes les parties saillantes de l'avion créent une traînée nocive lors du déplacement dans les airs). De plus, à la jonction de l'aile et du « corps » de l'avion, ainsi qu'à la queue, des turbulences dans le flux d'air se produisent, ce qui crée également une traînée néfaste. Nocif 7
La traînée augmente comme le carré de l'accélération de l'avion (si vous doublez la vitesse, la traînée nocive quadruple). Dans l'aviation moderne, les avions à grande vitesse, malgré les arêtes vives des ailes et leur forme extrêmement profilée, subissent un échauffement important de la peau lorsqu'ils surmontent la force de traînée avec la puissance de leurs moteurs (par exemple, les avions à grande vitesse les plus rapides au monde). l'avion de reconnaissance d'altitude SR-71 Black Bird est protégé par un revêtement spécial résistant à la chaleur). Le deuxième composant de la traînée, la traînée induite, est un sous-produit de la portance. Cela se produit lorsque l’air s’écoule d’une zone à haute pression située devant l’aile vers un environnement raréfié derrière l’aile. L'effet spécial de la traînée inductive est perceptible à basse vitesse de vol, ce qui est observé dans les avions en papier (un exemple clair de ce phénomène peut être vu dans des avions réels lors de l'approche à l'atterrissage. L'avion lève le nez pendant l'atterrissage, les moteurs commencent à bourdonnement plus fort, augmentant la poussée). La traînée inductive, semblable à la traînée nocive, a un rapport de un à deux avec l'accélération de l'avion. Et maintenant un peu sur les turbulences. Le Dictionnaire explicatif de l'Encyclopédie de l'Aviation donne la définition : « La turbulence est la formation aléatoire d'ondes fractales non linéaires de vitesse croissante dans un milieu liquide ou gazeux. » Selon mes propres mots, c'est propriété physique une atmosphère dans laquelle la pression, la température, la direction et la vitesse du vent changent constamment. De ce fait, les masses d’air deviennent hétérogènes en composition et en densité. Et en vol, notre avion peut tomber dans des courants d'air vers le bas (« clou » au sol) ou vers le haut (c'est mieux pour nous, car ils soulèvent l'avion du sol), et ces courants peuvent également se déplacer de manière chaotique, se tordre (alors l'avion vole de manière imprévisible, tourne et se retourne). 8
9 On déduit donc de ce qui a été dit qualités nécessaires créer l'avion parfait en vol : L'avion idéal doit être long et étroit, se rétrécissant vers le nez et la queue comme une flèche, avec une surface relativement petite pour son poids. Un avion présentant ces caractéristiques parcourt une plus grande distance. Si le papier est plié de manière à ce que la surface inférieure de l'avion soit plate et horizontale, la portance agira sur lui lors de sa descente et augmentera sa portée de vol. Comme indiqué ci-dessus, la portance se produit lorsque l'air frappe la surface inférieure d'un avion qui vole avec le nez légèrement relevé sur l'aile. L'envergure est la distance entre les plans parallèles au plan de symétrie de l'aile et tangents à ses points extrêmes. L'envergure est une caractéristique géométrique importante d'un avion, influençant son aérodynamisme et ses performances de vol, et constitue également l'une des principales dimensions globales d'un avion. L'allongement de l'aile est le rapport entre l'envergure de l'aile et sa corde aérodynamique moyenne (Annexe 3). Pour une aile non rectangulaire, rapport d'aspect = (envergure au carré)/surface. Cela peut être compris si l'on prend comme base une aile rectangulaire, la formule sera plus simple : allongement = envergure/corde. Ceux. si l'aile a une envergure de 10 mètres et la corde = 1 mètre, alors le rapport d'aspect sera = 10. Plus le rapport d'aspect est grand, plus la traînée inductive de l'aile associée au flux d'air depuis l'intrados est faible de l'aile vers le haut en passant par la pointe avec formation de tourbillons de pointe. En première approximation, nous pouvons supposer que la taille caractéristique d'un tel vortex est égale à la corde, et qu'avec l'augmentation de l'envergure, le vortex devient de plus en plus petit par rapport à l'envergure de l'aile. 9
10 Naturellement, plus la traînée inductive est faible, plus la résistance totale du système est faible, plus la qualité aérodynamique est élevée. Naturellement, il existe une tentation de rendre l’extension aussi grande que possible. Et c'est ici que commencent les problèmes : parallèlement à l'utilisation d'allongements élevés, nous devons augmenter la résistance et la rigidité de l'aile, ce qui entraîne une augmentation disproportionnée de la masse de l'aile. D'un point de vue aérodynamique, le plus avantageux serait une aile capable de créer la plus grande portance possible avec la traînée la plus faible possible. Pour évaluer la perfection aérodynamique de l'aile, la notion de qualité aérodynamique de l'aile est introduite. La qualité aérodynamique d’une aile est le rapport entre la force de portance et la force de traînée de l’aile. La meilleure forme aérodynamique est la forme elliptique, mais une telle aile est difficile à fabriquer et est donc rarement utilisée. Une aile rectangulaire est moins avantageuse d'un point de vue aérodynamique, mais est beaucoup plus simple à fabriquer. Une aile trapézoïdale a de meilleures caractéristiques aérodynamiques qu'une aile rectangulaire, mais est un peu plus difficile à fabriquer. Les ailes en flèche et triangulaires sont aérodynamiquement inférieures à basse vitesse aux ailes trapézoïdales et rectangulaires (ces ailes sont utilisées sur les avions volant à des vitesses transsoniques et supersoniques). Une aile elliptique en plan a la qualité aérodynamique la plus élevée - la traînée la plus faible possible avec une portance maximale. Malheureusement, une aile de cette forme n'est pas souvent utilisée en raison de la complexité de la conception (un exemple d'utilisation d'une aile de ce type est le chasseur anglais Spitfire) (Annexe 6). Le balayage de l'aile est l'angle de déviation de l'aile par rapport à la normale à l'axe de symétrie de l'avion, en projection sur le plan de base de l'avion. Dans ce cas, la direction vers la queue est considérée comme positive (Annexe 4). Il y en a 10
11 balayent le long du bord d'attaque de l'aile, le long du bord de fuite et le long de la ligne de quart de corde. L'aile à flèche vers l'avant (KSW) est une aile à flèche négative (exemples de modèles d'avions à flèche vers l'avant : Su-47 Berkut, planeur tchécoslovaque LET L-13). La charge alaire est le rapport entre le poids de l'avion et la surface de la surface portante. Exprimé en kg/m² (pour les modèles - g/dm²). Plus la charge est faible, plus la vitesse requise pour le vol est faible. La corde aérodynamique moyenne d'une aile (MAC) est un segment de droite reliant les deux points les plus éloignés du profil. Pour une aile à plan rectangulaire, le MAR est égal à la corde de l'aile (Annexe 5). Connaissant l'ampleur et la position du MAR sur l'avion et en la prenant comme ligne de base, déterminez la position du centre de gravité de l'avion par rapport à lui, qui est mesurée en % de la longueur du MAR. La distance entre le centre de gravité et le début du MAR, exprimée en pourcentage de sa longueur, est appelée centre de gravité de l'avion. Trouver le centre de gravité d'un avion en papier peut être plus simple : prenez une aiguille et du fil ; percez l'avion avec une aiguille et laissez-le pendre par un fil. Le point où l’avion s’équilibrera avec des ailes parfaitement plates est le centre de gravité. Et un peu plus sur le profil de l'aile - c'est la forme de l'aile en coupe transversale. Le profil de l'aile a une forte influence sur toutes les caractéristiques aérodynamiques de l'aile. Il existe de nombreux types de profils, car la courbure des surfaces supérieure et inférieure différents types différent, tout comme d'ailleurs l'épaisseur du profilé lui-même (Annexe 6). Classique, c'est lorsque le bas est proche du plan et que le haut est convexe selon une certaine loi. C'est ce qu'on appelle le profil asymétrique, mais il existe aussi des profils symétriques, lorsque le haut et le bas ont la même courbure. Le développement de profils aérodynamiques a été réalisé presque depuis le début de l'histoire de l'aviation, et il est toujours en cours (en Russie, l'Institut central aérohydrodynamique TsAGI est engagé dans le développement d'avions réels 11
12 Institut du nom du professeur N.E. Joukovski, aux États-Unis, ces fonctions sont assurées par le Langley Research Center (une division de la NASA). Tirons les conclusions de ce qui a été dit plus haut à propos de l'aile d'un avion : Un avion traditionnel a des ailes longues et étroites plus proches du milieu, la partie principale, équilibrées par de petites ailes horizontales plus proches de la queue. Le papier n’a pas la résistance nécessaire pour des conceptions aussi complexes et se plie et se froisse facilement, en particulier pendant le processus de démarrage. Cela signifie que les ailes en papier perdent leurs propriétés aérodynamiques et créent de la traînée. Un avion de conception traditionnelle est un appareil profilé et assez durable : ses ailes en forme de delta assurent un glissement stable, mais elles sont relativement grandes, créent un freinage excessif et peuvent perdre en rigidité. Ces difficultés peuvent être surmontées : des surfaces de levage en forme d'aile delta plus petites et plus durables sont constituées de deux ou plusieurs couches de papier plié et conservent mieux leur forme lors des lancements à grande vitesse. Les ailes peuvent être pliées de manière à former un petit renflement sur la surface supérieure, augmentant la portance, comme sur l'aile d'un avion réel (Annexe 7). La conception solidement construite possède une masse qui augmente le couple de démarrage sans augmenter significativement la traînée. En déplaçant les ailes delta vers l'avant et en équilibrant la portance avec un corps long et plat en forme de V vers la queue qui empêche tout mouvement latéral (déviation) en vol, les caractéristiques les plus précieuses d'un avion en papier peuvent être combinées en un seul modèle. 1.5 Lancement de l'avion 12
13 Commençons par les bases. Ne tenez jamais votre avion en papier par le bord de fuite de l'aile (queue). Étant donné que le papier fléchit énormément, ce qui est très mauvais pour l'aérodynamisme, tout ajustement soigné sera compromis. Il est préférable de maintenir l’avion par l’ensemble de couches de papier le plus épais situé près du nez. Ce point est généralement proche du centre de gravité de l'avion. Pour envoyer l'avion à la distance maximale, vous devez le lancer vers l'avant et vers le haut à un angle de 45 degrés (parabole) aussi fort que possible, ce qui a été confirmé par notre expérience de lancement sous différents angles par rapport à la surface (Annexe 8). En effet, lors du lancement, l'air doit frapper le dessous des ailes et être dévié vers le bas, offrant ainsi une portance adéquate à l'avion. Si l’avion n’est pas incliné par rapport à la direction du déplacement et que son nez n’est pas relevé, la portance ne se produit pas. Un avion a généralement la plupart de Le poids est décalé vers l'arrière, ce qui signifie que l'arrière est abaissé, le nez est relevé et la portance est garantie. Il équilibre l'avion, lui permettant de voler (sauf lorsque la force de portance est trop importante, provoquant une montée et une chute brusques de l'avion). Dans les compétitions de temps de vol, vous devez lancer l'avion à son altitude maximale afin qu'il mette plus de temps à descendre. En général, les techniques de lancement d'avions de voltige sont aussi variées que leurs conceptions. Et donc la technique pour lancer l’avion idéal : la bonne prise doit être suffisamment forte pour retenir l’avion, mais pas au point de le déformer. La languette en papier pliée sur la surface inférieure sous le nez de l'avion peut être utilisée comme support de lancement. Lors du décollage, maintenez l'avion à un angle de 45 degrés par rapport à son altitude maximale. 2.Tests d'avions 13
14 2.1. Modèles d'avions Afin de confirmer (ou d'infirmer, s'ils sont incorrects pour les avions en papier), nous avons sélectionné 10 modèles d'avions, de caractéristiques différentes : flèche, envergure, densité structurelle, stabilisateurs supplémentaires. Et bien sûr nous avons pris un modèle d'avion classique pour explorer également le choix de plusieurs générations (Annexe 9) 2.2. Test d'autonomie et de temps de plané. 14
15 Nom du modèle Portée de vol (m) Durée de vol (battements du métronome) Caractéristiques au lancement Avantages Inconvénients 1. Twists Glisses Trop ailé Mauvais contrôle Fond plat grandes ailes Large Ne glisse pas turbulences 2. Twists Glisses Ailes larges Queue Mauvais Pas stable en vol Turbulence contrôlée 3. Plongées Nez étroit Turbulence Hunter Twists Fond plat Poids du nez Partie du corps étroite 4. Planés Fond plat Grandes ailes Planeur Guinness Vole en arc de cercle Corps étroit Long vol plané en arc de cercle 5. Vole le long d'ailes effilées Corps large droit, dans les stabilisateurs de vol Pas de Scarabée en fin de vol, la forme de l'arc change brusquement la trajectoire de vol 6. Vole droit Fond plat Corps large Traditionnel bon Petites ailes Pas de plans en arc 15
16 7. Plongée Ailes rétrécies Nez épais Vole devant Grandes ailes, droites Corps étroit décalé vers l'arrière Bombardier en piqué Arqué (à cause des volets sur l'aile) Densité de structure 8. Scout Vole le long Petit corps Ailes larges droites Planeurs De petite taille en longueur Arqué Conception dense 9. Cygne blanc Vole le long du corps étroit droit Stable Ailes étroites en vol à fond plat Conception dense Équilibré 10. Vole furtif le long d'un arc droit Glisse Change de trajectoire L'axe des ailes est rétréci vers l'arrière Non arqué Ailes larges Grand corps Conception sans densité Longueur de vol (du plus long au plus court) : Guinness Glider et traditionnel, Beetle, White Swan Longueur de vol (du plus grand au plus court) : White Swan, Beetle et traditionnel, Scout. Les leaders dans deux catégories étaient : White Swan et Beetle. Étudiez ces modèles et combinez-les avec des conclusions théoriques, prenez-les comme base pour un modèle d'avion idéal. 3. Modèle d'avion idéal 3.1 Résumons : modèle théorique 16
17 1. l'avion doit être léger, 2. donner initialement à l'avion une grande résistance, 3. long et étroit, se rétrécissant vers le nez et la queue comme une flèche, avec une surface relativement petite pour son poids, 4. la surface inférieure de l'avion est plat et horizontal, 5. surfaces de portance petites et plus solides en forme d'ailes en forme de delta, 6. repliez les ailes de manière à former un léger renflement sur la surface supérieure, 7. avancez les ailes et équilibrez la portance avec le long corps plat de l'avion, qui est en forme de V vers la queue, 8. structure solidement construite, 9. l'adhérence doit être suffisamment forte et sur la saillie sur la surface inférieure, 10. lancement à un angle de 45 degrés et à la hauteur maximale. 11. À l'aide des données, nous avons réalisé des croquis de l'avion idéal : 1. Vue latérale 2. Vue de dessous 3. Vue de face Après avoir créé des croquis de l'avion idéal, je me suis tourné vers l'histoire de l'aviation pour savoir si mes conclusions coïncident avec celles des avions. designers. Et j'ai trouvé un prototype d'avion à ailes delta développé après la Seconde Guerre mondiale : le Convair XF-92 - un intercepteur ponctuel (1945). Et la confirmation de l’exactitude des conclusions est qu’elle est devenue le point de départ d’une nouvelle génération d’avions. 17
18 Votre propre modèle et ses tests. Nom du modèle Portée de vol (m) Durée de vol (battements du métronome) ID Caractéristiques au lancement Avantages (proximité de l'avion idéal) Inconvénients (écarts par rapport à l'avion idéal) Vole 80 % 20 % en ligne droite (perfection (pour une gestion ultérieure des plans sans limite) améliorations ) Lorsqu'il y a un fort vent contraire, il « se lève » à 90 0 et fait demi-tour. Mon modèle est réalisé sur la base des modèles utilisés dans la partie pratique, la plus grande ressemblance avec le « cygne blanc ». Mais en même temps, j'ai effectué un certain nombre de transformations importantes : une forme delta plus grande de l'aile, une courbure de l'aile (comme celle du « scout » et d'autres similaires), le corps a été réduit, et le corps a été étant donné une rigidité structurelle supplémentaire. Cela ne veut pas dire que je suis entièrement satisfait de mon modèle. Je voudrais réduire la taille du bas du corps, tout en conservant la même densité structurelle. Les ailes peuvent avoir une forme delta plus grande. Pensez à la section queue. Mais il ne peut en être autrement ; il reste encore du temps pour approfondir les études et la créativité. C’est exactement ce que font les concepteurs d’avions professionnels ; vous pouvez apprendre beaucoup d’eux. C'est ce que je ferai dans mon passe-temps. 17
19 Conclusions Grâce à cette étude, nous nous sommes familiarisés avec les lois fondamentales de l'aérodynamique qui affectent l'avion. Sur cette base, des règles ont été dérivées pour la combinaison optimale qui contribuent à la création de l'avion idéal. Pour tester les conclusions théoriques dans la pratique, des modèles d'avions en papier ont été pliés, variant en complexité de pliage, en portée et en durée de vol. Au cours de l'expérience, un tableau a été dressé dans lequel les lacunes révélées des modèles ont été comparées aux conclusions théoriques. Après avoir comparé les données théoriques et expérimentales, j'ai créé un modèle de mon avion idéal. Il reste encore à l'améliorer pour le rapprocher de la perfection ! 18
20 Références 1. Encyclopédie « Aviation » / site Académicien %D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8C 2. Collins J. Avions en papier / J. Collins : trans. de l'anglais P. Mironova. M. : Mani, Ivanov et Ferber, 2014. Années 160 Babintsev V. Aérodynamique pour les nuls et les scientifiques / Portail Proza.ru 4. Babintsev V. Einstein et la force de levage, ou Pourquoi un serpent a-t-il besoin d'une queue / Portail Proza.ru 5. Arzhanikov N.S., Sadekova G.S., Aérodynamique des avions 6. Modèles et méthodes d'aérodynamique / 7. Ouchakov V.A., Krasilshchikov P.P., Volkov A.K., Grzhegorzhevsky A.N., Atlas des caractéristiques aérodynamiques des profils d'ailes / 8. Aérodynamique d'un avion / 9. Mouvement des corps dans l'air / email zhur. Aérodynamique dans la nature et la technologie. Brèves informations sur l'aérodynamique Comment volent les avions en papier ? / Personne intéressante. Science intéressante et cool MS Chernyshev Pourquoi l'avion vole-t-il ? S. Chernyshev, directeur de TsAGI. Magazine "Science et Vie", 11, 2008 / SGV Air Force" 4ème VA VGK - forum des unités et garnisons "Aviation et équipements d'aérodrome" - L'aviation pour les nuls 19
21 12. Gorbounov Al. Aérodynamique pour les "nuls" / Gorbunov Al., g Route dans les nuages / zhur. Planet Juillet 2013 Jalons de l'aviation : prototype d'avion à aile delta 20
22 Annexe 1. Schéma de l'influence des forces sur un avion en vol. Accélération de levage spécifiée au lancement Gravity Drag Annexe 2. Faites glisser. Flux et forme de l'obstacle Résistance de forme Résistance au frottement visqueux 0% 100% ~10% ~90% ~90% ~10% 100% 0% 21
23 Annexe 3. Extension d'aile. Annexe 4. Balayage des ailes. 22
24 Annexe 5. Corde aérodynamique moyenne de l'aile (MAC). Annexe 6. Forme de l'aile. Coupe transversale Plan 23
25 Annexe 7. Circulation de l'air autour de l'aile Un vortex se forme au bord tranchant du profil de l'aile. Lorsqu'un vortex se forme, la circulation de l'air se produit autour de l'aile. Le vortex est emporté par l'écoulement et les lignes de courant s'écoulent doucement autour de l'aile. Le profil; ils sont concentrés au-dessus de l'aile Annexe 8. Angle de lancement de l'avion 24
26 Annexe 9. Modèles d'avions pour l'expérience Modèle en papier 1 Nom 6 Nom du modèle en papier Krylan Traditional 2 7 Tail Dive 3 8 Hunter Scout 4 9 Guinness Glider White Swan 5 10 Stealth Beetle 26
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Une personne volera en s'appuyant non pas sur la force de ses muscles, mais sur la force de son esprit.
(N.E. Joukovski)
Pourquoi et comment un avion vole Pourquoi les oiseaux peuvent-ils voler même s'ils sont plus lourds que l'air ? Quelles forces soulèvent un énorme avion de ligne qui peut voler plus vite, plus haut et plus loin que n'importe quel oiseau, parce que ses ailes sont immobiles ? Pourquoi un planeur sans moteur peut-il flotter dans les airs ? L'aérodynamique répond à toutes ces questions et à bien d'autres encore - une science qui étudie les lois de l'interaction de l'air avec les corps qui s'y déplacent.
Dans le développement de l'aérodynamique dans notre pays, le professeur Nikolaï Egorovitch Joukovski (1847 -1921) - «le père de l'aviation russe», comme l'appelait V.I. Lénine, a joué un rôle exceptionnel. Le mérite de Joukovski réside dans le fait qu'il a été le premier à expliquer la formation de la force de portance d'une aile et à formuler un théorème pour calculer cette force. Joukovski a non seulement découvert les lois qui sous-tendent la théorie du vol, mais a également préparé le terrain pour le développement rapide de l'aviation dans notre pays.
Lorsque vous volez dans n'importe quel avion quatre forces agissent, dont la combinaison l'empêche de tomber :
La gravité- une force constante qui attire l'avion vers le sol.
Force de traction, qui vient du moteur et fait avancer l’avion.
Force de résistance, l'opposé de la poussée et est provoqué par le frottement, ralentissant l'avion et réduisant la portance des ailes.
Force de levage, qui se forme lorsque l'air se déplaçant sur l'aile crée une pression réduite. Soumis aux lois de l'aérodynamique, tous les avions décollent, à commencer par les avions de sport légers.
Tous les avions sont très similaires à première vue, mais si vous regardez attentivement, vous pouvez trouver des différences entre eux. Ils peuvent différer par la structure des ailes, de la queue et du fuselage. Leur vitesse, leur altitude de vol et d'autres manœuvres en dépendent. Et chaque avion n’a que sa propre paire d’ailes.
Pour voler, vous n'avez pas besoin de battre des ailes, vous devez les faire bouger par rapport à l'air. Et pour ce faire, il suffit de donner à l’aile une vitesse horizontale. De l'interaction de l'aile avec l'air, une force de portance naîtra, et dès que sa valeur sera supérieure au poids de l'aile elle-même et de tout ce qui y est lié, le vol commencera. Il ne reste plus qu'à fabriquer une aile adaptée et à pouvoir l'accélérer jusqu'à la vitesse requise.
Les observateurs ont remarqué il y a longtemps que les ailes des oiseaux ne sont pas plates. Considérons une aile dont la surface inférieure est plate et dont la surface supérieure est convexe.
Le flux d'air circulant sur le bord d'attaque de l'aile est divisé en deux parties : l'une circule autour de l'aile par le bas, l'autre par le haut. L'air venant d'en haut doit parcourir un chemin légèrement plus long que celui venant d'en bas, par conséquent, la vitesse de l'air venant d'en haut sera également légèrement supérieure à celle venant d'en bas. On sait qu’à mesure que la vitesse augmente, la pression dans le flux de gaz diminue. Ici aussi, la pression de l'air sous l'aile est plus élevée qu'au-dessus. La différence de pression est dirigée vers le haut, et c’est la force de levage. Et si vous ajoutez un angle d'attaque, la portance augmentera encore plus.
Comment vole un vrai avion ?
Une véritable aile d'avion a une forme de larme, ce qui fait que l'air passant au-dessus de l'aile se déplace plus rapidement que l'air passant au bas de l'aile. Cette différence de débit d'air crée une portance et l'avion s'envole.
Et l’idée fondamentale ici est la suivante : le flux d’air est coupé en deux par le bord d’attaque de l’aile, et une partie circule autour de l’aile le long de l’extrados, et la seconde partie le long de l’intrados. Pour que les deux flux convergent derrière le bord de fuite de l'aile sans créer de vide, l'air circulant sur l'extrados de l'aile doit se déplacer plus rapidement par rapport à l'avion que l'air circulant autour de l'intrados, car il a un une plus grande distance à parcourir.
Une faible pression d'en haut tire l'aile vers elle-même, et une pression plus élevée d'en bas la pousse vers le haut. L'aile se lève. Et si la force de levage dépasse le poids de l'avion, alors l'avion lui-même reste suspendu dans les airs.
Les avions en papier n'ont pas d'ailes profilées, alors comment volent-ils ? La portance est créée par l’angle d’attaque de leurs ailes plates. Même avec des ailes plates, vous remarquerez que l’air se déplaçant au-dessus de l’aile se déplace un peu plus loin (et se déplace plus rapidement). La portance est créée par la même pression que pour les ailes profilées, mais, bien entendu, cette différence de pression n'est pas si grande.
L'angle d'attaque d'un avion est l'angle entre la direction de la vitesse du flux d'air incident sur le corps et la direction longitudinale caractéristique choisie sur le corps, par exemple, pour un avion ce sera la corde de l'aile - la axe de construction longitudinal, pour un projectile ou une fusée - leur axe de symétrie.
Aile droite
L'avantage d'une aile droite est son coefficient de portance élevé, qui permet d'augmenter considérablement charge spécifique sur l'aile, ce qui signifie réduire les dimensions et le poids sans craindre une augmentation significative des vitesses de décollage et d'atterrissage.
L'inconvénient qui détermine l'inadaptation d'une telle aile à des vitesses de vol supersoniques est une forte augmentation de la traînée de l'avion.
aile delta
Une aile delta est plus rigide et plus légère qu’une aile droite et est le plus souvent utilisée à des vitesses supersoniques. L'utilisation d'une aile delta est déterminée principalement par des considérations de résistance et de conception. Les inconvénients d'une aile delta sont l'émergence et le développement d'une crise de vague.
CONCLUSION
Si vous modifiez la forme de l'aile et du nez d'un avion en papier pendant la modélisation, la portée et la durée de son vol peuvent changer
Ailes avion en papier- plat. Pour assurer la différence des flux d'air au-dessus et au-dessous de l'aile (pour générer de la portance), celle-ci doit être inclinée selon un certain angle (angle d'attaque).
Les avions destinés aux vols les plus longs ne sont pas particulièrement rigides, mais ils ont une grande envergure et sont bien équilibrés.
Avion en papier(avion) - un avion jouet en papier. Il s’agit probablement de la forme la plus courante d’aérogami, une branche de l’origami (l’art japonais du pliage du papier). En japonais, un tel avion est appelé 紙飛行機 (kami hikoki ; kami=papier, hikoki=avion).
Ce jouet est populaire en raison de sa simplicité - il est facile à réaliser même pour un débutant dans l'art du pliage du papier. L'avion le plus simple ne nécessite que six étapes pour se plier complètement. Vous pouvez également fabriquer un avion en papier avec du carton.
On pense que l’utilisation du papier pour créer des jouets a commencé il y a 2 000 ans en Chine, où fabriquer et faire voler des cerfs-volants était un passe-temps populaire. Bien que cet événement puisse être considéré comme l’origine des avions en papier modernes, il est impossible de dire avec certitude où exactement l’invention a eu lieu. cerf-volant; Au fil du temps, de plus en plus de beaux designs sont apparus, ainsi que des types de cerfs-volants dotés de vitesses et/ou de caractéristiques de levage de charge améliorées.
La première date connue pour la création des avions en papier est 1909. Cependant, la version la plus courante de l'époque de l'invention et du nom de l'inventeur est celle de 1930, Jack Northrop, co-fondateur de Lockheed Corporation. Northrop a utilisé des avions en papier pour tester de nouvelles idées dans la conception de vrais avions. D’un autre côté, il est possible que les avions en papier aient été connus dans l’Angleterre victorienne.
Au début du XXe siècle, les magazines volants utilisaient des images d’avions en papier pour expliquer les principes de l’aérodynamique.
Dans leur quête pour construire la première machine volante capable de transporter une personne, les frères Wright ont utilisé des avions en papier et des ailes dans des souffleries.
2 septembre 2001 dans la rue Deribasovskaya au célèbre athlète (escrimeur, nageur, plaisancier, boxeur, joueur de football, cycliste, moto et pilote automobile du début du 20e siècle) et l'un des premiers aviateurs et pilotes d'essai russes Sergei Isaevich Utochkin (juillet 12 janvier 1876, Odessa - 13 janvier 1916, Saint-Pétersbourg) un monument a été inauguré - un aviateur en bronze debout sur les escaliers de la maison (22 rue Deribasovskaya), qui abritait le cinéma ouvert par les frères Utochkin - "UtochKino" , en réfléchissant à la façon de lancer un avion en papier. Les grands mérites d’Utochkin résidèrent dans la popularisation de l’aviation en Russie dans les années 1910-1914. Il a effectué des dizaines de vols de démonstration dans de nombreuses villes Empire russe. Ses vols ont été observés par de futurs pilotes et concepteurs d'avions célèbres : V. Ya. Klimov et S. V. Ilyushin (à Moscou), N. N. Polikarpov (à Orel), A. A. Mikulin et I. I. Sikorsky (à Kiev), S. P. Korolev (à Nezhin), P. O. Sukhoi (à Gomel), P. N. Nesterov (à Tbilissi), etc. "Parmi les nombreuses personnes que j'ai vues, il est la figure la plus frappante par son originalité et son esprit." , - a écrit à son sujet le rédacteur en chef d'Odessa News, l'écrivain A.I. Kuprin . V.V. a également écrit sur lui. Maïakovski dans le poème « Moscou-Könisberg » :
Du dessin, ça compte
Selles Leonardo,
pour que je puisse voler
où en ai-je besoin ?
Outochkin a été blessé,
si proche, si proche,
juste un peu du soleil,
survoler Dvinsk.
Les auteurs du monument sont les maîtres d'Odessa Alexander Tokarev et Vladimir Glazyrin.
Dans les années 1930, l’artiste et ingénieur anglais Wallis Rigby conçoit son premier avion en papier. Cette idée parut intéressante à plusieurs éditeurs, qui commencèrent à collaborer avec lui et à la publier. modèles en papier, qui étaient assez faciles à assembler. Il convient de noter que Rigby a essayé de créer non seulement des modèles intéressants, mais également des modèles volants.
Également au début des années 1930, Jack Northrop de Lockheed Corporation a utilisé plusieurs modèles en papier d'avions et d'ailes pour des tests. Cela a été fait avant la création de véritables gros avions.
Pendant la Seconde Guerre mondiale, de nombreux gouvernements ont restreint l’utilisation de matériaux tels que le plastique, le métal et le bois, car ils étaient considérés comme stratégiquement importants. Le papier est devenu largement disponible et très populaire dans l’industrie du jouet. C’est ce qui a rendu le modelage sur papier populaire.
En URSS, le modelage sur papier était également très populaire. En 1959, le livre de P. L. Anokhin « Paper Flying Models » est publié. En conséquence, ce livre est devenu très populaire parmi les modélistes pendant de nombreuses années. On y découvrira l'histoire de la construction aéronautique, ainsi que la modélisation du papier. Toutes les maquettes en papier étaient originales ; par exemple, vous pouviez trouver une maquette en papier volante de l'avion Yak.
En 1989, Andy Chipling a fondé la Paper Airplane Association et en 2006, le premier championnat d'avions en papier a eu lieu. L'incroyable popularité du concours est attestée par le nombre de participants. Le premier championnat de ce type a réuni 9 500 étudiants de 45 pays. Et à peine 3 ans plus tard, lors du deuxième tournoi de l'histoire, plus de 85 pays étaient représentés en Autriche lors de la finale. Les compétitions se déroulent dans trois disciplines : la plus longue distance, la plus longue glisse et la voltige.
Le film pour enfants Paper Airplanes de Robert Connolly a remporté le Grand Prix du festival du film australien CinéfestOz. « Les parents apprécieront également ce charmant film pour enfants. Les enfants et les adultes jouent à merveille. Et j'envie tout simplement le réalisateur pour son niveau et son talent", a déclaré Bruce Beresford, président du jury du festival. Le réalisateur Robert Connolly a décidé de consacrer la récompense de 100 000 $ à des voyages de travail à travers le monde pour les jeunes acteurs impliqués dans le film. Le film "Paper Airplanes" raconte l'histoire d'un petit Australien qui a participé au championnat du monde d'avions en papier. Le film est le premier long métrage pour enfants du réalisateur Robert Connolly.
De nombreuses tentatives visant à augmenter de temps en temps la durée de vol d'un avion en papier conduisent à briser de nouvelles barrières dans ce sport. Ken Blackburn a détenu le record du monde pendant 13 ans (1983-1996) et l'a de nouveau remporté le 8 octobre 1998 en lançant un avion en papier à l'intérieur de l'intérieur pour qu'il reste en l'air pendant 27,6 secondes. Ce résultat a été confirmé par les représentants du Livre Guinness des Records et les journalistes de CNN. L'avion en papier utilisé par Blackburn peut être classé comme planeur.
Il existe des compétitions de lancement d'avions en papier appelées Red Bull Paper Wings. Ils se déroulent en trois catégories : « voltige », « portée de vol », « durée de vol ». Le dernier championnat du monde s'est tenu les 8 et 9 mai 2015 à Salzbourg, en Autriche.
À propos, le 12 avril, Journée de l'astronautique, des avions en papier ont de nouveau été lancés à Yalta. Le deuxième festival des avions en papier « Aventures spatiales » a eu lieu sur la digue de Yalta. Ce sont principalement des écoliers âgés de 9 à 10 ans qui y ont participé. Ils faisaient la queue pour participer à des compétitions. Ils se sont affrontés sur la distance de vol et la durée pendant laquelle l'avion restait en l'air. L'originalité du modèle et la créativité du design ont été évaluées séparément. Les nouveautés de l'année sont les nominations : « L'avion le plus fabuleux » et « Vol autour de la Terre ». Le rôle de la Terre a été joué par le piédestal du monument de Lénine. Celui qui a fait le moins de tentatives pour le contourner a gagné. Le président du comité d'organisation du festival, Igor Danilov, a déclaré au correspondant de Krymsky agence de presse que le format du projet leur a été suggéré par des faits historiques. «C'est un fait bien connu que Youri Gagarine (peut-être que les professeurs n'aimaient pas vraiment ça, mais néanmoins) lançait souvent des avions en papier en classe. Nous avons décidé de nous appuyer sur cette idée. L’année dernière, c’était plus difficile, c’était une idée grossière. Nous avons dû imaginer des compétitions et même nous rappeler comment les avions en papier sont assemblés », a expliqué Igor Danilov. Il était possible de construire un avion en papier sur place. Les concepteurs d'avions débutants ont été aidés par des experts.
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Le 30 mars, dans la capitale, dans le pavillon Mosfilm, s'est déroulée la finale nationale du Championnat du monde de lancement d'avions en papier Red Bull Paper Wings 2012. Les vainqueurs des tournois de qualification régionaux de quatorze villes russes sont arrivés à Moscou. Sur 42 personnes, trois ont été choisies : Zhenya Bober (nomination « le plus beau vol »), Alexander Chernobaev (« le vol le plus long »), Evgeny Perevedentsev (« le vol le plus long »). Les performances des participants ont été évaluées par le jury, qui comprenait les pilotes professionnels Aibulat Yakhin (major, pilote senior de l'entreprise de voltige aérienne d'État des Chevaliers russes) et Dmitry Samokhvalov (chef de l'équipe de voltige aérienne First Flight, maître des sports). classe internationale en modélisme aéronautique), ainsi que VJ de la chaîne de télévision A-One Gleb Bolelov.
Et pour que vous puissiez participer à de telles compétitions,
Et pour vous faciliter l'assemblage des avions, la société de développement électronique Arrow a publié une vidéo publicitaire dans laquelle est filmé un mécanisme de travail d'un ensemble LEGO, qui plie et lance indépendamment des avions en papier. La vidéo était destinée à être diffusée lors du Super Bowl 2016. Il a fallu 5 jours à l'inventeur Arthur Sacek pour créer l'appareil.
La durée du vol et la portée de l'avion dépendront de nombreuses nuances. Et si vous souhaitez fabriquer avec votre enfant un avion en papier qui vole longtemps, alors faites attention aux éléments suivants :
- queue. Si la queue du produit est mal pliée, l'avion ne planera pas ;
- ailes. La forme incurvée des ailes contribuera à augmenter la stabilité de l'embarcation ;
- épaisseur du papier. Vous devez prendre du matériel plus léger pour l'engin et votre « aviation » volera alors beaucoup mieux. De plus, le produit en papier doit être symétrique. Mais si vous savez fabriquer un avion en papier, tout se passera correctement.
Soit dit en passant, si vous pensez que modéliser des avions en papier est un gadget, vous vous trompez lourdement. Pour dissiper vos doutes, je citerai enfin une monographie intéressante, dirais-je.
Physique d'un avion en papier
De ma part : Même si le sujet est assez sérieux, il est raconté de manière vivante et intéressante. Être père de presque diplômés lycée, l'auteur de l'histoire s'est laissé entraîner dans une histoire drôle avec une fin inattendue. Il y a une partie éducative et une partie politique touchante. Ce qui suit sera prononcé à la première personne.
Peu avant le Nouvel An, ma fille a décidé de surveiller ses propres résultats scolaires et a découvert qu'en remplissant rétrospectivement le journal, le professeur de physique avait donné quelques B supplémentaires et que la note à six mois se situait entre « 5 » et « 4 ». ». Ici, vous devez comprendre que la physique en 11e année est, pour le moins, une matière non essentielle, tout le monde est occupé par la formation d'admission et le terrible examen d'État unifié, mais cela affecte le score global. Le cœur grinçant, pour des raisons pédagogiques, j'ai refusé d'intervenir - comme si je devais le découvrir par moi-même. Elle s'est ressaisie, est venue le découvrir, a réécrit sur place un travail indépendant et a reçu une pension de six mois. Tout irait bien, mais l'enseignant a demandé, dans le cadre de la résolution du problème, de s'inscrire à Povolzhskaya conférence scientifique(Université de Kazan) à la section « physique » et rédiger un rapport. La participation de l’élève à cette merde compte pour la certification annuelle des professeurs, et c’est comme : « Alors nous clôturerons définitivement l’année. » L'enseignant peut être compris, en général c'est un accord normal.
L'enfant a fait le chargement, s'est présenté au comité d'organisation et a pris le règlement de participation. Comme la fille est assez responsable, elle a commencé à réfléchir et à proposer un sujet. Naturellement, elle s’est tournée vers moi, l’intellectuel technique le plus proche de l’ère post-soviétique, pour obtenir des conseils. Sur Internet, nous avons trouvé une liste des lauréats des conférences passées (ils donnent des diplômes de trois diplômes), cela nous a donné quelques indications, mais n'a pas aidé. Les rapports étaient de deux types, l'un concernait les « nanofiltres dans les innovations pétrolières », le second était « des photos de cristaux et un métronome électronique ». Pour moi, le deuxième type est normal : les enfants devraient couper un crapaud et ne pas gagner de points grâce aux subventions gouvernementales, mais nous n’avons pas vraiment d’autres idées. J'ai dû suivre des règles, quelque chose comme « la préférence est donnée au travail et aux expériences indépendants ».
Nous avons décidé de faire une sorte de reportage amusant, visuel et cool, sans charabia ni nanotechnologie - nous amuserions le public, la participation nous suffisait. Cela a duré un mois et demi. Le copier-coller était fondamentalement inacceptable. Après réflexion, nous avons choisi le sujet : « Physique d'un avion en papier ». J'ai passé mon enfance dans le modélisme aéronautique, et ma fille adore les avions, donc le sujet est plus ou moins proche. Il fallait effectuer une recherche physique pratique et, en fait, rédiger un article. Je posterai ensuite le résumé de ce travail, quelques commentaires et illustrations/photos. A la fin, il y aura une fin à l'histoire, ce qui est logique. Si vous êtes intéressé, je répondrai aux questions dans des fragments déjà développés.
Compte tenu du travail effectué, nous pouvons ajouter des couleurs à la carte mentale indiquant l'achèvement des tâches assignées. Vert voici les points qui sont à un niveau satisfaisant, vert clair - problématiques qui présentent certaines limites, jaune - domaines abordés, mais pas suffisamment développés, rouge - prometteurs, nécessitant des recherches supplémentaires (un financement est le bienvenu).
Il s'est avéré que l'avion en papier avait un décrochage d'écoulement délicat au sommet de l'aile, qui forme une zone incurvée, semblable à un profil aérodynamique à part entière.
Pour les expériences, nous avons pris 3 modèles différents.
Tous les avions ont été assemblés à partir de feuilles identiques de papier A4. La masse de chaque avion est de 5 grammes.
Pour déterminer les paramètres de base, nous avons effectué expérience simple— le vol d'un avion en papier a été enregistré par une caméra vidéo sur fond de mur avec des marquages métriques appliqués. Étant donné que l'intervalle d'image pour la prise de vue vidéo est connu (1/30 de seconde), la vitesse de glisse peut être facilement calculée. En fonction de la baisse d'altitude, l'angle de finesse et la qualité aérodynamique de l'avion se retrouvent dans les repères correspondants.
En moyenne, la vitesse d’un avion est de 5 à 6 m/s, ce qui n’est pas si faible.
Qualité aérodynamique - environ 8.
Pour recréer des conditions de vol, nous avons besoin d’un flux laminaire pouvant atteindre 8 m/s et de la capacité de mesurer la portance et la traînée. La méthode classique pour de telles recherches est la soufflerie. Dans notre cas, la situation est simplifiée par le fait que l'avion lui-même a de petites dimensions et vitesse et peut être directement placé dans un tuyau de dimensions limitées. Par conséquent, nous ne sommes pas gênés par la situation où le modèle soufflé diffère considérablement en taille de l'original, qui, en raison de la différence des nombres de Reynolds, nécessite une compensation lors des mesures.
Avec une section de tuyau de 300x200 mm et une vitesse d'écoulement allant jusqu'à 8 m/s, nous aurons besoin d'un ventilateur d'une capacité d'au moins 1000 mètres cubes/heure. Pour modifier la vitesse d'écoulement, vous avez besoin d'un régulateur de régime moteur et pour la mesurer, d'un anémomètre avec une précision appropriée. Le compteur de vitesse n'a pas besoin d'être numérique, il est tout à fait possible de se contenter d'une plaque déflectable avec graduation angulaire ou d'un anémomètre à liquide, plus précis.
La soufflerie est connue depuis longtemps ; Mozhaisky l'a utilisée dans la recherche, et Tsiolkovsky et Zhukovsky l'ont déjà développée en détail technologie moderne expérience, qui n’a pas fondamentalement changé.
La soufflerie de bureau a été réalisée sur la base d'un ventilateur industriel assez puissant. Derrière le ventilateur se trouvent des plaques mutuellement perpendiculaires qui redressent le flux avant d'entrer dans la chambre de mesure. Les fenêtres de la chambre de mesure sont équipées de verre. Un trou rectangulaire pour les supports est découpé dans la paroi inférieure. Une turbine anémométrique numérique est installée directement dans la chambre de mesure pour mesurer la vitesse d'écoulement. Le tuyau présente un léger rétrécissement à la sortie pour « refouler » l'écoulement, ce qui réduit les turbulences au prix d'une réduction de la vitesse. La vitesse du ventilateur est contrôlée par un simple contrôleur électronique domestique.
Les caractéristiques du tuyau se sont avérées pires que celles calculées, principalement en raison de l'écart entre les performances du ventilateur et les spécifications. Le refoulement du flux a également réduit la vitesse dans la zone de mesure de 0,5 m/s. En conséquence, la vitesse maximale est légèrement supérieure à 5 m/s, ce qui s’avère néanmoins suffisant.
Nombre de Reynolds pour le tuyau :
Re = VLρ/η = VL/ν
V (vitesse) = 5 m/s
L (caractéristique)= 250mm = 0,25m
ν (coefficient (densité/viscosité)) = 0,000014 m2/s
Re = 1,25/ 0,000014 = 89285,7143
Pour mesurer les forces agissant sur l'avion, des balances aérodynamiques élémentaires à deux degrés de liberté ont été utilisées, basées sur une paire de balances électroniques pour bijoux avec une précision de 0,01 gramme. L'avion a été fixé sur deux supports à l'angle souhaité et installé sur la plateforme de la première balance. Ceux-ci, à leur tour, étaient placés sur une plate-forme mobile dotée d'un levier transmettant la force horizontale à la seconde balance.
Les mesures ont montré que la précision est tout à fait suffisante pour les modes de base. Cependant, il était difficile de fixer l'angle, il était donc préférable de développer un schéma de fixation approprié avec des marquages.
Lors du soufflage des modèles, deux paramètres principaux ont été mesurés : la force de traînée et la force de portance, en fonction de la vitesse d'écoulement sous un angle donné. Une famille de caractéristiques aux valeurs assez réalistes a été construite pour décrire le comportement de chaque avion. Les résultats sont résumés dans des graphiques avec une normalisation supplémentaire de l'échelle par rapport à la vitesse.
Modèle n°1.
Juste milieu. Le design correspond le plus possible au matériau, le papier. La résistance des ailes correspond à leur longueur, la répartition du poids est optimale, donc un avion bien replié s'aligne bien et vole en douceur. C'est la combinaison de ces qualités et de la facilité d'assemblage qui a rendu cette conception si populaire. La vitesse est inférieure à celle du deuxième modèle, mais supérieure à celle du troisième. À grande vitesse, la large queue, qui stabilisait auparavant parfaitement le modèle, commence à interférer.
Modèle n°2.
Le modèle avec les pires caractéristiques de vol. Un plus grand balayage et des ailes courtes sont conçus pour mieux fonctionner sur vitesses élevées, c'est ce qui se produit, mais la force de portance n'augmente pas suffisamment et l'avion vole vraiment comme une lance. De plus, il ne se stabilise pas correctement en vol.
Modèle n°3.
Représentant de l'école « d'ingénieur », le modèle a été spécialement conçu avec des caractéristiques particulières. Les ailes à rapport d'aspect élevé fonctionnent en fait mieux, mais la traînée augmente très rapidement - l'avion vole lentement et ne tolère pas l'accélération. Pour compenser la rigidité insuffisante du papier, de nombreux plis sont utilisés au niveau du bout de l'aile, ce qui augmente également la résistance. Cependant, le modèle est très impressionnant et vole bien.
Quelques résultats sur la visualisation des vortex
Si vous introduisez une source de fumée dans le flux, vous pourrez voir et photographier les flux qui font le tour de l'aile. Nous n'avions pas de générateurs de fumée spéciaux à notre disposition, nous utilisions des bâtons d'encens. Un filtre de traitement photo a été utilisé pour augmenter le contraste. Le débit a également diminué car la densité de la fumée était faible.
Les écoulements peuvent également être examinés à l'aide de fils courts collés à l'aile, ou d'une fine sonde munie d'un fil à l'extrémité.
Relation entre les paramètres et les solutions de conception. Comparaison des options réduites à une aile rectangulaire. La position du centre aérodynamique et du centre de gravité et les caractéristiques des modèles.
Il a déjà été noté que le papier en tant que matériau présente de nombreuses limites. Pour les faibles vitesses de vol, les ailes longues et étroites sont de meilleure qualité. Ce n'est pas un hasard si les vrais planeurs, en particulier ceux qui battent des records, possèdent également de telles ailes. Cependant, les avions en papier ont des limites technologiques et leurs ailes ne sont pas optimales.
Pour analyser la relation entre la géométrie des modèles et leurs caractéristiques de vol, il est nécessaire de réduire une forme complexe à un analogue rectangulaire en utilisant la méthode de transfert de zone. La meilleure façon de gérer cela est logiciels d'ordinateur, vous permettant de présenter différents modèles sous une forme universelle. Après les transformations, la description sera réduite aux paramètres de base - envergure, longueur de corde, centre aérodynamique.
La relation mutuelle entre ces grandeurs et le centre de masse permettra d'enregistrer des valeurs caractéristiques pour différents types de comportement. Ces calculs dépassent le cadre de ce travail, mais peuvent être effectués facilement. Cependant, on peut supposer que le centre de gravité d'un avion en papier à ailes rectangulaires est à une distance d'un sur quatre du nez à la queue, pour un avion à ailes delta, il est à la moitié (le soi-disant point neutre). .
Il est clair qu'un avion en papier n'est avant tout qu'une source de joie et une merveilleuse illustration du premier pas dans le ciel. Un principe similaire de vol à voile n'est utilisé dans la pratique que par les écureuils volants, qui n'ont pas une grande importance économique nationale, du moins dans notre région.
Une similitude plus pratique avec un avion en papier est la « Wing suite » - une combinaison ailée pour parachutistes qui permet un vol horizontal. À propos, la qualité aérodynamique d'une telle combinaison est inférieure à celle d'un avion en papier - pas plus de 3.
J'ai proposé un sujet, un plan - 70 %, une édition théorique, du matériel, une édition générale, un plan de discours.
Elle a rassemblé toute la théorie, jusqu'à la traduction d'articles, de mesures (très laborieuses d'ailleurs), de dessins/graphiques, de textes, de littérature, de présentation, de rapport (il y avait beaucoup de questions).
À la suite des travaux, les bases théoriques du vol des avions en papier ont été étudiées, des expériences ont été planifiées et réalisées, ce qui a permis de déterminer les paramètres numériques de différents modèles et les relations générales entre eux. Des mécanismes de vol complexes sont également abordés, du point de vue de l'aérodynamique moderne.
Les principaux paramètres affectant le vol sont décrits et des recommandations complètes sont données.
Dans la partie générale, une tentative a été faite pour systématiser le domaine de la connaissance sur la base d'une carte mentale, et les principales orientations pour des recherches ultérieures ont été décrites.
Un mois est passé inaperçu - ma fille surfait sur Internet en faisant passer une pipe sur la table. La balance penchait, les avions dépassaient la théorie. Le résultat était 30 pages de texte décent avec des photographies et des graphiques. Les travaux ont été envoyés au cycle par correspondance (seulement plusieurs milliers d'ouvrages dans toutes les sections). Un mois plus tard, horreur des horreurs, ils ont publié une liste de rapports en personne, où le nôtre était adjacent au reste des nanocrocodiles. L'enfant soupira tristement et commença à faire une présentation pendant 10 minutes. Ils ont immédiatement exclu la lecture – parlant de manière si vivante et si significative. Avant l'événement, il y a eu une série de chronométrages et de protestations. Dans la matinée, l'orateur privé de sommeil, avec le sentiment correct de "Je ne me souviens de rien ni de rien", s'est rendu au KSU pour une scie.
À la fin de la journée, j'ai commencé à m'inquiéter, pas de réponse, pas de bonjour. Il y a un tel état de précarité quand on ne comprend pas si une blague risquée a été un succès ou non. Je ne voulais pas que l’adolescent se retrouve d’une manière ou d’une autre avec cette histoire. Il s'est avéré que tout avait pris du retard et son rapport est arrivé à 16 heures. L'enfant envoie un SMS : "Je vous ai tout dit, le jury rigole." Eh bien, je pense, d'accord, merci, au moins ils ne me grondent pas. Et après environ une heure - "diplôme de premier degré". C'était complètement inattendu.
Nous avons pensé à tout, mais dans le contexte d'une pression absolument sauvage de la part des sujets et des participants faisant pression, pour recevoir le premier prix pour de bon, mais le travail informel est quelque chose d'une époque complètement oubliée. Plus tard, elle a déclaré que le jury (qui fait d'ailleurs autorité, pas moins que la Faculté des sciences mathématiques) avait tué les nanotechnologues zombifiés à la vitesse de l'éclair. Apparemment, tout le monde en a tellement marre dans les cercles scientifiques qu’ils ont érigé sans condition une barrière tacite à l’obscurantisme. Cela est arrivé au ridicule - le pauvre enfant a lu des connaissances scientifiques folles, mais n'a pas pu répondre quel angle avait été mesuré dans ses expériences. Les superviseurs scientifiques influents sont devenus un peu pâles (mais se sont vite remis), je ne comprends pas pourquoi ils auraient organisé une telle honte, et même au détriment des enfants. En conséquence, tous les prix ont été décernés à des gars sympas avec des yeux vifs et de bons sujets. Le deuxième diplôme, par exemple, a été reçu par une fille possédant un modèle de moteur Stirling, qui l'a rapidement démarré dans le département, a rapidement changé de mode et a commenté intelligemment toutes sortes de situations. Un autre diplôme a été remis à un gars qui était assis sur un télescope universitaire et cherchait quelque chose sous la direction d'un professeur qui n'autorisait absolument aucune « aide » extérieure. Cette histoire m'a donné un peu d'espoir. Quelle est la volonté des gens ordinaires, personnes normalesà l'ordre normal des choses. Il ne s’agit pas d’une habitude d’injustice prédéterminée, mais d’une volonté de faire des efforts pour la restaurer.
Le lendemain, lors de la cérémonie de remise des prix, le président du comité d'admission s'est adressé aux lauréats et leur a déclaré que tous avaient été inscrits de manière anticipée au département de physique de la KSU. S’ils souhaitent s’inscrire, ils doivent simplement se munir de documents hors concours. Soit dit en passant, cet avantage existait autrefois, mais il a maintenant été officiellement annulé, tout comme les préférences supplémentaires pour les médaillés et les Olympiades ont été supprimées (sauf, semble-t-il, pour les vainqueurs des Olympiades russes). C'est-à-dire qu'il s'agissait d'une pure initiative du conseil académique. Il est clair qu'il y a maintenant une crise de candidats et qu'ils ne sont pas désireux d'étudier la physique, mais c'est l'une des facultés les plus normales avec un bon niveau. Ainsi, en corrigeant les quatre, l'enfant s'est retrouvé dans la première ligne des inscrits.
Votre fille serait-elle capable de faire ce genre de travail seule ?
Elle a également demandé : comme papa, je n'ai pas tout fait moi-même.
Ma version est comme ça. Vous avez tout fait vous-même, vous comprenez ce qui est écrit sur chaque page et vous pouvez répondre à n'importe quelle question - oui. En savez-vous plus sur la région que ceux présents ici et vos connaissances - oui. Compris la technologie générale d'une expérience scientifique depuis la naissance d'une idée jusqu'au résultat + recherche dérivée- Oui. Elle a fait un travail important, sans aucun doute. Elle a proposé ce travail de manière générale, sans mécénat - oui. Défendu - ok. Le jury est qualifié – sans aucun doute. Alors c'est votre récompense pour la conférence de l'école.
Je suis ingénieur en acoustique, dans une petite entreprise d'ingénierie, je suis diplômé en ingénierie des systèmes aéronautiques, puis j'ai étudié.
© Lépreux MishaRappe
En 1977, Edmond Xi développe un nouvel avion en papier appelé Paperang. Il est basé sur l’aérodynamique des deltaplanes et s’apparente à un bombardier furtif. Cet avion est le seul à posséder des ailes longues et étroites et des surfaces aérodynamiques fonctionnelles. La conception Paperang vous permet de modifier chaque paramètre de la forme de l'avion. Ce modèle utilise un trombone dans sa construction, c'est pourquoi il est interdit dans la plupart des compétitions d'avions en papier.
Les gars qui ont créé le kit de conversion pour avion électrique en papier sont allés plus loin. Ils ont équipé un avion en papier d'un moteur électrique. Pourquoi, me demanderez-vous ? Pour voler mieux et plus longtemps ! Le kit de conversion d'avion électrique en papier peut voler pendant plusieurs minutes ! La portée de l'avion peut atteindre 55 mètres. Le virage dans le plan horizontal s'effectue à l'aide du volant et dans le plan vertical - en modifiant la poussée du moteur. PowerUp 3.0 est une petite carte de contrôle dotée d'un module radio Bluetooth Low Energy et d'une batterie LiPo, reliée par une tige en fibre de carbone au moteur et au gouvernail. Le jouet est contrôlé depuis un smartphone, un connecteur microUSB est utilisé pour le chargement. Bien qu'au départ l'application de contrôle de l'avion n'était disponible que pour iOS, le succès de la campagne de financement participatif a permis de récolter rapidement des fonds pour un objectif supplémentaire : une application pour Android, afin qu'il soit possible de voler avec n'importe quel smartphone doté de Bluetooth. 4.0 à bord. L'ensemble peut être utilisé avec n'importe quel avion de taille appropriée - il y aura de la place pour votre imagination. Certes, l'ensemble de base sur Kickstarter coûte jusqu'à 30 $. Mais... ce sont leurs blagues américaines... D'ailleurs, l'Américain Shai Goitein, pilote avec 25 ans d'expérience, travaille depuis plusieurs années à l'intersection des loisirs des enfants et des technologies modernes.
- il est interdit de voler à une vitesse supérieure à 160 kilomètres par heure (on parle d'un avion en papier !) ;
- le poids autorisé de l'appareil ne doit pas dépasser 24 kilogrammes (à quelle fréquence voyez-vous de tels avions en papier ?) ;
- L'avion ne doit pas dépasser 120 mètres (rappelez-vous que le rayon de vol maximum de Power Up 3.0 est de 50 mètres).
Cependant, « il n’y a pas de fumée sans feu ». Le projet de drone espion militaire Cicada (Covert Autonomous Jetable Aircraft), du nom de l'insecte qui a inspiré l'invention, a été lancé par le laboratoire de recherche naval américain en 2006. En 2011, les premiers vols d'essai de l'appareil ont été effectués. Mais le drone Cicada est constamment amélioré, et lors de l'événement Lab Day organisé par le ministère américain de la Défense, les développeurs ont présenté nouvelle version dispositifs. Le drone, ou comme on l’appelle officiellement « avion jetable autonome caché », ressemble à un avion jouet ordinaire, qui tient facilement dans la paume de votre main. Environ 5 à 6 drones peuvent tenir dans un cube de 6 pouces, a déclaré Aaron Kahn, ingénieur principal au Naval Research Laboratory, ce qui les rend utiles pour surveiller de vastes zones. Au-dessus des territoires ennemi probable Des centaines de ces machines planeront. On suppose que l’ennemi ne pourra pas tout abattre d’un coup. Même si seulement quelques unités « survivent », c’est bien. Ils suffiront à collecter les informations nécessaires. De plus, il vole presque silencieusement, puisqu'il n'a pas de moteur (l'alimentation provient de la batterie). De par son silence et sa petite taille, cet appareil est idéal pour les missions de reconnaissance. Vu du sol, le drone planeur ressemble à un oiseau volant vers le bas. De plus, la conception de l'appareil, composée de seulement 10 pièces, s'est avérée étonnamment fiable. La cigale peut résister à des vitesses allant jusqu'à 74 km/h, rebondir sur les branches des arbres, atterrir sur l'asphalte ou le sable et rester indemne. "Cicada Drone" est contrôlé avec des appareils iOS ou Android compatibles. Lors des tests, le drone était équipé de capteurs de température, de pression et d'humidité. Mais dans des conditions de combat, le remplissage peut être complètement différent. Par exemple, un microphone avec un émetteur radio ou un autre équipement léger. « Ce sont des pigeons voyageurs de l’ère de la robotique. Vous leur dites où aller et ils y vont », explique Daniel Edwards, ingénieur aérospatial au US Naval Research Laboratory. Et pas n’importe où, mais selon les coordonnées GPS données. La précision de l'atterrissage est impressionnante. Lors des tests, le drone a atterri à 5 mètres de la cible (après 17,7 km de parcours). «Ils ont traversé des arbres, heurté l'asphalte des pistes, sont tombés sur du gravier et du sable. La seule chose que nous avons trouvée qui pouvait les arrêter, c'était les buissons dans le désert », ajoute Edwards. Les petits drones peuvent suivre la circulation sur les routes derrière les lignes ennemies à l’aide d’un capteur sismique ou d’un microphone. Des capteurs magnétiques peuvent suivre les mouvements des sous-marins. Et bien sûr, à l’aide de microphones, vous pouvez écouter les conversations entre soldats ou agents ennemis. En principe, une caméra vidéo peut être installée sur un drone, mais la transmission vidéo nécessite trop de bande passante de canal ; ce problème technique n'a pas encore été résolu. Les drones trouveront également des applications en météorologie. De plus, Cicada se caractérise par son faible coût. La création d'un prototype a coûté au Laboratoire une somme modique (environ 1 000 dollars), mais les ingénieurs ont noté que lorsque la production en série sera établie, ce prix sera réduit à 250 dollars par unité. Lors d'une exposition scientifique et technologique au Pentagone, de nombreuses personnes ont manifesté leur intérêt pour cette invention, notamment des agences de renseignement.
Ils ne peuvent pas faire ça
Le 21 mars 2012, un avion en papier d'une taille incroyable a survolé le désert américain de l'Arizona - 15 mètres de long et 8 mètres d'envergure. Ce méga-avion est le plus gros avion en papier au monde. Son poids est d'environ 350 kg, il ne serait donc naturellement pas possible de le lancer d'un simple geste de la main. Il a été soulevé par hélicoptère jusqu'à une hauteur d'environ 900 m (et selon certaines sources, jusqu'à 1,5 kilomètre), puis lancé en vol libre. Le «collègue» du papier volant était également accompagné de plusieurs avions réels - afin d'enregistrer l'intégralité de son trajet et de souligner l'ampleur de ce projet, bien que sans valeur pratique, mais très intéressant. Sa valeur réside ailleurs : c'était l'incarnation du rêve de nombreux garçons de lancer un énorme avion en papier. En fait, il a été inventé par un enfant. Le lauréat d'un concours thématique dans un journal local, Arturo Valdenegro, âgé de 12 ans, a eu l'opportunité de mettre en œuvre son projet de conception avec l'aide d'une équipe d'ingénieurs du musée privé de l'air et de l'espace de Pima. Les spécialistes qui ont participé aux travaux admettent que la création de cet avion en papier a réveillé leur véritable enfance et que leur créativité a donc été particulièrement inspirée. L'avion porte le nom de son concepteur en chef - il porte le fier nom "Arturo - l'aigle du désert". Le vol du véhicule aéronautique s'est bien déroulé : en planant, il a réussi à atteindre une vitesse de 175 kilomètres par heure, après quoi il a atterri en douceur dans les sables du désert. Les organisateurs de ce spectacle regrettent d'avoir raté l'occasion d'enregistrer le vol du plus grand avion en papier du monde dans le Livre Guinness des records - les représentants de cette organisation n'ont pas été invités aux tests. Mais la directrice du Pima Air & Space Museum, Yvonne Morris, espère que ce vol sensationnel contribuera à raviver un sentiment de agonie chez les jeunes Américains. dernières années intérêt pour l'aviation.
Voici d'autres enregistrements d'avions en papier
En 1967, Scientific American a parrainé le Concours international d’avions en papier, qui a attiré près de douze mille participants et a abouti au Grand Livre international des avions en papier. La directrice artistique Klara Hobca a relancé le concours 41 ans plus tard, en publiant son propre « Livre des avions en papier pour le nouveau millénaire ». Pour participer à ce concours, Jack Vegas a inscrit ce cylindre volant dans la classe avion pour enfants, qui combine des éléments de style planeur et de style fléchette. Il a ensuite déclaré : "Parfois, il présente des propriétés flottantes étonnantes, et je suis sûr qu'il gagnera !" Cependant, le cylindre n’a pas gagné. Points bonus pour l'originalité.
L'avion en papier le plus cher a été utilisé dans la navette spatiale lors de son prochain vol dans l'espace. Le coût du carburant utilisé pour amener l'avion dans l'espace à bord de la navette suffit à lui seul à qualifier cet avion en papier de plus cher.
En 2012, Pavel Durov (ancien chef du VK), lors du Jour de la ville à Saint-Pétersbourg, a décidé de susciter l'ambiance festive de la population et a commencé à lancer dans la foule des avions fabriqués à partir de billets de cinq mille dollars. Au total, 10 billets d'une valeur de 50 000 roubles ont été jetés. On raconte que les gens préparent une action intitulée « Rendez la monnaie à Durov », avec l'intention de couvrir le généreux magnat des médias de petites pièces de monnaie en métal.
Le record du monde du vol le plus long d'un avion en papier est de 27,6 secondes (voir ci-dessus). Propriété de Ken Blackburn des États-Unis d'Amérique. Ken est l'un des modélistes d'avions en papier les plus célèbres au monde.
Le record du monde de la plus longue distance de vol d'un avion en papier est de 58,82 m. Le résultat a été établi par Tony Flech du Wisconsin, aux États-Unis, le 21 mai 1985 et constitue un record du monde.
L'avion en papier avec la plus grande envergure de 12,22 m a été construit par des étudiants de la Faculté d'ingénierie aéronautique et de fusée de l'Université technique de Delft aux Pays-Bas. Le lancement a eu lieu en salle le 16 mai 1995. Le modèle a été lancé par 1 personne, l'avion a volé à 34,80 m d'une hauteur de trois mètres. Selon les règles, l'avion devait voler environ 15 mètres. Sans l'espace limité, il aurait volé beaucoup plus loin.
Le plus petit modèle d'avion en papier origami a été plié sous un microscope avec une pince à épiler par M. Naito du Japon. Pour ce faire, il lui fallait un morceau de papier mesurant 2,9 millimètres carrés. Une fois réalisé, l’avion était placé sur la pointe d’une aiguille à coudre.
Le Dr James Porter, directeur médical du département de chirurgie robotique en Suède, a plié un petit avion en papier à l'aide d'un robot Da Vinci, démontrant comment l'appareil donne aux chirurgiens une précision et une dextérité supérieures à celles des outils existants.
Projet Avion spatial. Ce projet consistait à lancer une centaine d’avions en papier vers la Terre depuis les confins de l’espace. Chaque avion devait transporter une carte flash Samsung entre ses ailes avec un message écrit dessus. Le projet Spaceplane a été conçu en 2011 pour démontrer la durabilité des cartes flash de l'entreprise. En fin de compte, Samsung a annoncé le succès du projet avant même que tous les avions lancés n'aient été récupérés. Notre impression : super, une entreprise lance des avions sur Terre depuis l'espace !
De tout temps, l’homme s’est efforcé de décoller et de s’envoler comme un oiseau. Par conséquent, de nombreuses personnes aiment inconsciemment les machines capables de les soulever dans les airs. Et l'image d'un avion nous renvoie à la symbolique de la liberté, de la légèreté et puissance céleste. De toute façon, l'avion a valeur positive. Le plus souvent, l'image avion en papier Il est de petite taille et constitue le choix des filles. La ligne pointillée qui complète le dessin crée l'illusion de vol. Un tel tatouage racontera une enfance sans nuages, l'innocence et une certaine naïveté du propriétaire. Il symbolise le naturel, la légèreté, la légèreté et la facilité d'une personne.
Pour une raison quelconque, je garde toutes nos réunions dans ma mémoire.
Pour l'amour de Dieu, pardonne-moi pour cette stupide lettre.
Je veux juste savoir comment tu vis sans moi.
Bien sûr, vous vous souviendrez à peine de mon adresse sur l'enveloppe,
Et je me souviens du vôtre par cœur... Mais, semble-t-il, pourquoi ?
Vous n'avez pas promis d'écrire, ni même de vous en souvenir,
Ils ont hoché brièvement la tête, « Au revoir » et m'ont fait signe.
Je vais finir ma lettre, plier un avion en papier,
Et à minuit, je sors sur le balcon et je le laisse voler.
Laisse-le voler là où tu me manques, ne verse pas de larmes,
Et, languissant dans la solitude, ne frappez pas la glace comme un poisson.
Comme dans une mer agitée avec un simple mot
Mon facteur aux ailes blanches flotte dans le silence de minuit.
Comme le gémissement d'une âme blessée, comme un mince rayon d'espoir fragile,
Qui brille pour moi jour et nuit depuis tant d’années.
Que la pluie grise tambourine sur les toits de la ville nocturne,
Un avion en papier vole, car il y a un pilote as aux commandes,
Il porte une lettre, et dans cette lettre il n'y a que trois mots précieux,
C’est incroyablement important pour moi, mais malheureusement pas pour vous.
Cela semblerait un chemin simple - de cœur à cœur, mais seulement
Cet avion, encore une fois, sera emporté quelque part par le vent...
Et si tu ne reçois pas la lettre, tu ne seras pas du tout triste,
Et tu ne sauras pas que je t'aime... C'est tout...
© Alexandre Ovchinnikov, 2010
Et parfois, après avoir joué avec des avions, les filles deviennent des anges :
Ou des sorcières
Mais c'est une autre histoire...
Des faits incroyables
Beaucoup d’entre nous ont vu, ou peut-être fabriqué, des avions en papier et les ont lancés, les regardant s’envoler dans les airs.
Vous êtes-vous déjà demandé qui a été le premier à créer un avion en papier et pourquoi ?
Aujourd'hui, les avions en papier sont fabriqués non seulement par des enfants, mais également par des constructeurs aéronautiques sérieux - ingénieurs et concepteurs.
Comment, quand et pour quoi les avions en papier ont été utilisés et sont encore utilisés peuvent être découverts ici.
Quelques faits historiques liés aux avions en papier
* Le premier avion en papier a été créé il y a environ 2 000 ans. On pense que les premiers à avoir eu l’idée de fabriquer des avions en papier furent les Chinois, qui aimaient également créer des cerfs-volants à partir de papyrus.
* Les frères Montgolfier, Joseph-Michel et Jacques-Etienne, décident également d'utiliser du papier pour les vols. Ce sont eux qui ont inventé le ballon et utilisé du papier pour le fabriquer. Cela s'est produit au 18ème siècle.
*Léonard de Vinci a écrit sur l'utilisation du papier pour créer des modèles d'ornithoptère (avion).
* Au début du XXe siècle, les magazines volants utilisaient des images d'avions en papier pour expliquer les principes de l'aérodynamique.
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* Dans leur quête pour construire la première machine volante capable de transporter une personne, les frères Wright ont utilisé des avions en papier et des ailes dans des souffleries.
* Dans les années 1930, l'artiste et ingénieur anglais Wallis Rigby conçoit son premier avion en papier. Cette idée parut intéressante à plusieurs éditeurs, qui commencèrent à collaborer avec lui et à publier ses maquettes en papier, assez simples à assembler. Il convient de noter que Rigby a essayé de créer non seulement des modèles intéressants, mais également des modèles volants.
* Également au début des années 1930, Jack Northrop de Lockheed Corporation a utilisé plusieurs modèles en papier d'avions et d'ailes pour des tests. Cela a été fait avant la création de véritables gros avions.
* Pendant la Seconde Guerre mondiale, de nombreux gouvernements ont restreint l'utilisation de matériaux tels que le plastique, le métal et le bois, car ils étaient considérés comme stratégiquement importants. Le papier est devenu largement disponible et très populaire dans l’industrie du jouet. C’est ce qui a rendu le modelage sur papier populaire.
* En URSS, le modelage sur papier était également très populaire. En 1959, le livre de P. L. Anokhin « Paper Flying Models » est publié. En conséquence, ce livre est devenu très populaire parmi les modélistes pendant de nombreuses années. On y découvrira l'histoire de la construction aéronautique, ainsi que la modélisation du papier. Toutes les maquettes en papier étaient originales ; par exemple, vous pouviez trouver une maquette en papier volante de l'avion Yak.
Faits inhabituels sur les modèles d'avions en papier
*Selon la Paper Aircraft Association, un avion en papier lancé en espace ouvert, ne volera pas, il glissera en ligne droite. Si un avion en papier n’entre pas en collision avec quelque chose, il peut flotter dans l’espace pour toujours.
* L'avion en papier le plus cher a été utilisé dans la navette spatiale lors de son prochain vol dans l'espace. Le coût du carburant utilisé pour amener l'avion dans l'espace à bord de la navette suffit à lui seul à qualifier cet avion en papier de plus cher.
* La plus grande envergure d'un avion en papier est de 12,22 cm. Un avion doté de telles ailes était capable de voler près de 35 mètres avant d'entrer en collision avec un mur. Un tel avion a été fabriqué par un groupe d'étudiants de la Faculté d'ingénierie aéronautique et de fusée de l'Institut polytechnique de Delft, aux Pays-Bas.
Le lancement a eu lieu en 1995, lorsque l'avion a été lancé à l'intérieur d'un bâtiment depuis une plate-forme de 3 mètres de haut. Selon les règles, l'avion devait voler environ 15 mètres. Sans l'espace limité, il aurait volé beaucoup plus loin.
* Les scientifiques, ingénieurs et étudiants utilisent des avions en papier pour étudier l'aérodynamique. Administration nationale de l'aéronautique et de la recherche Cosmos(NASA) a envoyé un avion en papier dans l'espace à bord de la navette spatiale.
*Les avions en papier peuvent être fabriqués sous différentes formes. Selon le détenteur du record Ken Blackburn, les avions en forme de « X », de cerceau ou de forme futuriste vaisseau spatial, peut voler comme de simples avions en papier s'il est fabriqué correctement.
*Des spécialistes de la NASA avec des astronautes a organisé une master class pour les écoliersdans le hangar de son centre de recherche en 1992. Ensemble, ils ont construit de grands avions en papier dont l'envergure pouvait atteindre 9 mètres.
* Le plus petit avion en papier origami a été créé au microscope par M. Naito du Japon. Il a plié un avion à partir d'une feuille de papier mesurant 2,9 mètres carrés. millimètre. Une fois réalisé, l’avion était placé sur la pointe d’une aiguille à coudre.
* Le vol le plus long d'un avion en papier a eu lieu le 19 décembre 2010 et il a été lancé par le Japonais Takuo Toda, président de la Japan Origami Airplane Association. La durée de vol de son modèle, lancé à Fukuyama, dans la préfecture de Hiroshima, était de 29,2 secondes.
Comment fabriquer un avion par Takuo Toda
Un robot assemble un avion en papier