In het verleden beëindigden mijn propellervliegtuigmodellen hun vlucht altijd met een abrupt steile piek. Het hier beschreven ontwerp lost dit probleem op met een lichtgewicht skid gear die als een landingsgestel fungeert. Deze bescherming is alleen geschikt als je het vliegtuig buiten lanceert of in een grote, ruime kamer.
Lesplan:
Moeilijkheidsgraad: 3.5 / 5
Bereiding: 2/5
Bouwen: 1/5
Schoonmaak: 1/5
Voorbereidende werkzaamheden:
Vouw en knip de kartonnen vellen doormidden.
Vertel je leerlingen dat ze een vliegtuig zullen maken dat van de grond of van de tafel kan opstijgen, minstens 5 meter kan vliegen en soepel kan landen. Aangezien dit een vrij eenvoudig project is, raad ik ten minste gedeeltelijk aan om dit te doen het model samen met studenten, om hen de belangrijkste punten van de vergadering in het proces te demonstreren. Er zijn veel stappen in deze masterclass, dus probeer minder af te wijken van het plan. Het hoofdwerk wordt beschreven in stap 2-6.
Het doel van de studie:
Tijdens het hoorcollege leren studenten vier basisconcepten in de luchtvaart: lift, axiale druk, stabiliteit en gewicht.
Tijdens het testen van hun eigen vliegtuig en analyse van de resultaten, kunnen studenten mogelijke tekortkomingen en manieren bespreken om ze met de leraar aan te pakken. Studenten kunnen hun modellen wijzigen en het proces opnieuw herhalen.
Zodra de studenten erin slagen om prachtig stijgende modellen te maken van een propellervliegtuig, zullen ze de vliegpatronen kunnen compliceren door bochten of lussen uit te voeren.
Stap 1: Materialen
- 2 stokjes
- 2 halve stokjes
- 2 buisjes voor drankjes
- 2 dunne elastische banden
- 1 vel karton
- 1 paperclip
- 1 propeller
- ducttape
- Potloden of viltstiften om in te kleuren
Propellers kunnen op internet worden gekocht.
Stap 2: schroefas
Leg de leerlingen onderweg de belangrijke aspecten van de bouw uit en geef hen een direct voorbeeld van hun eigen werk. De as van de schroef ondersteunt en rekt eenvoudig de elastische banden uit, die als energiebron zullen worden gebruikt. Bevestig de paperclip stevig met ducttape!
Zodra de elastiekjes zijn vastgemaakt, is de schroefas de axiale kracht van het vliegtuig. Dit is in wezen wat het vliegtuig vooruit drijft. Stel je voor dat je in een stoel met wielen zit. Als je je voeten van de muur duwt, rijd je in een stoel in de tegenovergestelde richting. Hetzelfde gebeurt hier. Door te draaien, drijft de propeller lucht naar het vliegtuig en duwt de lucht naar de achterkant van het vliegtuig.Door de lucht naar achteren te duwen, creëert de propeller een terugslag, waardoor het vliegtuig naar voren beweegt.
Stap 3: vleugels, staart en stabilisator
Het belangrijkste dat een vliegtuig moet vliegen, is klimmen. Ascent vindt plaats wanneer lucht op de onderkant van de vleugels drukt. Hoe groter de vleugels, hoe groter de opkomst zal zijn. Het papier is dubbelgevouwen en schuin gesneden, omdat we willen dat de vleugels groter zijn in het midden van het vliegtuig, waar het het zwaarst is. Als je de vleugels rechthoekig maakt, kan het vliegtuig aan één kant van de vleugel te hoog komen, wat uiteindelijk tot een ongeval leidt.
Vouw het resterende stuk papier dubbel en snijd het door. Deze stukken kunnen gebruikt worden voor staart en versteviging.
Stap 4: De vleugels, staart en stabilisator bevestigen
Gebruik lange stukken ducttape langs de hele schacht om de vleugels stevig te hechten.
Lijm de twee driehoekige stukken aan elkaar als een staart. De staart kleeft op dezelfde manier aan de schacht als de vleugels.
De stabilisatorhelften worden aan de staart gelijmd, vervolgens worden de twee helften in het midden aan elkaar gelijmd.
De staart houdt de achterkant van het vliegtuig drijvend tijdens het klimmen. De stabilisator is ook belangrijk, omdat deze het vliegtuig helpt om een vaste koers te behouden, zonder ergens af te wijken en niet om te draaien.
Ik leg het belang van de stabilisator graag zo uit: houd een vel papier voor je (bijvoorbeeld een half kartonnen vel). Blaas er lucht over de rand van het vel. Je zult zien dat het papier bijna niet bewoog. Dit komt omdat lucht gemakkelijk rond het vel papier stroomt omdat het gelijkmatig en dun is. Houd nu het vel papier aan één punt vast en blaas het erop. Het papier begint zich in verschillende richtingen te ontwikkelen, buigt onder de druk van lucht, omdat lucht niet gemakkelijk door het vel kan gaan. Het is veel gemakkelijker voor lucht om een blad van zijn pad weg te borstelen totdat het in dezelfde richting is als de luchtstroom.
De stabilisator werkt volgens hetzelfde principe. Wanneer het vliegtuig recht beweegt, passeert lucht gemakkelijk rond de stabilisator. Maar als het vliegtuig begint te draaien, zijn de zijkanten van de stabilisator bestand tegen de luchtstroom. Er zal lucht op de stabilisator drukken totdat het vliegtuig vlak is. Hierdoor behoudt het vliegtuig een stabiele koers.
In dit ontwerp heeft de stabilisator een driehoekige vorm. Een vlak stuk papier is te onstabiel als stabilisator, de luchtstroom zal het gewoon buigen. Voordat u de stabilisator bevestigt, bevestigt u het tandvlees op het vliegtuig.
Stap 5: Skid Chassis
Met de skid-versnelling kunt u het vliegtuig vanaf een vlak oppervlak lanceren, omdat het de propeller hoog genoeg opheft zodat het de grond niet raakt. Bovendien vervult zo'n chassis nog een andere belangrijke functie: het voegt gewicht toe aan de onderkant van het vliegtuig.
Waarom is dit belangrijk? Het antwoord is niet meteen duidelijk. Als u de elastische banden strak trekt en loslaat om het vliegtuig te starten, komen ze aan beide kanten tot rust. Een rand van het tandvlees draait de propeller en de andere probeert de rest van het vliegtuig in te zetten! Natuurlijk is het vliegtuig veel moeilijker te roteren, omdat het groter en zwaarder is, maar toch is er een bepaalde kracht die door het tandvlees wordt ontwikkeld. En als er teveel kracht is, kan het vliegtuig in één richting leunen, stabiliteit verliezen en crashen.
Het gewicht van het landingsgestel daarentegen zal het vliegtuig zwaarder maken en daarmee de stabiliteit. Hiermee is de onderkant van het vliegtuig veel zwaarder dan de bovenkant, en het vliegtuig zal veel beter bestand zijn tegen hellingen of kapseizen.
Stap 6: Vliegen!
Om op te stijgen, houdt u de as met uw hand in de buurt van de propeller. Draai de propeller rechtsom. Zorg ervoor dat de leerlingen de propeller van zichzelf af draaien, zodat het vliegtuig in tegengestelde richting van zichzelf vliegt. Als u anders de schroef per ongeluk loslaat, kunt u zich verwonden.
Experimenteer met verschillende hoeveelheden energie en vind het ideale aantal omwentelingen van de propeller om de gewenste afstand en vliegkwaliteit te bereiken.
Om het vliegtuig te lanceren, plaatst u het op een plat oppervlak zodat de propeller van u af is gericht. Houd de as voorzichtig maar stevig vast met de ene hand en de schroef met de andere. Laat eerst de propeller los en dan na een fractie van een seconde de as. Tijd speelt een rol en het vergt wat oefening. De tijd tussen het loslaten van de propeller en de propeller is ongeveer gelijk aan de duur, als we zeggen "Tick-tock". Op deze manier is het handig voor studenten om dit punt uit te leggen. Terwijl je "tick" zegt, moet je de propeller loslaten en als je "so" zegt, moet je de as loslaten.
Nadat ze de basistechniek van het vliegen onder de knie hebben, kunnen studenten gaan experimenteren met verschillende effecten, zoals lussen, bochten of vaten!
Stap 7: Beveiliging, tips en probleemoplossing
Dit project kan om twee redenen gevaarlijk zijn! 1. De propeller kan zeer snel draaien en snijwonden op de huid achterlaten. 2. De propeller kan verstrikt raken in lang haar. Zorg ervoor dat studenten zorgvuldig en zorgvuldig omgaan met de propellers. Kies voor vluchten alleen een groot, open gebied zodat het vliegtuig geen obstakels voor en om zich heen tegenkomt.