En el passat, els meus models d’avions d’hèlix sempre acabaven el vol amb un pic abrupte. El disseny descrit aquí soluciona aquest problema amb un engrenatge lleuger que actua com un tren d'aterratge. Aquesta protecció només és adequada si es llança l'aeronau a l'aire lliure o en una sala àmplia i àmplia.
Pla de la lliçó:
Dificultat: 3,5 / 5
Preparació: 2/5
Construir: 1/5
Neteja: 1/5
Treball preparatori:
Doblegueu i talleu els fulls de cartró per la meitat.
Digues als teus estudiants que dissenyaran un avió que pot enlairar-se del terra o de la taula, volar com a mínim 5 metres i aterrar sense problemes. Com que es tracta d’un projecte bastant senzill, aconsello almenys parcialment fer-ho el model juntament amb els estudiants, mostrant-los els principals punts de l'assemblea del procés. Hi ha molts passos en aquesta classe magistral, així que intenteu desviar-vos menys del pla. El treball principal es descriu als passos 2-6.
L’objectiu de l’estudi:
Durant la conferència oral, els estudiants aprendran quatre conceptes bàsics en aviació: ascensor, pressió axial, estabilitat i pes.
Durant la prova dels seus propis avions i l’anàlisi dels resultats, els estudiants podran discutir possibles mancances i formes d’afrontar-los amb el professor. Els estudiants podran canviar els seus models i repetir el procés de nou.
Tan aviat com els estudiants aconsegueixen fer models de gran altura d'un avió propulsat per l'hèlix, podran complicar els patrons de vol realitzant girs o bucles.
Pas 1: Materials
- 2 pals
- 2 mitges pals
- 2 túbuls per a begudes
- 2 bandes elàstiques primes
- 1 full de cartró
- 1 clip de paper
- 1 hèlix
- cinta conducta
- Llapis o bolígrafs per pintar
Les hélices es poden comprar a Internet.
Pas 2: eix de cargol
Expliqueu als estudiants els aspectes importants de la construcció del camí, donant-los un exemple directe del seu propi treball. L’eix del cargol simplement suporta i estira les bandes elàstiques, que s’utilitzaran com a font d’energia. Fixeu bé el clip de paper amb cinta adhesiva.
Un cop fixades les bandes de goma, l’eix de l’hèlix serà la força axial de l’aeronau. En essència, això és el que impulsa l'avió cap endavant. Imagineu-vos que esteu asseguts en una cadira amb rodes. Si empenyes els peus de la paret, pujaràs en una cadira en sentit contrari. El mateix passa aquí. Al girar, l'hèlix condueix aire cap a l'aeronau i empeny l'aire cap a l'extrem posterior de l'aeronau.Empenyent l'aire cap enrere, l'hèlix crea una reacció, a conseqüència del qual l'aeronau avança.
Pas 3: ales, cua i estabilitzador
El més important que un avió necessita per volar és pujar. L’ascens es produeix quan l’aire prem sobre la part inferior de les ales. Com més grans siguin les ales, més gran es produirà l’augment. El paper es plega a la meitat i es talla a un angle, perquè volem que les ales siguin més grans al centre del pla, on sigui el més pesat. Si feu que les ales siguin rectangulars, l’avió pot pujar massa a un costat de l’ala, la qual cosa condueix finalment a un accident.
Doblegueu el paper restant per la meitat i talleu-lo. Aquestes peces es poden utilitzar per cola i estabilitzador.
Pas 4: Fixació de les ales, cua i estabilitzador
Utilitzeu trossos llargs de cinta conducta al llarg de tot l’eix per adherir-se fermament les ales.
Enganxeu les dues peces triangulars juntes com una cua. La cua s’enganxa a l’eix de la mateixa manera que les ales.
Les meitats estabilitzants estan enganxades a la cua, i les dues meitats s'uneixen al mig.
La cua manté la part posterior de l'aeronau a flota mentre puja. L’estabilitzador també és important, perquè ajuda a l’avió a mantenir un recorregut constant, sense desviar-se enlloc i no capgirar-se.
M’agrada explicar la importància d’aquest estabilitzador: guardeu un full de paper al vostre davant (per exemple, mig full de cartró). Bufeu aire a la vora del llençol. Veureu que el paper gairebé no es va moure. Això passa perquè l’aire passa fàcilment al voltant del full de paper perquè és uniforme i prim. Ara sosteniu el full de paper en una punta i bufeu-lo al damunt. El paper començarà a desenvolupar-se en diferents direccions, doblegar-se sota la pressió de l’aire, ja que l’aire no pot passar fàcilment per la fulla. És molt més fàcil que l’aire raspalli una fulla del seu camí fins que estigui en la mateixa direcció que el corrent d’aire.
L’estabilitzador funciona amb el mateix principi. Quan l'avió es mou recte, l'aire passa fàcilment al voltant de l'estabilitzador. Però si l'avió comença a girar, els costats de l'estabilitzador suportaran el flux d'aire. L'aire pressionarà sobre l'estabilitzador fins que l'avió no s'apareixi. Això permet que l’aeronau mantingui un recorregut estable.
En aquest disseny, l'estabilitzador té una forma triangular. Una peça plana és massa inestable com a estabilitzador, el flux d'aire simplement es doblarà. Abans d’acoblar l’estabilitzador, fixeu la geniva al pla.
5è pas: Xassís antidiscatge
L’engranatge de patinatge permet llançar l’avió des d’una superfície plana, ja que eleva l’hèlix prou alt perquè no toqui el terra. A més, aquest xassís exerceix una altra funció important: afegeix pes al fons de l'avió.
Per què és important això? La resposta no és immediatament òbvia. Si apreteu les bandes elàstiques i deixeu anar per començar l’avió, es desenrotllaran pels dos costats. Un extrem de la goma fa girar l'hèlix i l'altre tracta de desplegar la resta de l'avió. Per descomptat, el pla és molt més difícil de girar, perquè és més gran i més pesat, però encara hi ha una certa força desenvolupada per la geniva. I si hi ha massa força, l’avió pot inclinar-se en una direcció, perdre estabilitat i s’estavella.
Al contrari, el pes de l’engranatge de terra, afegirà pes a l’avió i, per tant, estabilitat. Amb ell, la part inferior del pla és molt més pesada que la part superior, i el pla serà molt millor per inclinar-se o inclinar-se.
Pas 6: volar!
Per enlairar, subjecteu l’eix amb la mà a prop de l’hèlix. Comença a girar l'hèlix en el sentit de les agulles del rellotge. Assegureu-vos que els estudiants apartin l'hèlix de si mateixos de manera que l'avió vola en el sentit contrari d'ells mateixos. En cas contrari, si allibereu l'hèlix accidentalment, podeu ferir-vos.
Experimenteu amb diferents quantitats d’energia i busqueu el nombre ideal de revolucions de l’hèlix per aconseguir la distància i la qualitat de vol desitjades.
Per llançar l'aeronau, col·loca-la sobre una superfície plana de manera que l'hèlix estigui enfront de tu. Sostingueu suaument però fermament l’eix amb una mà i l’hèlix amb l’altra. Primer alliberar l’hèlix, després un segon desdoblament de l’eix. El temps juga un paper i caldrà una mica de pràctica. El temps entre l'alliberament de l'hèlix i l'hèlix és aproximadament igual a la durada, si diem "Tick-tock". D’aquesta manera, és convenient que els estudiants expliquin aquest punt. Si dius "marcar", has de deixar anar l'hèlix i, quan dius "així", has de deixar anar l'eix.
Després d’haver dominat la tècnica bàsica del vol, els estudiants poden començar a experimentar amb diversos efectes, com ara bucles, voltes o bótes!
Pas 7: seguretat, consells i resolució de problemes
Aquest projecte pot ser perillós per dos motius. 1. L’hèlix pot girar molt ràpidament i deixar talls a la pell. 2. L’hèlix es pot enredar en els cabells llargs. Assegureu-vos que els estudiants gestionin amb cura i amb cura les hélices. Per als vols, seleccioneu només una àrea oberta gran, de manera que l'avió no trobi obstacles davant seu i al seu voltant.