Почему люди не летают

Почему люди не летают

Автор : ученица 10 класса Еремеева Анастасия

2008 год

МОУ «Бичурга-Баишевская средняя общеобразовательная школа»

Цель исследования:

Объкт исследования:

Выяснить когда и почему возможен планирующий полет?

Живые (природные) и созданные человеком планёры

Проблемные вопросы:

Почему тела одинаковой природы и массы имеют разные летные качества (на примере бумажного фантика от конфеты)? Почему летают рожденные ползать? Почему и как летает воздушный змей? Почему люди не летают?

Задачи исследования:

Выяснить, что такое планирующий полет? Познакомиться с представителями животного и растительного мира, освоившими планирующий полет Изучить теоретические основы полета воздушных змеев. Самостоятельно изготовить плоский воздушный змей и опытно-экспериментальным путем выяснить от чего зависит устойчивость планирующего полета змея. Выяснить, может ли человек совершить планирующий полет?

Планирующий полет

Планирующим будем называть такой полет, при котором объект(планер) движется в воздухе продолжительное время, пользуясь восходящими воздушными потоками, которые образуются вследствие неравномерного нагрева солнцем поверхности земли. Скорость движения этих потоков определяет высоту полета. Используя различия в скорости двух потоков, неравномерное действие ветра, парящий планер может часами держаться в воздухе, подниматься и опускаться, не тратя особых усилий.

Природные планеры

Птицы и насекомые предопределены быть искусными летунами, так как опираются на подъемную силу крыльев и облегченного скелета. Они используют и планирующий полет, и машущий. Но, оказывается, есть и другие обитатели животного мира, ничем специально для полетов не оснащенные, однако способные поднять себя в воздух и там какое-то время существовать. Они могут парить, скользить по воздуху, а затем мягко приземляться. Им пришлось осваивать планирующие полеты - и для жизни, и для выживания.

Лучшие летуны животного мира

Летучий дракон, геккон - это небольшие ящерицы имеющие необычную для пресмыкающихся способность к планирующему полету. Древесная лягушка может преодолевать в планирующем полете расстояние в несколько метров.

Геккон

Летучий дракон

Древесная лягушка

В невесомом планирующем полете она улетает на 50 метров

Несмотря на большой рост и отсутствие специальных приспособлений для полетов, сифака с острова Мадагаскар стал лучшим воздушным акробатом среди своих родственников - полуобезьян.

Полет на пределе возможного

..

Птицы-тяжеловесы испытывают трудности в подъеме и приземлении, но именно они являются лучшими планерами.

Дрофа

Глухарь

Альбатрос

Параметры дроф обозначают верхнюю границу полетных возможностей. Взлетает дрофа тяжело, только с разбега, но, поднявшись в воздух, летит довольно свободно, делая равномерные и глубокие взмахи крыльями.

Жизненное пространство альбатросов - небо над морем. На землю они опускаются только, чтобы высиживать птенцов. В ожидание благоприятного ветра альбатросы вынуждены стоять на склонах и ждать попутного ветра.

Планирующий полет в мире растений

Плоды одуванчика столь удивительно похожи на миниатюрные парашюты. С одной стороны, ветер в состоянии далеко унести подобные легковесные создания. С другой, конструкция с висящим под парашютом плодом обеспечивает такую посадку, при которой плод опускается вертикально вниз, то есть находясь в наиболее благоприятном для прорастания положения.

В полете крылатка клёна работает точно так же, как лопасти несущего винта вертолета, опускающегося с выключенным двигателем.

А.Н.Островский

С давних времен люди наблюдали за полетами в природе и, подобно другим живым существам, стремились лететь сами:

В 16 веке холоп Ивашка прыгнул с монастыря с самодельными крыльями В 19 "Икар с Дунайца", как его называет, Ян Вненк, сконструировал планер, крылья которого могли совершать машущие движения при помощи силы ног ( Ян Вненк спускался на своем планере с колокольни. Самый длинный его полет составил 1350 метров). Французский летчик-испытатель Валентейн в 50-х годах 20-го века испытывал "стрекозиные крылья", выпрыгивая с летящего самолета. Леонардо да Винчи создал такие замечательные чертежи летательных аппаратов, что в 70-ых годах 20-го века по ним был изготовлен дельтаплан, который показал прекрасные летные качества.

"Почему люди не летают?Почему люди не летают так как птицы?"

Воздушный змей-первый летательный аппарат

Историческая справка

Воздушные змеи были изобретены в Китае Первые воздушные змеи делали из бамбука и листьев растений. После 2600 года до н. э. из бамбука и шелка. Воздушные змеи запускались как для удовольствия, так и для дела. Часто воздушные змеи применяли в военных целях в качестве разведчиков - наблюдателей. В Европе история воздушных змеев начинается с 4000 г. до н.э. Первое верное Европейское описание воздушного змея появляется в книге военных технологий в 1405 году. На протяжении всего XIX века люди делали множество экспериментов связанных с подъемом всяческих грузов, а также людей.

Ветер, ветер, ты могуч…

Воздушный змей без ветра не летает. Слишком сильный порывистый ветер может разломать змей в считанные мгновения. Но люди научились укрощать ветер, делая его своим помощником, источником «лётной энергии» воздушного планера. Первые воздушные змеи были плоскими, похожими на листья деревьев, крылья птиц.

Схема действующих на воздушный змей сил

Р – сила тяжести F – сила давления на поверхность Т – сила натяжения леера Т’ – сила тяги

АВ – аэродинамическая поверхность(плоскость змея) ? – угол атаки Е –узел (или точка) привязи леера к уздечке ЕА и ЕД – путы, образующие уздечку g - центр тяжести С – центр парусности О – полюс (центр приложения сил) V – скорость ветра

Поймать ветер…

Зона A – идеальное пространство для полетов воздушного змея. Зона B – пространство для посадки управляемого воздушного змея.

Для полета змея нужен ветер. 1 – 3 м/с: Только самые легкие воздушные змеи будут летать. 3 – 6 м/с: Хороший ветер для новичков. 6 – 8 м/с: Превосходные условия для полета воздушного змея. 8 – 11 м/с: Хороший ветер для специалистов. Будьте более внимательны. 11 – 14 м/с: Только для специалистов.

Эксперимент

Занимаясь в кружке «Пестрое небо» я осуществила свой планирующий полет, запустив в небо плоского змея, изготовленного своими руками и сделала для себя Выводы

Нужен ли хвост воздушному змею

Эксперимент 1. Сравним полет простой полоски бумаги, подвешенной на нити и полет такой же полоски, но с приделанной к ней в виде хвоста лентой. Простейший эксперимент помог мне выяснить, что змей с хвостом летает устойчивее. Эксперимент 2.

Отрегулировав длину хвоста мы добились устойчивого полета

Как улучшить планирующий полет воздушного змея

увеличить площадь уменьшить массу использовать современные ткани и технологии Изменить конструкцию: создать выпуклость, парусность, что создает большую обтекаемость и устойчивую подъемную силу

Одна плоскость хорошо, а несколько

..

Еще в древние времена люди заметили, что если соединить несколько плоских змеев, летные качества улучшаться. Так появились объемные змеи.

На собственном опыте мы убедились, что полет объемных змеев наиболее устойчив.

Как человек использовал змеев

..

Во второй половине XVIII в. воздушные змеи применялись для изучения атмосферного электричества. М.В.Ломоносов с их помощью доказал электрическую природу молнии. Создатель первого в мире самолета А.Ф.Можайский, исследуя возможность полета на неподвижно распростертых крыльях, построил оригинальный воздушный змей-планер и в 1873-1876гг. Совершал на нем полеты. Изобретатель радио А.С.Попов использовал воздушный змей в качестве антенны для радиоприемника. В конце XIX века змеи получили широкое применение в метеорологии. Они поднимали самопишущие приборы на высоту 3-4 км В начале XX века «змейковые поезда» из больших коробчатых змеев использовались в армии, поднимая в воздух артиллерийских наблюдателей С помощью фотоаппаратуры, подвешенной к змеям, производили аэрофотосъемку местности

От воздушного змея- до самолета…

В 1872 г. после ряда кропотливых исследований и экспериментов, русский инженер Можайский, установил зависимость между подъемной силой и лобовым сопротивлением крыла при различных углах атаки, и обстоятельно осветил вопрос полета птиц. В 1876 г. Российский изобретатель самолета Можайский построил и испытал первый самолет. А с 1873 по 1876, по свидетельству инженера Богословского, "два раза поднимался в воздух и летал с комфортом" на воздушном змее!

Выводы:

В ходе исследовательской работы я изучила: Теоретические основы планирующего полета и выделила необходимые условия для его существования Узнала, что в создании летательного аппарата человек широко использует конструкции природных планеров.

Выводы:

Человек не создан летать, но все-таки он летает!

Интерес человека к планирующему полету не стерся временем. Сегодня планирующий полет становится все более популярным. Он используется во многих видах спорта. Ярким примером является Кайтинг ( Кайт - воздушный змей).

Литература…

Кац Ц.Б. «Биофизика на уроках физики»– М. : «Просвещение»,1988 Марк Колтун, «Мир физики», М. – «Детская литература», 1984 Биологический энциклопедический словарь– М. : «Российская энциклопедия», 2000. Энциклопедический словарь юного физика, - М., «Педагогика» Богданов Н.Ю. «Физик в гостях у биолога»,– М. «Наука», 1986. Бриг У. «Мир света», – М. «Наука», 1967. Моисеева Н.И. «Биоритмы жизни»– М., «Просвещении», 1997. Симаков Ю.Г. «Живые приборы»– М. : «Знании», 1978. Хильневич С.С. «Физика вокруг нас»– М. – «Наука», 1985. Денисова Г.А., «Удивительный мир растений» - М. «Просвещение»,1981 Ильченко В.Р., «Перекрёстки физики, химии и биологии», - М., «Просвещение»,1986 Ресурсы сети Интернет.