Deltopłat - (EU

Deltopłat
Cel
Uczniowie:
nauczą się modyfikować parametry lotu szybowca.
Przeprowadzą eksperyment w celu uzyskania odpowiedzi na
pytanie.
Standardy i umiejętności
auka
Nauka jako
poszukiwanie
Fizyka
Nauka i technologia
Matematyka
Dokonywanie
pomiarów
Rozwiązywanie
problemów
Umiejętności
badawcze
Wykonywanie modeli
Badanie
Przewidywanie
Wprowadzenie
kątowa
orientacja
jednostki
zmiana kierunku
60
Stworzono wiele rodzajów pojazdów, którymi można przewozić ludzi i
towary w różne miejsca Ziemi. W jaki sposób się nimi kieruje? Ruchy
kierownicy zmieniają kierunek jazdy samochodu. Aby zmienić
kierunek, w jakim płynie łódź, używamy steru. Do kierowania
rowerem używamy kierownicy i zmieniamy położenie naszego ciała.
W przypadku większości pojazdów poruszających się po ziemi i morzu
osiągana jest przez obracanie przedniej części pojazdu w prawo lub
wlewo. Ruch na jednej osi obrotu lub kierunku nazywamy
wychyleniem.
Podczas lotu samolotem należy kontrolować trzy osie obrotu. Nos
samolotu może być kierowany na prawo lub lewo (odchylenie, obrót
samolotu wokół osi pionowej), kierowany w górę lub dół (nachylenie,
obrót samolotu wzdłóż osi poprzecznej) a kadłub może być obracany na
prawo albo lewo (pochylenie, obrót samolotu wzdłuż osi podłużnej).
Pilot używa wolantu lub drążka sterowego, znajdującego się w
samolocie, aby poruszać powierzchniami sterowymi na skrzydłach i
ogonie samolotu. Powierzchnie sterowe wpływają na kierunek ruchu
samolotu zmieniając
Aeronautics: An Educator’s Guide// Aeronautyka: poradnik nauczyciela
EG-2002-02-105-HQ
siłę nośną.
Samoloty o konwencjonalnych skrzydłach mają lotki do kontroli
obrotu wzdłuż osi podłużnej, ster kierunku służący do zmiany kątowej
orientacji (odchylenia) jednostki w przestrzeni oraz ster wysokości, do
wznoszenia się i opadania. Samoloty o skrzydłach w kształcie litery
delta albo trójkąta mają ster kierunku i tylko jedną powierzchnię,
krawędź spływu, do kontrolowania wznoszenia i obrotu wzdłuż osi
podłużnej. Krawędź spływu pełni taką samą funkcję jak lotki i ster
wysokości.
Lotka (pochylenie)
Kadłub
Ster kierunku (zmiana
kierunku
lotu)
Lotka (pochylenie)
Ster wysokości
(wznoszenie/opadanie)
elevons - krawędzie spływu (wznoszenie/opadanie i pochylenie)
Krawędź spływu/ster wysokości to ruchoma powierzchnia na krawędzi
spływu skrzydła. Ustawione w tym samym kierunku (albo oba do
góry, albo oba do dołu), funkcjonują jako stery wysokości. Ustawione
w przeciwnych kierunkach (jeden do góry, drugi w dół) działają jak
lotki. Prom kosmiczny używa sterów wysokości podczas manewru
lądowania na Ziemi.
Aeronautics: An Educator’s Guide
EG-2002-02-105-HQ
61
Materiały
Styropianowa tacka. Najlepiej użyć grubszego
styropianu na kadłub a cieńszego na skrzydło. My
kupujemy na Allegro tacki na kadłuby i dwuczęściowe
pojemniki na skrzydła.
Szablon. Jeśli podany szablon jest za duży, należy
rysunek odpowiednio zmniejszyć.
Spinacz
Długopis
Plastikowy nóż albo
nożyczki
Wykałaczki
Okulary ochronne Pilnik
(polerka) do paznokci albo
papier ścierny
Przygotowanie
1.
Pokaż grupie styropianową tackę i zapytaj, co to jest. Poproś grupę o wyliczenie, do czego można użyć takich tacek.
Przewidywane odpowiedzi: jako kubki, pojemniki na fast food, kartony na jajka, materiał do pakowania i
izolacji termicznej.
2.
Przedyskutuj powody, dla których tacki styropianowe nadają się na materiał do konstrukcji modelu szybowca.
Materiały do budowania samolotów muszą być lekkie, mocne i łatwo dostępne. Styropian posiada te cechy i dlatego
nadaje się do konstruowania modeli latających. Prawdziwe samoloty budowane są z innego lekkiego, mocnego i
łatwo dostępnego materiału – aluminium
Styropian można łatwo przeciąć nożyczkami albo plastikowym nożykiem o ząbkowanym ostrzu.
Uczniowie mogą również zrobić serię otworków w odległości ok. 2 mm przy zewnętrznej krawędzi danej części przy
pomocy ostrego ołówka albo wykałaczki. a następnie oderwać niepotrzebny fragment. Dla młodszych uczniów nauczyciel
może nadciąć odpowiednie fragmenty.
3.
4.
Przygotuj listę nazw części deltopłata.
Kadłub (główna część deltopłata), skrzydło (zapewnia siłę nośną), ster (odchylenie), stery wysokości (kontrola pochylenia i nachylenia)
62
Aeronautics: An Educator’s Guide// Aeronautyka: poradnik nauczyciela
EG-2002-02-105-HQ
nos
samolotu
krawędź
spływu/ster
wysokości
ogon
Ster kierunku
skrzydło
krawędź spływu/ster wysokości
Aktywnośc
1.
Arkusz ucznia składa się z szablonu do wycinania części
samolotu ze styropianowej tacki oraz instrukcję składania. W
młodszych klasach nauczyciel może przygotować części
szybowca.
plastikowy nóż lub wykałaczka
2.
Uczniowie podpisują części samolotu na szablonie
taśma
3. Uczniowie przymocowują taśmą klejącą szablon to tacki
styropianowej.
ołówek
tacka ze styropianu
Aeronautics: An Educator’s Guide
4.
Przy pomocy ostrego ołówka albo wykałaczki dziurkujemy zarys
skrzydła i kadłuba. Dziurki powinny przechodzić na wylot.
5.
Usuwamy szablon i poprawiamy zarys skrzydła i kadłuba przy
pomocy ołówka albo wykałaczki. Oddzielamy
obie części.
6.
Wygładzamy krawędzie papierem ściernym albo polerką.
7.
Zaznaczamy ołówkiem zawiasy steru wysokości (Uwaga: aby
zawiasy steru poruszały się, wyraźnie zaznacz ołówkiem
zagięcie. Jeżeli ster wysokości oderwie się, przyklej go przy pomocy
taśmy klejącej.
8.
Ostrożnie przetnij kadłub i wsuń w otwór skrzydło.
EG-2002-02-105-HQ
63
9.
Po złożeniu samolotu uczniowie określają "wagę i równowagę",
umieszczając spinacz albo klips do papieru na kadłubie.
Uczniowie powinni zmieniać położenie
spinacza podczas kolejnych prób do chwili gdy samolot pokona
największą odległość w linii prostej.
Spinacz
Dyskusja
Dodatkowe zadania
Ocena
Aeronautics: An Educator’s Guide
10. Uczniowie przeprowadzają eksperymenty aby odpowiedzieć
na pytania dotyczące lotów testowych, umieszczone w
arkuszu roboczym ucznia. Uczniowie zmieniają pozycję
sterów wysokości i rysują wykres, przedstawiający trasę lotu
szybowca. Uczniowie przeprowadzają loty testowe i
zapisują wyniki.
1.
Czy wszystkie szybowce latają tak samo? -ie. -iewielkie
różnice w konstrukcji mogą zmienić parametry lotu modelu
szybowca.
2.
Dlaczego przewidujemy przed testem, co się stanie?
Przewidywanie pomaga naukowcom zdecydować, na jakie
pytania odpowie eksperyment.
1.
Uczniowie mierzą i zapisują najlepszy wynik lotu.
2.
Uczniowie zmieniają wielkość i kształt skrzydła. Uczniowie
przeprowadzają lot testowy i zapisują zmiany parametrów lotu.
1.
Zagnij powierzchnie sterowe w modelu samolotu i poproś
uczniów, żeby przewidzieli jak będzie zachowywał się w
powietrzu. Uczniowie mogą zademonstrować przewidywany tor
lotu, a następnie przetestować, jak zachowa się model.
2.
Podziel uczniów na grupy i poproś, żeby przygotowali wspólny
arkusz wyników, podsumowujący wyniki lotów
eksperymentalnych.
EG-2002-02-105-HQ
63
Delta Wing Glider
Pytanie testowe:
Czy zmiana pozycji sterów wysokości szybowca
zmienia ścieżkę lotu?
Polecenia:
Zagnij stery wysokości w sposób przestawiony poniżej. Zadbaj aby
uczniowie przewidzieli ścieżkę lotu zanim wykonają próbę.
Uczniowie przetestowali szybowiec i zapisali wyniki (góra, dół, w
prawo, w lewo).
Arkusz roboczy ucznia (Co zaobserwowaliśmy)
Pozycja sterów wysokości
Przewidywana ścieżka lotu Ścieżka lotu testowego
Ster prawy i lewy ustawiony prosto
Podniesiony ster prawy, opuszczony ster lewy
Czy zmiana pozycji sterów wysokości zmienia ścieżkę lotu?
Co się dzieje jeżeli oba stery wysokości są skierowane do góry?
Co się dzieje jeżeli oba stery wysokości są skierowane do dołu?
Czy zmiana pozycji sterów wysokości szybowca zmienia ścieżkę lotu?
szablon
deltopłata
skrzydło
ster wysokości
skrzydło
ster wysokości
66
Aeronautyka: Przewodnik nauczyciela
EG-2002-02-105-