No passado, meus modelos de aeronaves a hélice sempre terminavam seu voo com um pico abrupto. O design descrito aqui resolve esse problema por meio de um skid gear leve que age como um trem de pouso. Essa proteção é adequada apenas se você lançar a aeronave ao ar livre ou em uma sala grande e espaçosa.
Plano de aula:
Dificuldade: 3.5 / 5
Preparação: 2/5
Construção: 1/5
Limpeza: 1/5
Trabalho preparatório:
Dobre e corte as folhas de papelão ao meio.
Diga aos seus alunos que eles irão construir um avião que possa decolar do chão ou da mesa, voar pelo menos 5 metros e pousar sem problemas. Como este é um projeto bastante simples, aconselho pelo menos parcialmente a fazer o modelo juntamente com os alunos, demonstrando a eles os principais pontos da assembléia no processo. Existem muitas etapas nesta aula principal, portanto, tente desviar menos do plano. O trabalho principal é descrito nas etapas 2-6.
O objetivo do estudo:
Durante a aula oral, os alunos aprenderão quatro conceitos básicos na aviação: elevação, pressão axial, estabilidade e peso.
Durante o teste de suas próprias aeronaves e a análise dos resultados, os alunos poderão discutir possíveis deficiências e maneiras de abordá-las com o professor. Os alunos poderão alterar seus modelos e repetir o processo novamente.
Assim que os alunos conseguirem criar modelos maravilhosamente altos de uma aeronave movida a hélice, eles serão capazes de complicar os padrões de voo executando curvas ou voltas.
Etapa 1: Materiais
- 2 paus
- 2 meias varas
- 2 túbulos para bebidas
- 2 faixas elásticas finas
- 1 folha de papelão
- 1 clipe de papel
- 1 hélice
- fita adesiva
- Lápis ou canetas de feltro para colorir
Hélices podem ser compradas na Internet.
Etapa 2: eixo do parafuso
Explique aos alunos os aspectos importantes da construção ao longo do caminho, dando-lhes um exemplo direto de seu próprio trabalho. O eixo do parafuso simplesmente suporta e estica as faixas elásticas, que serão usadas como fonte de energia. Aperte bem o clipe de papel com fita adesiva!
Depois de apertar os elásticos, o eixo da hélice será a força axial da aeronave. Em essência, é isso que impulsiona o avião. Imagine que você está sentado em uma cadeira com rodas. Se você empurrar os pés para fora da parede, você andará em uma cadeira na direção oposta. A mesma coisa acontece aqui. Ao girar, a hélice dirige o ar em direção à aeronave e empurra o ar em direção à extremidade traseira da aeronave.Empurrando o ar para trás, a hélice cria uma folga, como resultado da qual a aeronave avança.
Etapa 3: asas, cauda e estabilizador
A coisa mais importante que um avião precisa para voar é subir. A subida ocorre quando o ar pressiona a parte de baixo das asas. Quanto maiores as asas, maior será a subida. O papel é dobrado ao meio e cortado em ângulo, porque queremos que as asas sejam maiores no meio do avião, onde é a mais pesada. Se você tornar as asas retangulares, o avião poderá subir muito alto em um lado da asa, o que acabará causando um acidente.
Dobre o pedaço de papel restante ao meio e corte-o. Essas peças podem ser usadas para cauda e estabilizador.
Etapa 4: Colocar as asas, cauda e estabilizador
Use pedaços longos de fita adesiva ao longo de todo o eixo para aderir firmemente às asas.
Cole as duas peças triangulares juntas como uma cauda. A cauda cola no eixo da mesma maneira que as asas.
As metades do estabilizador são coladas na cauda e as duas metades são coladas no meio.
A cauda mantém a traseira da aeronave flutuando enquanto sobe. O estabilizador também é importante, porque ajuda o avião a manter um curso estável, sem se desviar para lugar nenhum e sem virar.
Gosto de explicar a importância do estabilizador assim: mantenha uma folha de papel à sua frente (por exemplo, meia folha de papelão). Sopre ar sobre a borda da folha. Você verá que o papel quase não se mexeu. Isso ocorre porque o ar passa facilmente pela folha de papel porque é uniforme e fino. Agora segure a folha de papel em uma ponta e assopre-a. O papel começará a se desenvolver em diferentes direções, dobrando-se sob a pressão do ar, uma vez que o ar não pode passar facilmente pela folha. É muito mais fácil o ar afastar uma folha do caminho até que ela esteja na mesma direção que a corrente de ar.
O estabilizador funciona com o mesmo princípio. Quando o avião se move reto, o ar passa facilmente pelo estabilizador. Mas se o avião começar a girar, os lados do estabilizador suportarão o fluxo de ar. O ar pressionará o estabilizador até o avião nivelar. Isso permite que a aeronave mantenha um curso estável.
Neste design, o estabilizador tem uma forma triangular. Um pedaço plano de papel é instável demais como estabilizador; o fluxo de ar simplesmente o dobrará. Antes de fixar o estabilizador, fixe a goma no plano.
Etapa 5: chassi de skid
O skid gear permite que você lance o avião a partir de uma superfície plana, pois eleva a hélice o suficiente para não tocar o chão. Além disso, esse chassi desempenha outra função importante: adiciona peso ao fundo da aeronave.
Por que isso é importante? A resposta não é imediatamente óbvia. Se você apertar as faixas elásticas e soltar para iniciar o avião, elas se desenrolam dos dois lados. Uma das extremidades da gengiva gira a hélice e a outra tenta implantar o resto do avião! Obviamente, o avião é muito mais difícil de girar, porque é maior e mais pesado, mas ainda há uma certa força desenvolvida pela gengiva. E se houver muita força, o avião pode se inclinar em uma direção, perder estabilidade e cair.
O peso do trem de pouso, pelo contrário, aumentará o peso da aeronave e, portanto, a estabilidade. Com ele, a parte inferior do avião é muito mais pesada que a do topo, e o avião será muito mais resistente a inclinar ou tombar.
Etapa 6: Voando!
Para decolar, segure o eixo com a mão perto da hélice. Comece a girar a hélice no sentido horário. Certifique-se de que os alunos afastem a hélice de si mesmos, para que o avião voe na direção oposta de si mesmos. Caso contrário, se você soltar acidentalmente a hélice, poderá se machucar.
Experimente diferentes quantidades de energia e encontre o número ideal de rotações da hélice para alcançar a distância e a qualidade de vôo desejadas.
Para lançar a aeronave, coloque-a em uma superfície plana para que a hélice fique voltada para você. Segure com cuidado, mas com firmeza, o eixo com uma mão e a hélice com a outra. Primeiro, solte a hélice e, depois de uma fração de segundo, o eixo. O tempo desempenha um papel e será necessário um pouco de prática. O tempo entre a liberação da hélice e a hélice é aproximadamente igual à duração, se dissermos “tique-taque”. Dessa forma, é conveniente que os alunos expliquem esse ponto. Ao dizer "carrapato", você precisa soltar a hélice e, quando diz "sim" - é necessário soltar o eixo.
Tendo dominado a técnica básica de vôo, os alunos podem começar a experimentar diferentes efeitos, como loops, curvas ou barris!
Etapa 7: segurança, dicas e solução de problemas
Este projeto pode ser perigoso por dois motivos! 1. A hélice pode girar muito rapidamente e deixar cortes na pele. 2. A hélice pode ficar embaraçada em cabelos compridos. Certifique-se de que os alunos manuseiem cuidadosamente e com cuidado as hélices. Para voos, escolha apenas uma área grande e aberta para que o avião não encontre obstáculos à sua frente e ao redor.