Исследовательский проект «Учебный лабораторный стенд для изучения аэродинамической силы в зависимости от формы крыла»

Человек живет в удивительном мире природы. С давних времен люди задумывались о многообразии форм в Природе, ее загадках. Многие изобретения явились как следствие вдумчивого наблюдения за природой. Одним из достижений человека, навеянным такими наблюдениями, стал полет человека. Сейчас уже никого не удивить тем, что ты летел на самолете. Изучение авиационных конструкций является очень важным этапом в процессе подготовки инженеров гражданской авиации. Для этого используются различные учебные лаборатории и стенды. Но для изучения аэродинамических свойств крыльев от различной формы измерительных стендов мою не было замечено. Именно по этой причине был создан данный проект. Какая оптимальная форма и аэродинамические характеристики крыла? Исследованию этого вопроса посвящена данная работа.

В процессе размышления над вопросом возникла гипотеза: «Измерительный лабораторный стенд можно изготовить из подручных средств».

Цель работы: изучить, каким образом крыло влияет на процесс взлета самолета и изготовить стенд для измерения подъемной силы в зависимости от формы и положения крыла.

Для достижения поставленной цели были выделены следующие задачи:

1. Изучить литературу и интернет-источники по вопросу исследования.
2. Изучить аэродинамику движения тел в воздушном потоке.
3. Выяснить, какие характеристики крыла оказывают существенное влияние на взлет самолета.
4. Изготовить крылья различных профилей.
5. Смоделировать и изготовить стенд для измерения подъемной силы крыла.
6. Провести испытания крыльев в воздушном потоке.

Подведя итог проделанной работы можно выделить следующее:

1. Причиной возникновения подъемной силы крыла является образование в полете разности между давлением под крылом (повышенное) и над крылом (пониженное). При обтекании несимметричного профиля струйки воздуха благодаря большей выпуклой верхней поверхности крыла суживаются и располагаются теснее над крылом, чем под крылом. Подъемная сила будет равна произведению разности средних избыточных давлений под крылом и над крылом, на площадь крыла.
2. При увеличении угла атаки подъемная сила линейно возрастает до критического значения, после чего начинает уменьшаться.
3. Разработан и изготовлен лабораторный стенд из подручных средств который позволяет измерять подъемную силу крыльев различного профиля и формы.
4. Разработана 3D-модель и рассчитана себестоимость модернизированного учебно-лабораторного стенда с автоматизацией и возможностью дистанционного управления.