Ερευνα με τίτλο: ΣΕ ΠΟΙΟΝ ΒΑΘΜΟ ΤΟ ΠΛΑΤΟΣ ΤΩΝ ΕΛΙΚΩΝ ΕΠΗΡΕΑΖΕΙ ΤΗΝ ΚΙΝΗΣΗ ΤΟΥ ΕΛΙΚΟΠΤΕΡΟΥ Νάγια Βαλάκου-Μυρτώ Βόβολη 2 ο Γυμνάσιο Μεταμόρφωσης Γ 1-2016/2017
Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Προϊστορία σελίδα 3 1. Τίτλος της έρευνας σελίδα 4 2. Παρουσίαση του προβλήματος σελίδα 4 3. Διαμόρφωση της υπόθεσης της έρευνας σελίδα 4 4. Παράμετροι που επηρεάζουν τα αποτελέσματα της έρευνας σελίδα 5 5. Περιγραφή των περιορισμών της έρευνας σελίδα 5 6. Κοστολόγιο σελίδα 5 7. Περιγραφή της διαδικασίας που ακολουθήθηκε σελίδα 6 8. Αποτέλεσμα μετρήσεων σελίδα 6-7 9. Συμπέρασμα σελίδα 7 10.Θεωρίες για την εργασία σελίδα 7
Προϊστορία Την πρώτη συσκευή κάθετης απογείωσης την έφτιαξαν οι Κινέζοι περίπου το 400 π.χ. Ήταν ένα παιχνίδι από μπαμπού που ήταν όμοιο με τον ρότορα των ελικοπτέρων, ο οποίος περιστρεφόταν με ένα σκοινί. Η ιδέα της κατασκευής ενός έλικα, με τον οποίο θα ήταν δυνατό να ανυψωθεί ένα σκάφος στον αέρα, πραγματοποιείται το 1453 και συγκεκριμένα το εκτέλεσε ο Λεονάρντο Ντα Βίντσι ο οποίος σχεδίασε το πρώτο ευρωπαϊκό ελικόπτερο που θα πετούσε με τη μυϊκή δύναμη ανθρώπων. Είχε όμως ένα βασικό σχεδιαστικό λάθος: Δεν προέβλεπε ένα μηχανισμό που να εμποδίζει το σκάφος να περιστρέφεται αντίθετα από τον έλικα. Η μελέτη όμως του προβλήματος απασχόλησε τους πρωτοπόρους της αεροναυτιλίας μόλις τον 19ο αιώνα. Με την έναρξη του 20ού αιώνα ο Πωλ Κορνύ πραγματοποίησε την πρώτη ανύψωση ελικοπτέρου (το 1900) με μηχανή 24 ίππων και διπλή έλικα και το 1907 ο καθηγητής Ρισέ και ο Λουδοβίκος Μπρεγκέ κατασκεύασαν το πρώτο ελικόπτερο. Σε τακτική χρήση τέθηκε για πρώτη φορά ελικόπτερο το 1939. Είχε σχεδιαστεί από τον ρώσικης καταγωγής Ιγκόρ Σικόρσκι το όνομα του οποίου φέρουν κάποια αεροπλάνα ακόμη και σήμερα. Μεγάλη ανάπτυξη γνώρισε αμέσως μετά τον Β Παγκόσμιο Πόλεμο. Η χρήση στροβιλοκινητήρων έδωσε στη συνέχεια τη δυνατότητα στα ελικόπτερα να μεταφέρουν φορτία ίσα ή μεγαλύτερα από το βάρος τους.
Τίτλος της έρευνας Σε ποιον βαθμό το πλάτος των ελίκων επηρεάζει την κίνηση του ελικοπτέρου. Ανεξάρτητη μεταβλητή: Το πλάτος των ελίκων. Εξαρτημένη μεταβλητή: Η κίνηση του ελικοπτέρου. Ελεγχόμενες μεταβλητές: 1)Το υλικό που θα φτιαχτεί το ελικόπτερο. 2)Το πόσο λεία θα είναι η επιφάνεια που θα γίνονται οι μετρήσεις. 3)Ο αέρας που μπορεί να έχει κατά την διάρκεια των μετρήσεων. Παρουσίαση του προβλήματος Θα μελετήσουμε την επίδραση που θα έχει η διαφορά στο πλάτος των ελίκων στην κίνηση του ελικοπτέρου σε διάρκεια ενός λεπτού. Διαμόρφωση της υπόθεσης της έρευνας Αν το πλάτος των ελίκων σχετίζεται με την κίνηση του ελικοπτέρου τότε υποθέτουμε πως όσο πιο μικρές είναι οι έλικες τόσο πιο μεγάλη κίνηση κάνει.
Παράμετροι που επηρεάζουν τα αποτελέσματα της έρευνας Αν έχει άπνοια Αν δεν είναι τελείως λεία η επιφάνεια Περιγραφή των περιορισμών της έρευνας Θα την έχουμε κάνει σε τουλάχιστον 2 μήνες. Θα παίρνουμε μετρήσεις κάθε φορά που θα αλλάζουμε την ανεξάρτητη μεταβλητή. Δεν θα έχει αέρα Θα το βάζουμε σε όσο το δυνατόν πιο λείες επιφάνειες κατά τις μετρήσεις. Το υλικό με το οποίο θα κατασκευάσουμε το κάθε έλικα θα είναι το ίδιο. Η βάση (σώμα) του ελικοπτέρου θα παραμένει η ίδια Η μετρήσεις θα γίνονται στον ίδιο χώρο Καλή ένωση καλωδίων και μπαταρίας Κοστολόγιο ΥΛΙΚΑ ΤΙΜΕΣ Μπουκάλι νερού 1,20 Ξυλάκια μικρά 1 Ξυλάκια μεγάλα 1,50 Υγρή κόλλα 2,50 Μπαταρία 5 Σύνολο 11,20
Περιγραφή της διαδικασίας που ακολουθήθηκε Κόψαμε το μπουκάλι στην μέση και στην συνέχεια το μπροστινό του μέρος. Τοποθετήσαμε ένα καπάκι στο μπροστινό μέρος του μπουκαλιού. Κόψαμε τα ξυλάκια και τα κολλήσαμε κάτω από την βάση (σώμα) του μπουκαλιού έτσι ώστε να φτιάξουμε τα κομμάτια στα οποία στηρίζεται το ελικόπτερο. Κόψαμε και τοποθετήσαμε τα υπόλοιπα ξυλάκια στο πίσω μέρος του μπουκαλιού. Κόψαμε δυο καπάκια και έπειτα τοποθετήσαμε τα ξυλάκια με κλίση αντίθετη το ένα από το άλλο για να φτιάξουμε τους δυο έλικες. Τοποθετήσαμε τα μοτεράκια πάνω και μπροστά στο μπουκάλι και κολλήσαμε τους έλικες. Πραγματοποιήσαμε το πείραμα και καταγράψαμε τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Αποτέλεσμα μετρήσεων Πίνακας τιμών Mεταβλητές Πλάτος σε cm Μετακίνηση σε cm 1ος Έλικας(18 x 0,9cm) 0,9 2,16 2ος Έλικας(18 x 2,16cm) 2,16 2,36 Διάγραμμα
Μετακίνηση (cm) 2,4 2,35 2,3 2,25 2,2 2,15 2,1 2,05 2 1,95 Ελικας 2 Ελικας 1 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Πλάτος έλικα (cm) Συμπέρασμα Διαπιστώνουμε ότι η αρχική μας υπόθεση ήταν λάθος δηλαδή ισχύει το αντίθετο οπότε όσο μεγαλύτεροι σε πλάτος είναι οι έλικες τόσο μεγαλύτερη σε απόσταση κίνηση κάνει. Θεωρίες για την εργασία Οι έλικες του ελικοπτέρου πρέπει να έχουν κλίση και κάποιο σωστό μήκος, έτσι ώστε σε συνδυασμό με την δύναμη περιστροφής τους, να μπορούν να κινήσουν το βάρος του ελικοπτέρου. Η θεωρία κίνησης στα ελικοφόρα έχει να κάνει, με το «βίδωμα» που επιτυγχάνουν οι έλικες μέσα στον όγκο του ατμοσφαιρικού αέρα Συνεπώς η γωνία κλίσης τους έχει άμεσο αποτέλεσμα με την κίνηση του φορτίου.