§ 3. Літаючі моделі

Конструювання і запуски літаючих моделей сприяють усвідомленню молодшими школярами поняття про використання людиною сили повітря і дозволяють практично показати, як здійснюється політ у повітрі.

У початкових класах виготовляють в основному спрощені моделі парашута, планера, літака, гелікоптера, ракети та повітря­ного змія.

Вивчаючи цю тему, вчитель з'ясовує про те, які літальні апарати учні знають, які з них були першими (крім казкового килимка). Пояснює, що першим літальним апаратом, якого винайшли люди, був повітряний змій. У Японії та Китаї зміїв різної форми будували ще 4 тисячі років тому. Найпоширенішою їх формою була фігура дракона, звідки і походить сама назва «змій». Також пояснює, що паперовий змій літає в повітрі тому, що з правильно зв'язаною вуздечкою у польоті виникає оптимальний

кут між площиною змія і напрямком вітру, внаслідок чого утворюється підіймальна сила. Запускаючи повітряний змій, учні самі переконаються в цьому.

Для виготовлення каркаса виробу потрібні 3 тонкі реєчки або прямі гілочки чи сухий очерет (рис. 130). Дві довші реєчки накладають на заготовлений прямокутний аркуш паперу по його

Рис. 130. Технологічна картка повітряного змія

діагоналях і зв'язують у центрі нитками. Вільний кінець нитки (приблизно 20 см) залишають для вуздечки. До верхніх кінців реєчок прив'язують коротку реєчку і також залишають нитки для вуздечки. Усі три кінці ниток зв'язують в один вузлик так, щоб верхня подвійна частина вуздечки точно уклалася по діагоналях до центра змія, а довжина нижньої одинарної - дорівнювала відстані від центра до середини верхньої реєчки.

Каркас змія по периметру обтягують нитками. Обшивку виготовляють з тонкого але цупкого паперу, найліпше з кальки. До нижніх кінців реєчок прив'язують дві нитки 20-25 см і кріплять до них хвіст (стрічку довжиною 1,5 м, шириною 2-2,5 см). Для кращого кріплення ниток на кінцях реєчок бажано тригранним напилком або лобзиком зробити невеликі надрізи.

Запускають паперовий змій проти вітру, коли його швидкість досягає 3-5 м/с. До вуздечки прив'язують леєр з котушкових ниток. Помічник відходить зі змієм на відстань 20-30 м, піднімає його і за командою того, хто запускає, штовхаючи вгору, випускає модель з рук. Запускаючий біжить (не дуже швидко) проти вітру з леєром. Якщо змій піднімається і натягує леєр, треба поступово відпустити його, розмотуючи нитки, якщо падає - сильніше натягнути леєр. Для зручності бажано вставити в котушки круглу паличку або спеціальну котушку-лебідку.

Змагатися слід на висоту і дальність польоту повітряного змія. Необхідно пам'ятати при цьому, що запускати модель біля ліній електромереж забороняється.

Якщо повітряний змій рекомендований у програмі як об'єкт праці для четвертокласників, то іграшкові планери, можуть сконструювати учні третього класу (другокласники виготовляють найпростіші планери способом складання паперу).

Перед тим, як виготовити моделі, вчитель пояснює учням будову планера. Він складається з таких основних частин: фюзеляжу, крил і хвостової частини. Горизонтальну площину у хвостовій частині називають стабілізатором, а вертикальну - кілем.

Для фюзеляжу іграшкового планера можна використати виписаний стержень від кулькової ручки. Носову частину фюзе­ляжу виліплюють із пластиліну. Використовуючи стержень як оправку, накручують на ньому 2-3 шари письмового паперу

шириною, що дорівнює приблизно п'ятій частині фюзеляжу (рис. 131). Склеєна трубочка має пересуватися по фюзеляжу (але не вільно, а з невеликим зусиллям). До неї приклеюють крила, вирізані з аркуша альбомного паперу чи тонкого картону (б). Максимальна ширина крил дорівнює довжині насадженої трубочки, а їх розмах - не менше довжини фюзеляжу.

Трубочку, вдвоє коротшу за попередню, приклеюють на кінці стержня. До неї приклеюють стабілізатор і кіль (в). Форму крил стабілізатора, кіля вибирають за власним задумом, наприклад

з аокругленого на кінцях прямокутника (б, в) чи трикутника. Бажано виго­товити їх кілька, щоб можна було змінювати на фюзеляжі, вибираючи кращий варіант для польоту (д).

Рис. 131. Іграшкові планери

Коли висохне клей, діти запускають модельки з руки горизонтально перед собою. Під час запуску слід звернути увагу на правильне розміщення стабілізатора відносно крил: вони мають бути в одній площині. Якщо модель круто падає донизу, то треба перемістити крила

ближче до носової частини, при задиранні вгору - ближче до стабілізатора. Змагання проводять на дальність польоту моделі.

Моделі ракет можна віднести до виду літаючих або кос­мічних моделей. У ракетомодельних гуртках проводять запуски моделей ракет за допомогою піротехнічних мікро двигунів. Молод­ші школярі можуть використати для запусків іграшкових ракет стартові установки (катапульти), які вони в змозі виготовити самі або з деякою допомогою дорослих.

Перш ніж приступити до конструювання моделей ракет, бажано ознайомитися з принципом їх дії, конструкціями, видами (космічні, метеорологічні), з'ясувати призначення основних частин

простої ракети (корпуса, конуса-обтічника, стабілізатора). Для цього можна використати малюнки з дитячої літератури на кос­мічну тематику та діафільми.

Вчителю доцільно дати відомості про те, що ракета була винайдена ще у глибоку давнину і являла собою трубку, наповнену твердим паливом. Під час згоряння палива гази, які там утво­рилися, з силою виривалися з відкритого кінця трубки і штовхали її в протилежний бік. Для стійкості польоту до трубки прив'язували дерев'яну паличку.

Важливі для молодших школярів будуть і відомості про те,

щ о в Україні бойові ракети

переобладнують на

космічні для запуску штучних супутників Землі. Перший український супутник «Січ-І» запу­щений космічною ракетою в 1995 році з морського космодрому.

Рис. 132. Моделі ракет

Моделі ракет можна виготовити з кольорового або письмового паперу. Спочатку розмічають і вирізають з кольорового паперу розгортку для корпусу 60x100 мм (рис. 132, а). Потім намотують один шар паперу на олівець-оправку, роблять намітки з обох боків і проводять уздовж лінію. Наносять клей до

проведеної лінії і склеюють трубочку-корпус (б). Знімати корпус з олівця бажано після приклеювання до нього стабілізаторів.

Щоб продемонструвати політ ракети, можна до першого циліндричного корпусу не приклеювати конус-обтічник, а прикріпити дитячу повітряну кульку (в). Для міцності бажано

намотати на обох кінцях корпусу паперові смужки шириною 10 мм (2-3 шари). Стабілізатори в такій моделі приклеюють на відстані не менше 10 мм від кінців нижньої частини корпусу. Трубку разом з олівцем вставляють в горловину ще не надутої повітряної кульки і прив’язують нитками. Витягнувши з корпусу олівець, надувають кульку повітрям. Якщо відпустити ракету, то струмінь повітря буде з силою виходити з трубки, штовхаючи модель у протилежний бік, тобто вгору (б).

Другу трубку-корпус склеюють так як попередню. Щоб вирізати заготовку для конуса, розмічають круг із кольорового паперу радіусом 20 мм і ділять його за допомогою циркуля на 3 рівні частини (г). Із вирізаного сектора склеюють на загостреній частині олівця конус (г). Наносять клей на край внутрішньої частини корпусу і вклеюють в нього конус-обтічник (д). Після цього доцільно придумати стабілізатори різної форми і приклеїти їх (є, є).

Для запуску моделі приклеюють до її корпусу напрямну трубку довжиною 20-25 мм, склеєну на круглому олівці (ж).

Запускати такі моделі можна за допомогою простої катапульти. її виготовляють з дощечки та стального стержня діаметром 4-5 мм і довжиною 400 мм, який укріплюють вертикально (з). Зверху до дротини прив'язують розтяжну подвійну гумку довжиною 150 мм. До другого кінця гумки прив'язують паличку довжиною ЗО мм. Ракету вставляють трубкою на напрямний стержень і розтягують гумку. Якщо гумку відпустити, ракета від поштовху злітає.

Змагання проводять на висоту польоту моделі. Маючи навички виготовлення корпусів ракет, учні можуть самостійно виготовляти фюзеляжі іграшкових реактивних літаків.

Реактивні літаки діти бачили на малюнках, у фільмах, телепередачах, а також безпосередньо в повітрі, хоча і на великій відстані. Слід з'ясувати відмінність між гвинтовим літаком і реактивним, порівнюючи двигуни, швидкість польоту, а відповідно і їх конструкцію; з яких основних частин складається модель літака (фюзеляж, крила, стабілізатор, кіль) та їх призначення; функції руля висоти і руля повороту в польоті літака.

До конусних фюзеляжів вирізають і приклеюють із складеного вдвоє аркуша альбомного паперу тільки крила і кіль (рис. 133 а, б).

Доцільно учням виконати самостійно і такі конструкторські завдання:

а) зробити на крилах та кілі керма висоти і повороту;

б) сконструювати на фюзеляжі реактивне сопло;

в) прикріпити до літака шасі (а).

Дальність польоту в таких конструкцій моделей невелика, тому краще їх запускати по кругу за допомогою нитки-корди (є). Для цього на кінці крила треба проколоти шилом отвір і прив'язати міцну нитку довжиною 1,5-2 м. Отвір має бути навпроти центра ваги літака. Щоб його визначити, кладуть модель на палець і врівноважують.

Розкрутивши літак за допомогою корди, запускаючий має зробити «м'яку посадку» на наміченому крузі.

На відміну від корпусів ракет циліндричної форми фюзеляжі для літаків бажано виготовити у 1,5 раза довшими і твердішими (намотати і склеїти три шари паперу на олівці). Технологія виготовлення корпусів така сама.

Крила, стабілізатор і кіль виготовляють з цупкого паперу чи картону за власним задумом, але дотримуючись вимог до конструкції

реактивного літака: вони мають бути коротшими, ніж у гвинтового, і обтічної форми.

Спочатку приклеюють до фюзеляжу моделі стабілізатор і кіль. Після визначення центра ваги відомим способом

приклеюють симетрично крила. У хвостовій частині надрізують та відгинають рулі висоти і повороту. Запускають моделі з рук горизонтально. Після тренувальних запусків і центрування за допомогою рулів висоти і повороту бажано провести змагання Рис. 133. Моделі реактивних літаків на дальність польоту

моделей.