ساخت هواپیما مدل گلایدر - جلسه هشتم

اهداف:

آشنایی با نحوه پرتاب گلایدر

وسایل مورد نیاز:

چند میخ در اندازه ها و وزن های مختلف

تست هواپیما

به شما تبریک می گویم که گلایدر خود را ساخته اید و مراحل را تا به اینجا پیش آمدید. این جلسه همان زمانی است که از ابتدای پروژه منتظرش بودیم. زمان پرتاب گلایدر! امروز از نتیجه ی زحمات جلسات گذشته بهره برداری می کنیم اما پیش از این که دست به کار پرتاب گلایدر شوید لازم است گلایدر خود را مورد آزمایش قرار دهید. پیش از پرواز هر وسیله ی پرنده تعداد زیادی آزمایش های زمینی بر روی آن انجام می شود تا از عملکرد صحیح همه ی اجزای آن اطمینان حاصل گردد. این بخش در واقعیت بسیار هزینه بر است و به تجهیزات مجهز نیاز دارد. اما خوشبختانه در مورد گلایدر دست ساز ما بسیار ساده و ارزان است. اگر به بخش انتهایی پاورپوینت درس توجه کرده باشید آزمایش های مورد نظر ما با شکل در آن خلاصه شده است و می توانید از آن کمک بگیرید.

پیش از این جلسه درباره ی انواع تست هواپیما و گلایدر و هم چنین هواپیماهای اولیه ی برادران رایت تحقیق کنید.
ممکن است نتایج جستجوی تان با آزمایش هایی که بر روی گلایدر خود انجام می دهید بسیار متفاوت باشد. علت این تفاوت آن است که در دسته بندی هواپیماها، گلایدر ما در طبقه بندی دست ساز، با اهداف تفریحی و سرگرمی قرار می گیرد. لذا احتیاج به آزمایش های پیچیده ندارد و فقط توانایی گلایدر در برآورده کردن نیازهای اولیه مانند تعادل و مداومت پرواز مطرح است که با ابزار ساده و ابتکاری قابل آزمایش است.

نخستین آزمایش: آزمایش تعادل

می توان گفت این آزمایش حیاتی ترین آزمایش بر روی گلایدر است که نتیجه ی آن تأثیر مستقیم بر روی نحوه ی پرواز گلایدر دارد. معمولاً این آزمایش برای بیشتر گلایدرهای دست ساز نشان می دهد دم گلایدر سنگین تر از نوک آن است و اصطلاحاً گلایدر سر بالا یا nose up می شود. اگر این حالت باشد گلایدر عقب عقب می رود یا در جا به زمین می خورد و اگر مکس آن (یعنی نوک سنگین تر) باشد کمی جلوتر از محل پرتاب با سر فرود می آید. این مسئله اهمیت آزمایش تعادل و رفع نواقص احتمالی را روشن می سازد.

1) اول گلایدر خود را روی سطح صاف مثلاً یک میز قرار داده و از رو به رو به آن نگاه کنید. بال ها و دم ها باید تقارن کامل داشته باشند. (این دقیقاً همان کاری است که هنگام نصب بال و دم به آن توجه کرده اید.)

2) سپس گلایدر را از تقریباً وسط آن (یا وسط محل نصب بال ها) روی لبه ی میز قرار دهید، گلایدر باید تعادل طولی خود را حفظ کند. (برای دیدن شکل به پاورپوینت درس مراجعه کنید.)

این آزمایش را یک بار با دست انجام دهید به این ترتیب که گلایدر را از همان وسط روی ساعد یا دو انگشت دست قرار داده و تعادل آن را تست کنید.

توصیه می شود اصلاحات لازم را در هر مرحله انجام داده تا دوباره کاری نشود.

اصلاحات احتمالی:
- برای اصلاح تعادلی گلایدر از میخ استفاده کنید. چند میخ در اندازه ها و وزن های مختلف در اختیار داشته باشید تا بسته به میزان اصلاح لازم از آن استفاده کنید.

1: همواره برای اصلاح تعادل فقط از یک میخ استفاده کنید نه بیشتر و میخ های ریز و سبک و یا بزرگ و سنگین معمولاً کاری از پیش نمی برند. میخ ها را از اندازه های متوسط اما متفاوت انتخاب کنید.

2: تا زمانی که از نتیجه ی آزمایش تعادل و وزن لازم برای جبران آن اطمینان حاصل نکرده اید، از میخ استفاده نکنید چون سوراخی که توسط میخ ایجاد می شود خود مشکل زا است.
پس از تصمیم درباره ی محل دقیق قرار گرفتن میخ آن را به آرامی و به طور مستقیم داخل یونولیت فرو ببرید. باید بیش از نصف طول میخ یونولیت فرو رود.
- اگر دم گلایدر سنگین بود یکی از میخ هایی که وزن آن مناسب به نظر می رسد را انتخاب و به آرامی در نوک گلایدر و کمی پایین تر از وسط دماغه فرو ببرید و باز آزمایش تعادل را انجام دهید. حدس صحیح میخ مناسب از صدمه به گلایدر جلوگیری می کند.

- اگر نوک گلایدر سنگین بود می توانید یک یا دو میخ کوتاه بسته به وزن مورد نیاز روی کمر گلایدر و با فاصله ی مناسب از هم از بالا فرو کنید. از آن جایی که ضخامت بدنه گلایدر رو به عقب کم می شود میخ های مورد استفاده باید حدالامکان کوتاه ترین میخ موجود باشند و ابداً نباید از جایی از بدنه بیرون بزند. لازم به ذکر است که حدالامکان سعی کنید از یک عدد میخ استفاده نمایید. ولی اگر تعداد دو تا شد باید حداقل 5 سانتی متر از هم فاصله داشته باشند چون در غیر این صورت گلایدر از محل یکی از آنها می شکند و البته باز هم ریسک وجود دارد. امیدوارم گلایدر شما نیازی به اصلاحات فوق پیدا نکرده باشد!

دومین آزمایش: آزمایش پرواز

اکنون می خواهیم به گلایدر کوچک خود پرواز را بیاموزیم. محلی که برای پرتاب گلایدر انتخاب می کنید باید مسطح و باز باشد و تا شعاع قابل قبولی خالی از موانع و دیوار. ضمناً محلی را انتخاب نمایید که کمتر باد بوزد.

نحوه ی پرتاب
بدنه ی گلایدر را از تقریباً زیر بال ها در دست گرفته و به ساعد خود زاویه ی بین 10 تا 30 درجه بدهید و به آرامی گلایدر را رو به جلو و کمی به بالا هل دهید و رها کنید. بهتر است کمی قبل از برخورد گلایدر با زمین، زمانی که سرعت آن کم شده است به آرامی آن را در هوا بگیرید. مراقب بال ها و دم گلایدر باشید. تکان و ضربه ی ناگهانی ممکن است به آن ها آسیب برساند. در زیر تصویر حالت های مختلف پرواز را مشاهده می کنید.

توضیح اصطلاحات پرواز:

دایو کردن: به این معناست که هواپیمای مدل گلایدر را به نوعی پرتاب کرده که اندکی پس از پرواز به حالت شیرجه با سر روی زمین فرود می آید. تصویر اول شکل بالا

استال کردن: هواپیمای مدل پس از پرتاب ابتدا کمی صعود کرده سپس با سر به طرف زمین فرود می آید. تصویر دوم

تریم یا آرایش سطوح پرواز: به معنای تنظیم دقیق و طبیعی سطوح پرواز به نحوی که هواپیمای مدل صحیح پرواز کرده و فرود مناسب داشته باشد. (پرواز در یک راستا). تصویر سوم

اگر پرواز موفقیت آمیز بود، پرتاب آن را امتحان و تمرین کنید.

مسابقه
یک جدول مسابقه ترتیب داده و دو ستون زمان و مسافت برای آن در نظر بگیرید و بین چند نفر مسابقه ی پرتاب گلایدر برگزار کنید. زمانی را که گلایدر در هوا بوده با کرنومتر یا ساعت ثبت و یادداشت کنید. هم چنین مسافت طی شده توسط گلایدر از محل پرتاب تا گرفتن را با متر اندازه گیری کنید.

تکلیف 1: جدولی را که مطابق بخش مسابقه آماده کنید.

تکلیف 2: جدولی طراحی کنید و از ابتدای تست پرواز گلایدر نتایج آزمایش های تعادل و پرواز را ثبت کنید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: برای تست هواپیما و به پرواز درآوردن آن به مناطق مسطح و دشت های اطراف شهر بروید. توجه داشته باشید در این مناطق باد شدید نوزد. برای نتیجه بهتر در پرواز بهتر است گلایدر را از روی یک بلندی پرتاب کنبد.

منابع مطالعه: در بخش منابع مطالعه می خواهیم دو نرم افزار طراحی و ارزیابی گلایدر، هواپیماهای سبک و هیدروفویل ها را معرفی کنیم.

- نرم افزار The wing-Tail Calculator (دم-بال)، نرم افزاری است برای طراحی و ارزیابی گلایدر، وسایلی كه به كمک باد حركت می كنند، هواپیماهای سبک، هیدروفویل ها. همچنین این نرم افزار ارائه دهنده ایده هایی برای طراحی مقدماتی هواپیما می باشد.

برای دیدن دموی این نرم افزار به آدرس الکترونیکی زیر مراجعه نمایید.

www.hanleyinnovations.com/airfoilsandwings.html

- نرم افزار Dr. Hanley's Glider-Online (گلایدر آنلاین) یک مجموعه ابتكاری برای طراحی كردن گلایدر و بررسی پرواز آن به وسیله كامپیوتر می باشد. این نرم افزار همراه با نرم افزارهای determine stability, select airfoils , design wings و نرم افزار تست پرواز flight trajectory به کار برده می شود.