飞行器能够克服地心引力翱翔蓝天,是因为它们自带动力系统,比如飞机的涡轮发动机、火箭的推进器等等。同学们,你们是否很好奇直升飞机又是如何上天和悬浮在空中的呢?随着无人机的普及,这些问题越来越吸引我们。这节课将介绍一个简单的模型动力。那就是利用橡筋的弹性,将多股细橡筋集合成一根粗的橡筋绳,在不断地拧紧后它会产生很强的反转扭力,带动螺旋桨快速旋转,可以使一个轻质的飞行器起飞升空。
大家想不想亲手制作一个会飞的模型,挑战让它飞起来的任务呢?
一起动手制作吧!
视频《橡筋动力飞行器》
工具及材料
工具:电烙铁、热熔胶枪、剪刀、美工刀、记号笔、尺
材料:环保纸杯2个、游戏棒6根、木片2片、橡筋4根、回形针1枚、带孔圆珠1个等。
制作步骤:
1、制作飞行器框体、搭建飞行器结构支撑柱、安装支撑架顶部固定扣。
(此部分的作用:飞行器的结构需要稳定和牢固,承受动力装置工作时的动能输出带来的作用力,因此模型采用了圆锥型纸杯+多根竹棒支架,既保证了轻巧,又确保飞行母体不会受损)
2、制作轴对称旋翼。
(此部分的作用:旋翼是绝大部分飞行器所选的动力端,从莱特兄弟制造人类第一架飞机开始就被大量采用。旋翼采用轴对称,是为了确保在高速旋转时能够保证产生平稳的推动气流,这个飞行器就是模拟了直升飞机的旋翼方案)
3、制作动力传输轴并连接旋翼、制作底部固定架、将动力橡筋连接。
(此部分的作用:用回形针作为动力转轴,一端与旋翼中心点固定成一体,另一端做成弯钩,可以拉住橡筋,省掉了其他的连接件,保证动力直接输出到旋翼;同时注意,带孔圆珠则巧妙地减小了橡筋拉力带来的摩檫力,起到了飞机旋翼转轴中轴承的作用,可大大降低损耗,达到最大功率输出状态)
4、平衡翼对称安装。
(此部分的作用:旋翼的旋转会给飞行器框体带来自旋作用力而造成状态不稳定,因此真的直升机尾部还增加了一个尾翼旋转,用来抵消这种自旋力;本飞行器是简易模型,重量轻,则利用了平衡翼来造成风阻,用以抵消了部分自旋作用力,起到异曲同工的效果)
橡筋动力飞行器制作完成啦!找一块空旷的场地试飞一下吧……
安全提示:
请安全取放并规范使用剪刀、热熔枪和电烙铁。
请特别注意热熔枪和电烙铁使用过程中防止烫伤,使用结束后及时切断电源。
·拓展延伸·
● 直升机小知识
直升机图示
●直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾翼)、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由发动机通过传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动。直升机是不同于滑行飞机的另一种飞行器,其推力、升力和操纵的实现均和滑行飞机有很大的区别。直升机的突出特点是可以做低空、低速、悬停等机动飞行,特别是可在小面积场地垂直起降。
直升机有一个尾翼,是为了克服本身自旋的。我们模型中设计了平衡翼的构造。若觉得直升机的动作不够敏捷,只要更换重量较轻或面积较大的平衡翼片,便可大大地提升动作的灵敏度和自身的平衡性。
·动脑筋,想一想·
上期答案
下面哪一个不是瓷器的特征?
答案是:吸水率高
今天的匠心之旅就结束啦
下期的空中大课堂 敬请期待
课程设计/视频制作:孙懿
推送制作:匡窈瑶
审核:王晨