โครงงานเรื่องเครื่องบินพลังงานยาง 011,028

โครงงาน เครื่องบินพลังงานยาง

ผู้จัดทำ

            1.นายณัฐวุฒิ                        รุ่งสง                      รหัสนักศึกษา       5681107011

                2.นายอับดลวาหาบ             สตันหน็อด           รหัสนักศึกษา       5681107028

สมมุติฐาน
                เครื่องบินพลังยางที่ผลิตจากวัสดุที่ไม่ใช้แล้วสามารถบินได้ตามหลักวิทยาศาสตร์

ที่มาและความสำคัญ

ในปัจจุบันมีของเล่นมากมายหลายชนิดที่ต่างมีความหลากหลายในการเล่นและแตกต่างทางลักษณะการเล่นแต่ของเล่นบางชนิดก็มีทั้งคุณและโทษและทำให้เสียเงินในการใช้จ่ายซื้อของเล่นเหล่านี้จำเป็นอย่างยิ่งที่ควรหาของเล่นที่มีประโยชน์แล้วประดิษฐ์ด้วยตนเองโดยใช้วัสดุเหลือใช้ภายใช้ภายในบ้านและให้ความรู้ทางวิชาวิทยาศาสตร์ในเรื่องหลักของการบิน

จุดมุ่งหมายการศึกษา

เพื่อศึกษาเกี่ยวกับหลักการการบินของเครื่องบิน เช่นการบินนาน,การบินไกล
เพื่อใช้วัสดุภายในบ้านที่ไม่ใช้แล้วให้เกิดประโยชน์
เพื่ออนุรักษ์สิ่งแวดล้อม

ประโยชน์ที่คิดว่าจะได้รับ

ได้เครื่องบินพลังยางที่สามารถบินได้จากวัสดุที่ไม่ใช้แล้วภายในบ้านทำให้ได้ของเล่นที่ประหยัดและได้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์

อุปกรณ์

1.ปีกโฟมสำเร็จรูป มีอยู่ 4 ปีก คือ ปีกยกตัว 2 ชิ้น และ ปีกหางอีก 2 ชิ้น
2.ใบพัดประกอบเสร็จ 
3.ตะขอพาสติก 
4.แผ่นพาสติกใส
5.ไม้บันซา
6.ยางเส้น
7.กาว

วิธีดำเนินการทดลอง

1 .นำปีกหางติดกับฐานรองปีกหาง โดยต้องวัดให้ตรงกลางปีก takeoff และติดปีก landing ให้ทำมุมฉากกับปีกอันแรก

2.ติดปีกยกตัว เข้ากับฐานรองปีก และประกบทำอีกทีด้วยแผ่นพลาสติกใส
3.วัดจุดศูนย์ถ่วงของเครื่องโดย ใส่ใบพัด และ ตะขอพลาสติก เข้ากับไม้ โดยให้ห่างกัน

พอประมาณ 

4.ตัดยางเส้นให้ยาวพอประมาณ และมัดให้มันเป็นวงกลม และติดเข้ากับใบพัดกับตะขอ
5.เอาเครื่องบินวางไว้บนนิ้วหรือไม้บรรทัด โดยให้สามาวางไว้ได้ 
6.ถอดอุปกรณ์ทุกสิ่งออกจากไม้ และใส่ปีกยกตัว ต่อไปก็ ติดตะขอพาสติก ปีกหาง ใบพัด และยาง

ผลการทดลอง

ได้เครื่องบินพลังยางที่ใช้โดยใช้พลังงานศํักย์ยืดหยุ่นจากยางทำให้ใบพัดหมุนและเกิดแรงขับเคลื่อนทำให้เครื่องบิน บินไปข้างหน้าได้

หลักการ

หลักพื้นฐานของการบิน

             แรงที่กระทำต่อเครื่องบิน

เครื่องบิน บินอยู่ในอากาศได้ เพราะมีแรงที่กระทำต่อเครื่องบินอยู่ 4 แรง

แรงทั้ง 4 นี้ จะกระทำตลอดเวลา ขณะที่เครื่องบินกำลังบินอยู่ในอากาศ  แรงทั้ง 4  คือ

1. แรงยก ( Lift )

2. แรงดึงดูดของโลก ( Gravity force or Weight )

3. แรงขับไปข้างหน้า (Thrust )

4. แรงต้านทาน หรือแรงฉุด (Drag )

แรงยก และแรงต้าน (Lift and Drag ) ถือว่าเป็นแรงที่เกิดจาก aerodynamics เพราะว่าแรงนี้ เกิดจากการเคลื่อนที่ ของเครื่องบิน ผ่านอากาศ

แรงยก (Lift )

 เกิดขึ้นโดย ความกดอากาศต่ำ ที่เกิดขึ้นที่พื้นผิว ด้านบน ของปีก เมื่อเปรียบเทียบกับความกดอากาศที่พื้นผิวด้านล่างของปีกเครื่องบิน หรือพูดอีกอย่างหนึ่ง ก็คือ แรงที่เกิดขึ้นบนพื้นผิว ด้านบนของปีก น้อยกว่าแรงที่เกิดขึ้น ที่พื้นผิว ของปีกด้านล่าง ตามหลักของเบอร์นูลลี่ ทำให้เกิดแรงยกขึ้นข้างบน ที่ปีกของเครื่องบิน

ลักษณะรูปร่างของปีกเครื่องบิน ถูกออกแบบมา ให้อากาศ ที่พัดไหลผ่านด้านบนของปีก จะมีระยะทางที่อากาศต้องเดินทางมากกว่า จึงทำให้ต้องไหลผ่านเร็วกว่าด้านล่าง ทำให้เกิดความกดอากาศต่ำ ( ดูรูปประกอบ ) ดังนั้น จึงทำให้ ปีกถูกยกขึ้น แรงยกก็คือ แรงที่อยู่ ตรงข้าม กับน้ำหนัก หรือ แรงดึงดูดของโลก

1) รูปร่างของ airfoil

2) มุมที่ปีก กระทำต่อ Relative Wind

3) พื้นที่ผิวที่อากาศไหลผ่าน

4) กำลังสอง ของความเร็วลม ( นำไปหา dynamic pressure)

5) ความหนาแน่นของอากาศ

สมการสำหรับ คำนวน หาแรงยก 

น้ำหนัก (Weight )

เกิดจากแรงดึงดูดของโลก แรงนี้ กด หรือดึงเครื่องบินลงมายังโลก เราถือว่ากระทำที่จุดศูนย์กลางของแรง หรือ CG ของเครื่องบิน

แรงขับเคลื่อน (Thrust )

 คือ แรงที่ขับเคลื่อนไปข้างหน้า จะเป็น แรง ผลัก หรือ แรงฉุด ที่ เกิดจากเครื่องยนต์ ของเครื่องบิน ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์ลูกสูบ, เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท หรือเทอร์โบแฟน ,แรงดูดของใบพัด

 สมการคำนวณหาแรงขับเคลื่อนไปข้างหน้า

แรงต้าน ( Drag )

 เป็นแรง ที่กระทำตรงข้าม กับแรงที่ขับเคลื่อน เครื่องบิน ไปข้างหน้า โดยเฉพาะเป็นแรงที่ต่อต้าน การเคลื่อนที่ของวัตถุในอากาศ มีทิศทางขนานกับวัตถุที่เคลื่อนที่ นี่ก็คือ แรงเสียดทาน องอากาศ ที่ผ่านส่วนต่างๆ ของเครื่องบิน. แรงต้านเกิดจากการกระทบของอากาศ การเสียดทานของพื้นผิวเครื่องบิน และ แรงดูด เนื่องจาก อากาศแทนที่

สมการคำนวนหา แรงต้าน

 

 สรุปและอภิปรายผลการทดลอง

เครื่องบินพลังยางสามารถบินได้จากวัสดุที่ไม่ใช้แล้วภายในบ้านและยังสามารถผลิตเป็นของเล่นขายได้อีกด้วย