Reflektion: Flygplan + ramp

Planet

Vad har gått bra?

Det gick bra att komma med idéer till rampen och att komma överens vilken ramp vi skulle använda. Det gick också bra att bygga rampen. Det som gick bäst, eller det som jag blev mest nöjd med var förstås att vår grupp vann den slutgiltiga tävlingen där det planet som höll sig längst i luften vann.

Vad har ni testat?

I början vek vi bara en massa olika plan och testade vilka som flög längst. Vi hade alltså inte en modell som vi vidareutvecklade, utan flera olika som vi bedömde. Efter det hade vi tre av våra bästa plan som vi sedan vidareutvecklade.

Vilka förändringar har ni gjort?

Vi upptäckte att man kunde vika upp/ner vingarnas sidor (ibland även änder/bakdelen) för att få planet att flyga rakare och inte störta på grund av att onödiga svängar och annat som tog på planets kinetiska energi. På bilden nedan ser du ett sådant exempel.

Vilka egenskaper har planet som gör att det flyger länge?

Det är viktigt att flygplanets masscentrum är på rätt ställe i förhållande till vingarna, så att det flyger balanserat. Om masscentrumet ligger för långt fram, flyger planet neråt, vilket leder till en kort flygtid och möjligtvis ett söndrigt plan. Därför måste man, om man har ett plan med tung nos, ha extra mycket vingyta framtill, för att hålla den tunga nosen uppe. Helst ska denna extra vingytan framtill ha en större anfallsvinkel än resten av planet, för extra lyftkraft som lyfter nosen. Ett annat sätt att lösa problemet med för tung nos är att lägga till en svans, eller stjärtfena, som dels flyttar masscentrumet längre bak, men också förhindrar att planet tippar framåt.

Om masscentrumet är för långt bak, är det lätt att planet överstegrar, och då faller neråt med nosen pekande upp. Med vissa flygplan var detta dock en fördel, då planet gjorde flera bakåtvolter och svängar efter varandra och därmed höll sig i luften längre. Här är ett exempel på ett sådant plan: 

Ett sätt att förhindra överstegring på vanliga pappersplan (sådana som har den vanliga avlånga formen) är förstås dels att flytta masscentrumet längre fram, men det finns även ett annat sätt, nämligen precis som när masscentrumet är för långt fram, att sätta på små vinkade extravingar som lyfter bakdelen om den är för tung.

Stora vingar innebär oftast mer friktion, och därför är stora vingar också bra att ha ifall man vill att planet flyger länge. Man vill inte ha ett plan med tunna vingar som sitter tätt intill flygplanets mitt, eftersom det då skjuter snabbt genom luften. Med stora vingar håller sig planet därför längre i luften.

Rampen

Nästa steg var att göra en ritning till en ramp som skulle kunna skjuta i väg vårt flygplan. Vi hade flera olika idéer, t ex att ha ett sugrör fäst vid en ballong som blåste in i ett sugrör som var fäst på planet. Den idéen struntade vi dock i, eftersom den skulle ta alldeles för lång tid att hitta ett sugrör som var precis en halv millimeter tunnare än det första, vilket var nödvändigt för att få bästa möjliga resultat (så lite friktion som möjligt, och så lite energiförlust som möjligt). En annan idé vi hade var en som liknade den slutgiltiga rampen. Vid den idéen tänkte vi ha ett gummiband som drivkraft, precis som vid den sista versionen, men det gummibandet skulle vara fastsatt på två spikar, ca 15 cm ifrån varandra. Vi valde dock istället att ha endast en spik istället, för ifall gummibandet bara skulle behöva dra åt ett håll, nämligen framåt. Med två spikar hade energin som skulle kunna driva flygplanet framåt gått åt till att gummibandet åt sidan och framåt. Det gäller samma sak med slangbellor, att ha en så liten klyka så möjligt, för starkaste resultat.

Här är en del av vår skiss, där man ser hur rampen skulle se ut:

Och här är den färdiga rampprototypen:

Som man kan se, lade vi till en träkloss undertill för att få planet att flyga i en högre vinkel och därmed öka flygtiden. Hela rampen är gjord av trä, bortsett från spikarna som håller ihop brädan och klossen, och spiken med gummibandet.

På vår ritning gjorde vi flera ändringar. Den först ändringen var hur vi fäste gummibandet till rampbrädan. Från början hade vi tänkt oss en ytterst komplicerat mekanism som involverade borrar, små metallbitar, och träpluggar. Här är vår ritning på den mekanismen:

Istället valde vi bara en vanlig spik, eftersom det var mycket enklare på alla sätt.

Som man kan se nere till höger på ovanstående bild, tänkte vi ha en krok på planet som hakades fast i gummibandet. Den idéen behölls, och det fungerade väldigt bra faktiskt, med tanke på dess enkelhet.

En annan ändring vi gjorde på rampen var måtten. Istället för 50 x 20 blev vår ramp ca 40 x 12. Vi ville inte slösa så mycket tid på att såga till en planka som var exakt våra mått, så vi valde det som fanns. De måtten fungerade ändå mycket bra.

Jag blev mycket nöjd med vår ritning, eftersom jag tycker att den är bra ritad och välgjord. Vi frågade flera andra grupper ifall de tyckte att den var tydlig, och alla svarade ja. Här är hela vår ritning till rampen:

Jag ser endast en ytterst liten nackdel med vår ramp, nämligen att man behövde ändra på planet lite för att det skulle bli kompatibelt med rampen. Man behövde dels göra ett litet hål för att få in ståltrådskroken, och dels, eftersom kroken vägde ganska mycket i förhållande till det lätta planet, vika in nosen eller svansen, beroende på flygplansmodell, för att behålla samma masscentrum, vilket ju var viktigt (se längre upp i texten).

Arbetet allt som allt blev jag nöjd med. Jag tycker att vi använde lite för mycket tid på att vika pappersflygplan, men annars är jag mycket nöjd.