창의공학설계 종이헬리콥터

소개

실험과정과 저희 학교에 맞는 설계 양식에 맞추어 직접제작 배포합니다.

목차

1. 시행배경
2. 기대효과
3. PROJECT 운영 내용
4. 프로젝트 관련 보고서 양식

본문내용

◆종이 헬리곱터
-A4용지 한 장으로 많은 개수의 종이 헬리곱터를 만들어야 함으로 헬리곱터를 크게할 경우 생산성 감소
-착륙지점의 정확성을 높이기 위해 클립, 스카치 테이프 사용할시에 체공시간 감소
-공기의 저항을 많이 받기 위해 프로펠러 부분을 넓거나 길게 할 시에 정확성 감소
-정확성을 높이기 위해서 중심부분을 길게 할시 체공시간 감소
-종이 헬리곱터 특성상 날개 부분에 공기저항을 너무 많이 받을시에 휘어져 버림
-날개 부분이 휘어질 시에 체공시간, 정확도 둘다 감소

=>여러 아이디어를 종합하여본 결과 창의성과 생산성을 둘다 만족시키기 위해 크기에따른 시간 체공시간에서의 큰 차이를 보이지 않으므로 크기는 A4용지가 직사각형임을 고려해 직사각형의 설계도면을 사용하여 축과 날개의 길이 비를 조절하여 여러번의 실험을 통한 최적의 날개와 축의 비율 결정 축에서의 무게 중심을 위한 클립및 테잎은 체공시간 감소로 인한 이득보다는 해가 더 크므로 배제하고 축부분의 종이를 여러번 접어서 얇게 만들어 중심쪽의 무개를 더함. 날개와 축을 이어주는 연결되는 부분은 그대로 여백을 두어 회전시 중심을 잃지 않도록 한다. 설계 도면 작성시 여러 시험실험비행에서의 같은 개체의 오차를 줄이기 위해 CAD를 통하여 설계도면을 작성하여 같은 헬리곱터는 최대한 같은 형태와 체공시간을 유지하도록 컴퓨터를 통한 설계작업과 한사람이 일관되게 만들도록 한다.




3. 결론 및 설계결과
우리 조는 날개 길이와 너비가 커지면 공기에 대한 저항력이 커져서 더 오랫동안 종이 헬리콥터가 비행할 것이라고 예상했다. 그런데 날개길이와 너비가 각각 3cm/1cm에서 5cm/1.2cm로 증가시켰을 때는 체공 시간이 늘어났지만 제일 큰 크기인 7cm/1.4cm일 때에는 오히려 체공시간이 감소하였다.
종이 헬리콥터가 비행하는 모습을 관찰하였을 때 회전이 잘 일어나지 않고 종이 헬리콥터가 불안정해졌다. 이것은 종이 헬리콥터가 잘 날기 위해서는 날개길이와 너비뿐만 아니라 몸통 길이로 비율에 맞게 조절되어야 하는데 7cm/1.4cm의 경우는 이 비율이 깨져서 헬리콥터가 불안정해져서 잘 날지 못하는 것으로 생각된다. 날개는 주로 공기의 저항을 받아 종이 헬리콥터가 공중에 떠 있을 수 있게 하는 역할을 하고 몸통은 중력의 작용으로 아래로 떨어지게 하는 역할을 하는데 아래 그림과 같이 날개에 비해서 몸통이 너무 긴 경우는 아래로 작용하는 힘이 커지게 되어 비행시간이 짧아지고 날개에 비해서 몸통이 짧은 경우는 위로 작용하는 힘에 비해 아래로 작용하는 힘이 작아서 헬리콥터가 회전하는 동안 저항이 더 커 회

참고자료

· 창의적 공학 설계-
· 창의 공학 설계-GS인터비젼(김진욱, 박근호)
· 공과대학생을 위한 창의설계입문-인터비젼(김병재)