Стратосфераға күн батареясының көмегімен ұшудың тиімділігі

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ОҚУ - АҒАРТУ МИНИСТІРЛІГІ

ІТ мектеп - лицей коммуналдық мемлекеттік мекемесі

Фарит Фархат
Бекен Нұрдаулет
10 - сынып оқушылары

КҮННЕН ҚУАТ АЛАТЫН ҰШАҚПЕН СТРАТОСФЕРАҒА ҚАЛАЙ КӨТЕРІЛУГЕ БОЛАДЫ?

Бағыты: ғылыми - техникалық прогресс - экономикалық өсудің негізгі буыны
секциясы: жер және космос туралы ғылымдар

Жетекшісі:
Упишева Алмагул Мизамовна
педагог- зерттеуші, физика мұғалімі
Ғылыми жетекші:
Джумамухамбетов Джангирхан Гилманович
Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университетінің физика және техникалық пәндер кафедрасының қауымдастырылған профессоры, физика - математика ғылымдарының кандидаты

Жетекшісі:
Упишева Алмагул Мизамовна
педагог- зерттеуші, физика мұғалімі
Ғылыми жетекші:
Джумамухамбетов Джангирхан Гилманович
Х. Досмұхамедов атындағы Атырау университетінің физика және техникалық пәндер кафедрасының қауымдастырылған профессоры, физика - математика ғылымдарының кандидаты

Атырау қаласы, 2023 жыл
МАЗМҰНЫ

І. КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5-6 бет
ІІ. НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.1. Күн батареясы туралы жалпы мәліметтер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... 7 бет
2.2. Адамның ғарышқа ұшу статистикасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8-9 бет 2.3. Стратосфера дегеніміз не? ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10-11 бет
2.4. Стратосфераға күн батареясының көмегімен ұшудың тиімділігі ... . 12 бет
ІІІ. ПРАКТИКАЛЫҚ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .13 -16 бет
3.1.Күн энергиясымен жұмыс істейтін стратосфералық ұшақ құрылысы ... ... . 3.2. Күн энергиясымен жұмыс істейтін стратосфералық ұшақтың атқаратын қызметі мен қолданылу аймағы ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... . 17 бет
ІV. ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 18 бет
V. ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... 19 бет
Қосымша №1 ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... 20 бет

Аннотация
Қарапайым адамның санасында электр энергиясына айналдырылған күн энергиясы әдетте ғимараттардың төбесінде орнатылған күн панельдерімен байланысты, соның арқасында сіз энергетикалық тәуелсіздікке қол жеткізе аласыз және айтарлықтай қаржылық ресурстарды үнемдей аласыз деген пікір қалыптасқан. Алайда, күн батареяларын адам қызметінің әртүрлі салаларында (космонавтика, автомобиль көлігі, кеме жасау, ұшақ жасау және т. қазба отындарының дәстүрлі жойылуы) қажеттілігіне қарай пайдалануға болады.
Авиацияда күн энергиясын пайдалану дәуірінің басталуы 1974 жылғы 4 қарашада сенімді түрде анықталуы мүмкін. Дәл осы күні күн батареяларымен жабдықталған алғашқы ұшқышсыз ұшатын аппарат - Sunrise I аспанға көтерілді. Бұл құрылғыны ұшыру Калифорнияда АҚШ қарулы күштері орналасқан Форт-Ирвайннан жасалған.[3]
Мақсаты: Күн батареяларын қолдану арқылы қоршаған ортаға зиян келтірмей энергия өндірудің балама әдісін көрсете отырып, қозғалтқыш үшін экологиялық тиімді түрін анықтау. Біздің мақсатымыз - қолда бар құралдармен 5000 метр биіктікте ұша алатын ұшақ жасау және коммерциялық электр және күн авиациясының мүмкіндіктеріне жол ашу.
Тақырыптың өзектілігі: Әлемдегі экологиялық жағдайдың нашарлауына байланысты бізді Бензинді қозғалтқышты экологиялық таза қозғалтқыш түріне ауыстыру арқылы күн батареясының көмегімен стратосфераға көтерілуге бола ма? деген сұрақ қызықтырды. Әуе кемелерінің даму қарқынының тұрақты өсуімен және олардың біздің өмірімізге енуі.
Зерттеу нысаны
:: Күннен қуат алатын AirSolar - FN ұшағы
Зерттеу пәні
::Жeр мaңындaғы кeңіcтіктің тeхногeндік лacтaнyы жaғдaйындaғы ғaрыштық ұшyлaрдың қayіпcіздігі.
Гипотеза:
:: Күн энергиясын пайдаланып, стратосфераға дейін көтеріле алатын ұшақ жасау.
Міндеттер:
+ Стратосфераға күн батареясының көмегімен ұшудың тиімділігін зерделеу
+ Күннен қуат алатын ұшақтың стратосфераға дейін көтерілудің қолдaныcтaғы әдіcтeрін қaрacтырy;
+ Күннен қуат алатын ұшақ макетін жасау және стратосфераға дейін көтерілу жобасын құру
Зерттеу әдістері:
:: эксперименттер жүргізу
:: эксперименттерді түсіндіру және қорытындылау
:: жинақталған материалды жалпылау;

Аннотация
В сознании обывателя солнечная энергия, преобразованная в электричество, обычно ассоциируется с солнечными панелями, установленными на крышах зданий, благодаря которым можно добиться энергетической независимости и сэкономить значительные финансовые средства. Однако солнечные батареи могут использоваться в различных областях человеческой деятельности (космонавтика, автомобильный транспорт, авиастроение и т. д.) в зависимости от необходимости отказа от традиционных видов ископаемого топлива.
Начало эры использования солнечной энергии в авиации можно достоверно определить 4 ноября 1974 года. Именно в этот день в небо поднялся Sunrise I, первый беспилотный летательный аппарат, оснащенный солнечными батареями. Запуск этого аппарата был произведен из Форт-Ирвина, штат Калифорния, где базируются Вооруженные силы США. [3] Цель: Определение экологически эффективного типа двигателя, демонстрирующего альтернативный способ получения энергии с использованием солнечных батарей без вреда для окружающей среды. Наша цель -- создать самолет, способный летать на высоте 5000 метров с помощью имеющихся инструментов, и проложить путь к возможностям коммерческой электрической и солнечной авиации.
Актуальность темы: В связи с ухудшением экологической ситуации нам стало интересно вопрос "Возможно ли подняться в стратосферу с помощью солнечных батарей, заменив бензиновый двигатель на экологически чистый двигатель?" С неуклонным ростом скорости развития летательных аппаратов и их проникновения в нашу жизнь.
Объект исследования
:: Самолет на солнечных батареях "AirSolar - FN"
Предмет исследования
:: Безопасность космических кораблей в случае техногенного загрязнения космического пространства на Земле.
Гипотеза:
:: Создать самолет, который может использовать солнечную энергию и подниматься в стратосферу.
Обязанности:
+ Изучить эффективность полета в стратосферу с помощью солнечной батареи
+ Рассмотреть современные методы подъема самолета на солнечных батареях в стратосферу;
+ Создание модели летательного аппарата на солнечных батареях и создание проекта по восхождению в стратосферу
Методы исследования:
:: проведение экспериментов;
:: объяснить и обобщить эксперименты; :: обобщение собранного материала;

КІРІСПЕ
1970-ші жылдардағы күн ұшақтарының модельдері нарыққа алғашқы қолжетімді фотоэлектрлік элементтерді енгізумен, ал адам басқаратын ұшулар 80-жылдары басталды. Пол МакКриди басқаратын американдық команда 2,5 кВт-тық Solar Challenger ұшағын жасады, ол әсерлі ұшу сағаттарына қол жеткізді. 1981 жылы Ла-Манш арқылы өтіп үлгерді. Ал Еуропада германиялық Гюнтер Рочельт жалпы қуаты шамамен 2,2 кВт болатын екі жарым мың ұяшықпен жабдықталған жеке Solair 1 моделімен аспанға көтерілді. [3]
1990 жылы американдық Эрик Рэймонд өзінің Sunseeker көлігімен Америка Құрама Штаттарын кесіп өтті. Дегенмен, жиырма аялдамасы бар жол екі айдан астам уақытты алды (121 сағат ұшу), ал ең ұзақ сегменті шамамен 400 шақырымды құрады. Ұшақ моделінің салмағы небәрі 89 келі болды және кремнийлі күн панельдерімен жабдықталған.
90-жылдардың ортасында Берблингер жарысына бірден бірнеше осындай ұшақтар қатысты: олардың алдында 450 метр биіктікке жету және қанатының шаршы метріне 500 ватт күн энергиясын ұстау міндеті тұрды. Сыйлық 1996 жылы Штутгарт университетінің профессоры Войта-Ницшманның моделіне бұйырды, оның Icare II алаңы 26 кв. метр болатын 25 метрлік энергетикалық қанаты болды. [3]
2001 жылы AeroVironment компаниясының NASA үшін арнайы әзірленген және қанаты 70 метрден асатын Helios күн ұшқышсыз ұшағы 30 шақырымнан астам биіктікке жете алды. Екі жылдан кейін ол турбуленттік аймаққа түсіп, Тынық мұхитының бір жерінде жоғалып кетті.
2005 жылы Алан Коккони мен оның AC Propulsion компаниясының қанатының ұзындығы шамамен 5 метр болатын шағын дрон алғаш рет 48 сағаттан астам уақытқа созылған ұшуды сәтті аяқтады. Күндізгі уақытта жиналған энергияның арқасында ұшақ түнде ұшуға да қабілетті болды. Ақырында, 2007-2008 жылдары англо-американдық QuinetiQ компаниясы өзінің Zephyr ұшағымен 54 және 83 сағатқа созылған сәтті ұшуларын жүзеге асырды. Көліктің салмағы шамамен 27 кг, қанаты 12 м, ұшу биіктігі 18 км-ден асты. [3]
Бұл зерттеудің мақсаты стратосфералық ұшақтардың қолдану аймақтарын іздеу болып табылады. Зерттеу барысында келесі міндеттер шешіледі:
1. Қызықтыратын тақырып бойынша материал жинау.
2. Ұшу нәтижелерін анықтау және кемшіліктерді анықтау
3. Стратосфераға ұшулардың ұқсас жобаларын іздеу.
Стратосфералық ұшақтардағы көтерілулер ғылыми зерттеулер, астрономиялық бақылаулар, спорттық мақсаттар үшін, рекордтар орнату үшін, әскери мақсатта, парашютпен секірушілерді дайындау үшін, бақылау мұнаралары ретінде пайдаланылуы мүмкін; байланыс үшін және т.б. Стратосфераға ұшқышсыз шар-зондтар да ұшырылды, ал 1931 жылдан бастап радиозондтар. Жабдық ұшу мақсатына байланысты болды.
20 ғасырдың ортасында ұшақтар стратосфераға жетуге қабілетті болды, бірақ техникалық себептерге байланысты олар онда бірнеше минут қана тұра алды. Стратостат стратосферада көптеген сағаттар бойы тұра алды, соның арқасында осы ұшулар нәтижесінде алынған білім ғарыштық ұшулар кезінде тіршілікті қамтамасыз ету жүйесін дамытуда пайдалы болды.

ІІ. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1. Күн батареясы туралы жалпы мәліметтер
Күн батареясы - фотоэлектрлік түрлендіргіштер (фотореле) - жылу энергиясын өндіретін күн коллекторларына қарағанда күн энергиясын тікелей электр тогына тікелей айналдыратын жартылай өткізгіш құрылғылар.
Күн сәулесін жылу және электр энергиясына айналдыруға мүмкіндік беретін әртүрлі құрылғылар күн энергиясын зерттеудің объектісі болып табылады (Helios грек тілінен. Helios - Күн). [4]
Күн батареялары жұмыс істеу әдісі бойынша екі түрге бөлінеді. Олар автономды және аралас жүйе. Энергетикалық нарықтағы ең танымал өнім моно және поликристалды жүйелер болып табылады. Сәйкес модельді таңдағанда, қуатты ескеру, баға шығындарын есептеу маңызды.
Күн панельдері жалпы жиектемеге оралған фотоэлектрлі ұяшықтан тұрады. Олардың әрқайсысы күн батареяларында жиі қолданылатын кремний сияқты жартылай өткізгіш материалдан жасалған.Күн сәулесі жартылай өткізгішке түскен кезде ол ішінара оның энергиясын сіңіру арқылы қызады. Осылайша, энергия ағымы жартылай өткізгіштегі электрондарды босатады. Сөйтіп, электр өрісі бос электрондарды жіберетін фотоэлементке қосылып, оларды белгілі бір бағытта қозғалуға мәжбүр етеді. Дәл осы электрон ағындары электр тоғын қалыптастырады.
Егер металл контактілерді фотоэлементтің жоғарғы және төменгі жағына бекітетін болсақ, алынған тоқты сымдар арқылы жіберіп, әртүрлі құрылғыларды басқару үшін пайдалануға болады. Ал тоқтың күші ұяшықтың кернеуімен бірге фотоэлемент өндіретін электр қуатының күшін анықтайды. [4]

2.2. Адамның ғарышқа ұшу статистикасы
Қазақстан-2050 Стратегиясында елімізде толыққанды ғарыш саласын құру Қазақстан Республикасының экономикасын жаңғыртудың стратегиялық міндеттерінің бірі ретінде айқындалған.
Еліміздің ғарыштық инфрақұрылымы, оның ішінде ғарыш объектілері мен жерүсті ғарыш инфрақұрылымы объектілері бір қолбасшылықпен құрылды және ұйымдастырылды. Ғарыш саласын дамытудың барлық стратегиялық бағыттары бойынша кәсіпорындар құрылды. Ғарыш өнеркәсібі кәсіпорындарының ғылыми және инженерлік кадрларының білікті кадрлар өзегі қалыптасты, ғарыш техникасының арнайы конструкторлық-технологиялық бюросы жасақталды. Ғарыш техникасы мен технологиялары бойынша мамандарды даярлау шет мемлекеттер мен Қазақстанның жетекші университеттерінде ұйымдастырылды.
Қазақстан ғарышкерлері ғарышқа алғашқы із қалдырушылар қатарына енді, бұл Қазақстан Республикасы әлемдік космонавтиканың дамуына үлес қосып келе жатқанының және қазақстандық ғарышкерлер мен ғалымдардың бұл салада еліміздің абыройын асқақтатқанының дәлелі.
Тоқтар Әубәкіров. Кеңес ғалымдары мен ғарышкерлерінің арасында Қазақстанмен байланысты адамдар болғаны белгілі. Тұңғыш ғарышқа ұшқан қазақ Тоқтар Әубәкіров болды. Саяси жүйеге, азаматтыққа қарамастан, ерлік жасап ғарышкер екенін дәлелдеді. Ғарыш зерттеушілерінің әлемдік тізімінде ол 256-орынға ие болды. Қазақтың тұңғыш ғарышкері қатысқан ұшу КСРО үшін ел ыдырап жатқан қиын кезеңде орын алды. Осы себепті Тоқтар Әубәкіров соңғы (72-ші) кеңестік ғарышкер болды.
Оның ерлік жетістіктері жоғары бағаланды: Тоқтар Әубәкіровке Кеңес Одағының Батыры атағы берілді (1988), кейін еңбек сіңірген ұшқыш - сынақшы болды. Тоқтар Әубәкіров Кеңес Одағының Батыры болып ғарышқа ұшты. Бұл атақты қайта тағайындау жойылғандықтан, жаңа ерлігі үшін Октябрь революциясы орденімен марапатталды. [5]
Талғат Мұсабаев. Екінші ұшқыш - ғарышкер Талғат Мұсабаев болды, ол тәуелсіз республикадағы бірінші ғарышкер. Ол сондай-ақ ашық кеңістікте жұмыс істеген тұңғыш қазақ болды. Қазақ ғарышкерлері жұлдызды батырлар қатарына қосылды: КСРО және Ресей Федерациясы ғарышкерлерінің тізімінде Мұсабаев 79-шы, ал әлемде 309-шы орынды иеленді.Талғат Мұсабаев Ригада оқып, азаматтық авиация инженері мамандығын алды.
Талғат Мұсабаев Алматы жазғы лагерінде ұшқыш болып жұмыс істеп, инженерлік қызметтерді атқарды. 1991 жылдың көктемінде Мұсабаевтың жұлдызды сапары басталды - ол ғарышкерлер корпусында кандидат мәртебесін алды.
Талғат Мұсабаев ғарышқа үш рет ұшты. Бұл экспедицияларда қазақстандық ғарышкер-зерттеуші 341 күннен астам уақыт болып, жеті ғарыштық серуенде ашық ғарышта 41 сағаттан астам уақыт болды. Ғарышта ол Қазақстан Республикасының 2-ші және 4-ші ғарыштық бағдарламаларын орындады. Ғарышқа ұшқан Талғат Мұсабаев өз Отанының патриоты ретінде әр жолы орбитаға Қазақстан Республикасының Туын, Елтаңбасын, Конституциясын, сондай-ақ Құран Кәрімді алып шықты. [5]
Айдын Аимбетов. Ғарышқа ұшқан үшінші қазақ - Қазғарыш ұлттық ғарыш ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.