En busqueda del mejor diseño para un planeador de papel (avioncito de papel).

PASO 1: CONCEBIR LA IDEA DE LA INVESTIGACIÓN

Crear un avión de papel cuyas características permitan la sustentación para lograr el mayor tiempo posible en el aire.

PASO 2: PLANTEAR EL PROBLEMA DE INVESTIGACION

Encontrar un diseño que logre que la aerodinámica sea tal que logre una sustentación para así lograr el mayor tiempo posible en el aire

PASO 3: ELABORAR MARCO TEÓRICO

• AVIÓN DE PAPEL:
 Un avión de papel es un avión de juguete hecho enteramente de papel. Es, quizá, la forma más común de aerogami, una rama del origami (el arte japonés del doblado del papel). 

• ORIGAMI: 
El Origami  es el arte de origen japonés consistente en el plegado de papel para obtener figuras de formas variadas. En español se denomina usualmente Papiroflexia, aunque su nombre oriental (Origami) también está muy extendido. 

• AEROGAMI:
El Aerogami es una forma particular de origami , que incluye todo lo que tiene que ver con la aerodinámica . Esta técnica difiere de la del avión de papel , porque sólo se aplica a los modelos construidos por plegado.Esta técnica combina todos los modelos plegables que incluyen interesantes propiedades aerodinámicas (avión, la hélice, modelo flotante, entre otros).

• AERODINAMICA:
Es la rama de la mecánica de fluidos que se ocupa del movimiento del aire y otros fluidos gaseosos, y de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dichos fluidos.

• PRINCIPIO DEL VUELO: 
Un avión se sustenta en el aire como consecuencia de la diferencia de presiones que se origina al incidir la corriente de aire sobre un perfil aerodinámico, como es el ala. En la parte superior de la misma se produce un aumento de velocidad ya que la trayectoria a recorrer por las partículas de aire en esta, es mayor que en la parte inferior, en el mismo tiempo.

• SUSTENTACIÓN: 
La sustentación producida en un ala o superficie aerodinámica es directamente proporcional al área total expuesta al flujo de aire y al cuadrado de la velocidad con que ese flujo incide en el ala. También es proporcional, para valores medios, a la inclinación del ángulo de ataque del eje de la superficie de sustentación respecto al de la corriente de aire. Para ángulos superiores a 14 grados, la sustentación cambia con rapidez hasta llegar a la pérdida total.

• RESISTENCIA:
Los mismos factores que contribuyen al vuelo producen efectos no deseables como la resistencia. La resistencia es la fuerza que tiende a retardar el movimiento del avión en el aire.

• PÉRDIDA:
La pérdida es la incapacidad del ala para producir la sustentación necesaria, debido a un ángulo de ataque excesivo. Para ángulos superiores a 14 grados, la sustentación cambia con rapidez hasta llegar a la pérdida total cuando, por efecto de esos valores, el aire se mueve produciendo torbellinos en la superficie de las alas.

• ANGULO DE ATAQUE: 
Es el ángulo formado entre la cuerda alar y la trayectoria seguida por el centro de gravedad de ese plano.

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• VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA SUSTENTACIÓN:
Son varias las variables que influyen en la sustentación del avión, definiendo estas la sustentación  del peso y la carga que transportará, algunas están dadas por el diseño, otras por condiciones climáticas y otras las puede variar el piloto.

          1) Densidad del aire:

         El aire posee diferentes densidades dependiendo directamente de la temperatura del mismo.            La densidad es la cantidad de partículas de aire por unidad de volumen. El aire caliente es menos        denso que el aire frío, por lo tanto eninvierno los aviones vuelan mejor.

          2) Velocidad del aire sobre el perfil aerodinámico:

          La sustentación es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad.

          3) La superficie alar:

       Cuanto mayor es la superficie alar mayor es la sustentación. Generalmente se posee poca    acción para modificar esta acción. 

          4) El ángulo de ataque:

          La sustentación es directamente proporcional al coseno del ángulo de ataque. 

PASO 5: ESTABLECER HIPOTESIS

1.    El aumento del peso de los aviones de papel (manteniendo constante la superficie de planeo) disminuye la distancia lineal de vuelo.

2.    El aumento de la superficie de planeo (manteniendo constante el peso por unidad de superficie del avión) aumenta la distancia lineal de vuelo.

3.    Los aviones del modelo longitudinal realiza mayores distancias de vuelo que los del modelo transversal.

4.      La sustentación producida en un ala o superficie aerodinámica es directamente proporcional al área total expuesta al flujo de aire y al cuadrado de la velocidad con que ese flujo incide en el ala. También es proporcional, para valores medios, a la inclinación del ángulo de ataque del eje de la superficie de sustentación respecto al de la corriente de aire. Para ángulos superiores a 14 grados, la sustentación cambia con rapidez hasta llegar a la pérdida total.

5.     

6.    La forma de Y que deben tener las alas, pues si no se le  da este ángulo a las alas, el avión se dará vuelta en el aire y volará boca abajo, con las alas en ángulo plano el avión dará una vuelta de campana y volará boca abajo.

7.    la simetría, lo que se ve de un lado debe también estar del otro.

8.    los pliegues, un pliegue bien marcado puede manipularse mejor.

9.    El aire posee diferentes densidades dependiendo directamente de la temperatura del mismo.            La densidad es la cantidad de partículas de aire por unidad de volumen. El aire caliente es menos        denso que el aire frío, por lo tanto eninvierno los aviones vuelan mejor.

10. La sustentación es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad.

11.   Cuanto mayor es la superficie alar mayor es la sustentación. Generalmente se posee poca    acción para modificar esta acción. 

 PASO 6: SELECCIÓN DE DISEÑO DE LA INVESTIGACION

Primero estableceremos el tipo de investigación, viendo las características de la misma podemos determinar que es una investigación cuantitativa ya que se recogen y se analizan datos de una variable tales como las condiciones externas (viento, humedad, etc.) con el diseño adecuado para establecer la mejor sustentación en el aire.

Luego partiendo de un conjunto de pruebas y cálculos, que se le realizaron a 4(cuatro) diseños diferente (PL-1; PL-2, PL-3 y PL-4), seleccionamos uno que demuestre ser eficiente a la hora de mantener la mayor cantidad de tiempo en el aire.   

PASO 7: SELECCIÓN DE MUESTRA

Hemos analizado cuatro tipos de muestra que se muestran acontinuacion.

• PL-1:
 Este modelo es resistente al estancamiento, y vuela muy bien con sólo una ligera sacudida. Utiliza aletas plegadas a la baja - no son sólo los timones, o para la demostración, las aletas están ahí para equilibrar el ascensor.  Este avión es el más fácil de hacer, y es muy divertido para volar.

• PL-2:
Es una variación de PL-1, se añaden pliegues adicionales en el borde de ataque de las alas para obligar a una superficie de sustentación. Es más robusto que el PL-1 (lo hace mejor en las pruebas de choque), pero no es tan estable.

• PL-3: 
Este diseño fue inspirado por Ken Blackburn avión de papel del récord mundial, pero es muy diferente en su diseño y construcción. Este avión lleva más tiempo para hacer, y a veces pudiese parecer que no quiere, pero con un poco de cuidado se puede tener un plano que es muy divertido. Este plano vuela muy bien al aire libre y más si se encuentra en una ligera brisa.

• PL-4: Este plano es una mezcla. Utiliza el borde de ataque integrado por PL-2, pero es corto y ancho, como PL3. También le gusta el aire libre, y necesita más espacio que el PL-3.
  
  

  
  

Luego de haber hecho las respectivas prubas las cuales serán mostradas posterior mente hes establecido que la muestra que cumple con las condiciones que permitan la debida sustentación es el PL-4 (PLANEADOR 4) mostrado acontinuacion.

PASO 8: RECOLECCION DE DATOS
Después de haber hecho seis (6) lanzamientos por cada muestra de planeador (vale la pena aclarar que por cada lanzamientos utilizamos un planeador diferente para despreciar daños por la caída.) obtuvimos los siguientes resultados ya tabulados.

	PL-1	PL-2	PL-3	PL-4
1	2,01	3,00	3,04	7,32
2	3,98	2,98	4,00	4,05
3	4,87	3,76	1,08	10,05
4	2,76	2,56	6,32	6,45
5	3,98	2,04	5,00	7,00
6	4,00	1,32	4,03	5,00

PASO 9: ANALISIS DE DATOS

Haciendo  análisis cuantitativo; promediando la duración de vuelo individualmente con un simple calculo matemático, tenemos que el promedio del tiempo de planeación es igual a la suma de cada uno de los seis (6) resultados entre la cantidad de ensayos.

PASO 10: PRESENTACION DE LOS RESULTADOS

PLANEADOR	PL-1	PL-2	PL-3	PL-4
PROMEDIO DE VUELO	3,06	2,61	3,91	6,64

A partir de estos resultados podemos concluir que el avión de papel mas efectivo para la competencia es el PL-4.