Самоделкин для мальчиков

Сейчас даже появились клубы любителей воздушных змеев, где собираются люди, которые не только запускают змеев, но и самостоятельно их изготавливают. Стоит отметить, что эти легкие летательные аппараты использовались людьми не только ради развлечения: их конструкция послужила прототипом первых метеорологических зондов. Кроме того, с помощью фотоаппаратов, прикрепленных к воздушным змеям, раньше производилась аэросъемка местности.

Во время Первой мировой войны они использовались для наблюдения за местностью сверху. При отсутствии ветра и тихом ветре для подъема на высоту аппарата-наблюдателя использовали воздушные шары, а при среднем и сильном ветре их обычно относило в сторону, тогда наблюдателя поднимали в воздух с помощью цепочки змеев. Кроме того, воздушный змей использовался и как видимый издали сигнал. Лишь позднее эти необычные летательные аппараты были заменены самолетами.

Надо сказать, что воздушные змеи постоянно совершенствовались. В XIX веке появились новые конструкции. Они получили имена своих конструкторов: змеи Ульянина, Харграва и др. Естественно, воздушный змей сыграл немаловажную роль и в развитии авиации. Но с появлением самолетов интерес к нему угас. В итоге этот летательный аппарат сейчас используется главным образом для развлечения детей и взрослых. В последние годы появилась особая категория спортивных змеев для экстремальных видов спорта. Эти аппараты рассчитаны на достаточно серьезные нагрузки по сравнению с игровыми моделями и имеют значительный размер.

Некоторым людям кажется, что запуск и конструирование воздушных змеев является детской забавой, но это не так. Это увлечение на самом деле привлекает к себе людей самых разных возрастов и профессий. К тому же оно развивает в человеке творческий потенциал, наблюдательность и смекалку. И ты тоже можешь открыть для себя много нового. Например, воздушный змей «расскажет» тебе о природе ветра, воздушных потоках и законах аэродинамики. Все эти знания наверняка пригодятся тебе в жизни.

Помимо всего вышеперечисленного, воздушный змей подарит тебе большую радость управления им и наблюдения за полетом. Но сначала его нужно изготовить. Как это сделать, мы расскажем ниже.

Воздушный змей любой модели и класса состоит из следующих основных деталей: полотно, каркас, соединительные детали, уздечка, хвост, нить (леер) и катушка для ее намотки.

Каркас. Сделай его из нескольких (обычно 2–3) реек, которые сформируют конструкцию змея. Их расположение обусловлено конкретной моделью аппарата (рис. 99). Каркас нужен для поддержки полотна в натянутом виде, а также он отвечает за прочность и жесткость аппарата.

Полотно (парус). Его нужно натянуть на каркас. Оно создает препятствие потоку воздуха и отвечает за возникновение подъемной силы.

Соединительные детали. С их помощью змеи делаются разборными. Они должны быть прочными. Если ты задумал сделать аппарат разборным, существует множество вариантов в зависимости от используемого материала и размера воздушного змея.

Рис. 99. Строение воздушного змея

Уздечка (привязка) — это место соединения воздушного змея. Существует много разных видов привязок:

— уздечка с 1 местом крепления, она считается достаточно простой и не требует дополнительной регулировки, в этом случае угол наклона летательного аппарата к ветру контролирует хвост;

— уздечка с 2 местами крепления, здесь должно быть особое регулирующее кольцо, чтобы можно было изменять угол атаки;

— уздечка с 3 местами крепления, она нуждается в специальной установке особого кольца и регулирующей детали;

— уздечка с 4 местами крепления, в этом случае угол атаки будет меняться с помощью специальной стяжки, соединяющей 2 вспомогательные уздечки.

Достаточно часто можно увидеть модели воздушных змеев с килем. Это цельная деталь из того же материала, что и полотно, который заменяет уздечку с 2 местами соединения. В подобном случае угол атаки остается фиксированным, то есть его уже не изменить.

Хвост — это не только украшение воздушного змея, но его стабилизатор, который устраняет дефекты полета. Ты можешь сделать его в виде нескольких тонких и 1 широкой ленты или в виде тонкой ленты с несколькими завязанными на ней бантами.

Нить (леер) должна соответствовать размеру змея. Лучше всего использовать крепкую и легкую нить. Лучше всего, чтобы леер легко отцеплялся и прицеплялся к летательному аппарату. Для этого обычно используют небольшой карабин. Таким же образом ты можешь прикреплять и хвосты.

Катушка для намотки нити. Не оставляй без внимания этот аксессуар. Известно, что запускать змея интересно и весело, но несколько иначе обстоит дело с его возвращением. Запутанная нить быстро испортит радость от полета. Ты можешь спускать аппарат, не скручивая леер, но тогда разложенная на земле веревка займет много места, а на ее сматывание и распутывание уйдет значительное количество времени. Поэтому лучше наматывай нить на катушку как в период хранения змея, так и во время его запуска.

С давних времен людей интересует, что же поднимает и удерживает змея в небе. Воздушный змей, так же как и самолет или дельтаплан, является летательным аппаратом, он тяжелее воздуха. Главной причиной, по которой все эти аппараты взмывают и держатся в воздухе, является движение воздушных масс по отношению к ним. Разницей является лишь то, что самолет движется поступательно и сам создает этот встречный поток воздуха, который его и держит. А воздушный змей подвергается воздействию воздушной струи, то есть ветра, и находится в неподвижном состоянии по отношению к земле. Чтобы воздух мог поднять его, он должен быть расположен под некоторым углом к воздушному потоку. Угол, образованный плоскостью воздушного змея и направлением воздушной струи, называется углом атаки.

Воздушный поток создает общее давление на аппарат с силой R, которое направлено перпендикулярно плоскости воздушного змея. При обтекании аппарата впереди него появляется зона воздуха с высоким давлением, а позади струи воздушного потока не успевают смыкаться, и там возникает зона пониженного давления, заполненная вихрями. Чтобы аппарат держался в небе, подъемная сила должна быть равна массе змея вместе с нитью. Если она меньше массы воздушного змея, он всегда будет падать на землю, поэтому для нормального полета аппарата его масса не должна превышать его подъемной силы.

Известно, что величина подъемной силы зависит от скорости ветра V, площади змея S и угла наклона летательного аппарата к направлению потока воздуха. Вычисляется она по формуле: Р = су г S V2, где г — плотность воздушного потока (равна 0,125), су — коэффициент подъемной силы, который зависит от угла атаки. При углах атаки 10–15° (именно при них летают змеи) этот коэффициент равен в среднем 0,32.

Кроме того, необходимо рассчитать, при какой скорости ветра взлетит твой воздушный змей. Этот показатель равен квадратному корню из подъемной силы, разделенной на площадь змея, умноженного на 5. Результат, полученный при делении подъемной силы на площадь змея, называется нагрузкой и показывает, сколько килограммов массы аппарата приходится на 1 м² его площади и какая подъемная сила должна действовать на 1 м², чтобы преодолеть силу тяжести. Таким образом, пользуясь этой формулой, ты можешь определить, при какой скорости ветра можно запускать того или иного змея.