Воздушный змей. Исследовательская работа на тему «Воздушный змей: детская забава или практическая аэронавтика?» Воздушный змей история возникновения
Возможно, кайты впервые появились в Микронезии, Полинезии и Меланезии. Там до сих пор кайты, изготовленные из листьев, традиционно используются для рыбной ловли. Рыбак в каноэ гребет себе подальше от берега с кайтом высоко летящим над водой. От кайта идет веревка с приманкой, изготовленной из паутины, волочащейся по воде. Тень кайта напоминает большую кормящуюся птицу, а приманка - небольшую летающую рыбку. Это привлекает мелкоротую маленькую (но вкусную) рыбу-иглу, которая атакует приманку, и запутывается в паутине. Рыбак сматывает веревку, снимает рыбку, и запускает кайт снова. Хороший рыбак с помощью одного кайта и приманки может наловить достаточно много рыбы.
У полинезийцев есть миф о двух братьях – богах, открывших людям кайт, в то время как они затеяли кайтовую дуэль между собою. Победивший брат поднял свой кайт выше кайта брата. До сих пор на островах Полинезии проводятся соревнования, где выше всех летающий кайт посвящается богам.
Точная дата появления или происхождения кайта неизвестна, однако считается, что змеи запускались над Китаем более 3 тысячелетий назад, что было подтверждено археологами, которые нашли останки древнего «летающего» артефакта! Были найдены материалы, из которых они изготавливались: бамбуковый остов и шелк для паруса, веревки. Но вероятно, что более ранние модели изготавливали из бумаги!
Согласно европейским историческим слухам, в Европе изобретение воздушных змеев приписывается греческому учёному, философу Архиту (Archytas), который, около 400 года до н.э., сконструировал деревянную птицу, основываясь на исследованиях полетов птиц. Называлась она «механический голубь».
В 200 г. до н.э. китайский генерал Хань Цинь из династии Хань запустил кайт над стенами осажденного им города для оценки того, насколько далеко придется рыть туннель, чтобы зайти за оборонительные ряды, исходя из реакции последних. Получив эту информацию, он успешно осуществил свой замысел, застав противника врасплох.
Ранние китайские кайты были далеко не игрушками, это были кайты, предназначенные для военных целей. Исторические летописи свидетельствуют, что они отличались большим размером. Некоторые из них были способны поднимать в воздух людей для наблюдения за передвижениями противника, другие же использовались для разброса пропагандистских листовок над неприятельскими рядами. Согласно книге «Летопись Странных Событий», когда император Ксяо Янь из династии Лиань был окружен повстанцами под предводительством Хоу Джинга, возле города Тайченг, он смог с помощью кайта послать сигнал с просьбой о помощи.
Существует легенда о том, что в 202 году до нашей эры генерал Хуан Тенг и его армия были окружены противниками, и им грозило полное уничтожение. Говорится, что случайный порыв ветра сорвал с головы генерала шляпу, и тогда к нему пришла идея создания большого количества воздушных змеев, снаряженных звуковыми устройствами. Воздушные змеи были сделаны из бамбука, бумаги и шелка. Глубокой ночью эти воздушные змеи летали прямо над головами армии противников, которые, услышав загадочные завывания в небе, устрашенные гневом «богов» бежали с поля битвы!
Во времена династии Тань к кайтам стали приделывать куски бамбука. В полете они начинали вибрировать и звенеть подобно струнному инструменту (по-китайски "Жень"). С тех пор кайты в Китае стали еще называть «Фень Жень», то есть «струны ветра». Сегодня в некоторых районах страны на кайты приделывают шелковые струны или резиновые полоски, издающие под воздействием ветра приятный для слуха звон.
В древней Китайской хронике сохранилась запись об энтузиасте змее-ракетчике мандарине Ван Гу. Он построил два больших воздушных «змея» с 47 ракетами, а между ними приделал сиденье. Усевшись на него, он приказал слугам поджечь ракеты и... взлетел на воздух. Но не в том смысле взлетел, что улетел, а в том, что взорвался. Пусть мандарин был безрассуден, но он был прекрасен в своем безрассудстве, в своем нетерпеливом желании подняться в небо хоть и на воздушном змее. И люди не забыли Ван Гу. Его именем назван кратер, который разглядела советская автоматическая станция «Зонд-3» на обратной стороне Луны. Он лежит почти точно в центре невидимого нам лунного диска.
Культура пилотирования воздушных змеев, с помощью торговцев распространилась и в соседние Японию, Корею и Индию, где приобрела свои специфические и культурологические особенности. Около 600 года, во времена правления корейской династии Силла, генерал Джим Ю Син отдал своим солдатам приказ о подавлении мятежа. Однако те отказались его выполнять, так как незадолго до этого видели на небе комету, и восприняли это как дурной знак. Для восстановления управляемости армией генерал прибег к следующей хитрости: он запустил на кайте зажигательное ядро, имитировав «возвращение» кометы. Солдаты, увидев это, бросились в бой и разгромили мятежников.
В Японию кайты были завезены буддийскими монахами. Они использовали их для отпугивания злых духов и привлечения богатых урожаев. В период правления династии Эдо пилотирование кайтов приобрело в Японии необычайную популярность. Впервые японцам ниже самурайского класса было позволено запускать воздушные змеи. Городское управление Эдо (нынешний Токио) безуспешно пыталось отговорить население от этого «повального, пагубно влияющего на работу» увлечения. Даже в современном японском языке есть такое понятие как «помешанный на кайтах» или «кайто-маньяк». Рассказывается также такая история. Около 300 лет назад один авантюрист попытался залететь с помощью большого змея на крышу Нагойского замка, и украсть с нее золотую статую. Украсть ее ему не удалось, но он сорвал с нее несколько золотых чешуек. Вместо того чтобы молчать, он без устали хвастал о своей дерзкой выходке. За что, в конце концов, был схвачен и сурово наказан. Он и его семья были сварены в масле.
Не смотря на то, что японцы очень много позаимствовали из китайской культуры, их кайт-дизайн и кайтовые традиции сильно отличаются. Так, с самых давних времен они использовали кайты для чисто практических целей. К примеру, при строительстве гробниц и храмов использовались большие кайты для поднятия на крыши черепицы и других материалов.
В Японии “золотым веком” воздушных змеев поистине считается период Хэйан (1603-1868). До этого времени цены на бумагу были такими высокими, что только высшее сословие могло позволить себе развлекаться с воздушными змеями. Считалось также, что змеи могут отгонять злых духов. Для этого на них изображали демонов, лица которых зачастую были украшены длинными высунутыми языками.
Первое упоминание о русском воздушном змее появилось в летописи, которая описывала событие из русской истории. В 906 г. киевский князь Олег при осаде Царьграда (Константинополя) использовал для устрашения неприятеля поднятых в воздух "коней и людей бумажных, вооруженных и позлащенных", т.е. фигурных воздушных змеев.
В 105 году н.э. римляне запускали украшенные тканевые флюгеры как военные флаги (сейчас их называют ветровыми носками). Обычно они по форме были похожи на вытянутых животных с широкими открытыми ртами и поднимались на шестах, это позволяло воздушному змею попасть в потоки ветра. Ниспадающий цилиндрический хвост такого воздушного змея из ткани, извивающийся как туловище змеи, придавал «змеиным» наездникам уверенности в себе и создавал им более устрашающий вид, который был способен навести страх на врага. В добавок, подобные воздушные змеи указывали стрельцам направление и силу ветра. Любопытные записи в старинных византийских рукописях рассказывают о практических применениях воздушных змеев в военных целях. Так, в одной из них говорится, что в IX в. византийцы якобы поднимали на воздушном змее воина, который с высоты бросал в неприятельский стан зажигательные вещества. В книге Вольтера Мелиме, «Нобилитатибус», (1346 г.) есть иллюстрации, на которых изображаются различные «ветряные мешки» (носки) для бомбометания ядер с целью устрашения противника. Как мы видим из другой книги – «Рокуэль де Машинс», 1430 г., автор Конрад Киссер – в конце концов, в результате эволюции, воздушные змеи стали напоминать длинный плоский кайт. Этот летающий дракон и распространился по всей Европе.
Самое раннее свидетельство полета индийского кайта обнаруживается на расписных миниатюрах, датированных периодом правления Моголов, около 1500 года. Излюбленной их темой был молодой человек, искусно владеющий пилотированием воздушного змея для заброски посланий своей возлюбленной, находящейся под строжайшим домашним арестом.
Марко Поло доставил истории о кайтах в Европу в конце 13 века. В 15 веке Леонардо Да Винчи, в рамках изучения летательных аппаратов экспериментировал и с кайтами. Он разработал систему соединения двух обрывов ущелья с помощью кайта, что в последствии было осуществлено на практике через столетья при строительстве моста у Ниагарского водопада. В 1756 г. знаменитый математик Л. Эйлер написал следующие строки: «Воздушный змей, эта игрушка для детей, презираемая учеными, может, однако, заставить глубоко над собой задуматься». В 18 -19 веках кайты стали использоваться в качестве транспортных средств и практических инструментов в научных изысканиях. Люди подобные Бенджамину Франклину и Александру Вильсону использовали свои знания о кайтах для изучения ветра и погоды. Джордж Кейли, Самюэль Ленгли, Лоренс Харгрейв, Александр Белл, и братья Райт – все экспериментировали с кайтами, и внесли свой вклад в развитие самолетостроения. Погодная служба США запускала кайты, сконструированные Вильямом Эдди и Лоренсом Харгрейвом, для поднятия в воздух метеорологических приборов и фотоаппаратуры. Михаил Ломоносов тоже строил воздушных змеев – для исследования электричества в атмосфере. Его последователь Георг Вильгельм Рихман, во время такого опыта 26 июля 1753 года, был убит разрядом атмосферного электричества. Ломоносов, однако, и после этого отважился продолжать свои опыты. Змеи в то время были плоские, не очень устойчивые, хотя делали их для научных целей значительных размеров, площадью в несколько квадратных метров.
Одним из самых странных применений буксировочных кайтов были разработки школьного учителя Джорджа Покока. В 1822 г. он использовал пару кайтов для тяги коляски на скорости порядка 20 миль/час. Некоторые из его кайтпоездок, как запротоколировано в документах, превышали 100 миль. A так как дорожные пошлины в то время брались из расчета количества лошадей на одну повозку, то он ничего не платил. В 1844 г. швейцарец Перье Адор, экспериментируя с кайтами, придумал следующую систему: кайт (бамбук и холст), 300 м веревки и автоматическая система челночных корзинок. Корзинки наполнялись фруктами и цветами, подтягивались по веревке до кайтов, и не доходя 2-3 м до них, отцеплялись и медленно опускались на землю с помощью парашютика в сад какого-нибудь из его знакомых. Довольно оригинальный способ посылать подарки своим друзьям. Его двоюродный брат и известный врач того времени, Жан Колладон, зараженный увлекательными экспериментами родственника, придумал свой розыгрыш: подъем в воздух с помощью кайта сидящего на стуле манекена. Манекен в человеческий рост, был набит гагачьим пухом и весил 6 кг. Изумлению жителей Женевы не было предела.
В 1847 году жителями местности возле Ниагарского водопада было решено построить мост, соединяющий канадский и американский берега. Технологией строительства моста они обладали, но не могли придумать, как им перекинуть самую первую, но очень важную веревочную связь между берегами. Крутые утесы, мощные стремнины, холодные вихревые ветра и ледоход не давали возможности прибегнуть к обычному в таком случае методу прокладки веревочной связи. В конце концов им пришла в голову идея Леонардо Да Винчи об использовании для этих целей кайта. Было сделано много попыток, но удалось это только одному человеку – 10-летнему мальчику, Хоману Уолшу. Сперва, юному Хоману, пришлось пересечь реку ниже по течению на пароме, чтобы перебраться на канадскую сторону, откуда ветра были преобладающими. Инженер показал ему нужный утес, откуда парень запустил свой кайт и стал потихоньку разматывать за ним веревку. Казалось бы все очень просто. Кайт гордо реет в вышине, на заходе солнца ветер спадет, и кайт опустится на землю. Но первая попытка не удалась: ветер не ослабел к вечеру, как ему полагалось, а кайт из-за этого не садился, а когда он наконец сел среди ночи, веревка, успевшая упасть вниз, оказалась перетертой льдами. В общем, пришлось парню переправляться обратно на другой берег и ремонтировать свой кайт, но только уже через 8 дней, из-за жуткого ледохода. Родители его, конечно, были страшно недовольны тем, что ребенок пропадает неизвестно где. Но вторая попытка прошла с оглушительным успехом. После закрепления кайтовой веревки на другом берегу, по ней стали подавать все более и более толстые веревки, пока дело не дошло до стального троса, что и было нужно для строительства моста. За все свои усилия парень был награжден денежным призом в 10 долларов. По тем временам – большие деньги.
С 1850 года начинают разрабатываться различные кайтовые кабельно-корзиночные системы для спасения людей с терпящих бедствие судов в непосредственной близости от побережья. Здесь и кайт «транспортировщик» на швартовом канате капитана Броке (1851), и кайт лейтенанта Джорджа Наре (1861), и 4-стропный кайт Эстерно (1883). Интересные эксперименты производились возле Нью-Йорка в 1892 году. Их целью было доказать, что кайты можно посылать с терпящего бедствия корабля на расстояние до 1200 м от берега, для создания спасательной линии. Автор проекта, Вудбридж Дэвис, утверждал что, все что требуется – это собрать складной кайт на борту судна, специально обученными для этого моряками. Им был разработан специальный управляемый, в форме шестиугольной звезды, разборный кайт для доставки спасательного каната на берег.
Особенно активно велись работы со змеями у нас в России. Их конструируют многие исследователи, и в первую очередь талантливый изобретатель С.С. Неждановский. Он строил больших змеев, которые отличались удивительной устойчивостью и хорошей грузоподъемностью. Ученик знаменитого русского ученого Николая Егоровича Жуковского, профессор С.А. Чаплыгин, вспоминая о воздушных змеях Неждановского, в начале нашего века писал, что они были совершенно сходны по форме своих крыльев с нынешними бесхвостыми аэропланами и планерами, но имели больше вертикальных плоскостей.Прав был академик Эйлер: змей – это не игрушка. Вернее, не только игрушка. С его помощью удалось получить много полезных сведений и о строении атмосферы, и о движении тел в воздухе. В 1898 году русский воздухоплаватель С.А. Ульянин предложил интересный проект «змейкового поезда», чтобы поднимать в воздух наблюдателей и научную аппаратуру. Он придумал использовать для этих целей не один огромный змей, а целую связку их. Запущенные вместе, на одном тросе, они создавали не только необходимую подъемную силу, но и обеспечивали большую безопасность. Если один или даже два змея по какой-либо причине выходили из строя, то остальные – а их могло быть в «поезде» до семи и более штук – позволяли безопасно, как на парашюте, спустить на землю наблюдателей и научную аппаратуру. Была даже сформирована специальная «змеевая команда»: Ульянин и многие другие наблюдатели не раз поднимались на высоту свыше двухсот метров. Змейковые поезда применялись также на научных и военных судах, использовались для наблюдений и исследований в океанах и в Арктике. Они поднимали научные приборы на высоту до 4-5 километров. Был даже установлен своеобразный рекорд высоты подъема змеев – 9740 метров!
Следы кайтовой беллетристики были обнаружены и в русской литературе: почитайте А.С.Пушкина «Историю села Горюхина» или «Капитанскую дочку» и вы найдете там строки о воздушных змеях.
В 1902 г. на крейсере «Лейтенант Ильин» провели успешные опыты по подъему наблюдателя на высоту до 300 м с помощью поезда из воздушных змеев. В России 7 января 1904 года в Кронштадтском морском собрании лейтенант Н. Н. Шрейбер сделал сообщение "О применении воздушных змеев для подъема наблюдателей с судов флота". Свое выступление лейтенант закончил так: "...применение воздушных змеев на судах флота не только желательно, но даже необходимо". Большинство присутствующих согласилось с докладчиком. На этом докладе присутствовал командир Кронштадтского порта вице-адмирал С. О. Макаров. А 20 марта журнал "Воздухоплаватель" сообщил: "Известный знаток воздушных змеев лейтенант Шрейбер, проходивший в этом году курс в офицерском классе учебного воздухоплавательного парка, по требованию вице-адмирала Макарова, отправлен в Порт-Артур для производства подъемов на воздушных змеях с судов флота... В хорошую погоду со змея можно увидеть в море на 30-40 верст. Это будет первое применение воздушных змеев для военных целей". К сожалению, по причинам, не зависящим от лейтенанта Шрейбера, змеи для разведки применить не удалось. В письме подполковнику В. А. Семковскому он писал: "...со змеями ничего не успели сделать, 12-го (мая 1904 года) их запустили, но как только пять штук были в воздухе, неприятель сосредоточил по ним такой шрапнельный огонь, что людям пришлось ретироваться. Никого, благополучно, не ранили, а змеи летали и расстреливались старательно часа полтора. Таким образом, они отвлекали огонь с других пунктов, и свое дело сделали. (Нельзя было допускать и мысли, что на них сразу можно было подыматься, тем более, что меня не было.)" Также не осуществился план по развертыванию в Порт-Артуре воздухоплавательного парка, имущество которого вместе с транспортом "Манчжур" попало в руки японцев. Морской воздухоплавательный парк во Владивостоке удалось организовать только в конце 1904 года.
Офицеры флота живо интересовались воздухоплаванием и всеми новейшими достижениями в этой области. Это наиболее ярко иллюстрирует случай с эскадронным миноносцем "Бравый". 14 мая 1905 года корабль вышел из боя с неисправной машиной и двумя котлами, в результате чего не мог дать ход более 11 узлов. Командир "Бравого" принял решение идти во Владивосток. 17 мая, израсходовав весь запас угля, эсминец стал в нескольких десятках миль от Владивостока. Положение казалось безвыходным, но морякам помог телеграф, дальность действия которого удалось увеличить при помощи поднятого над кораблем воздушного змея. Навстречу "Бравому" был послан миноносец, который через минные заграждения привел его в порт. Командир "Бравого" был осведомлен об опытах, проводимых на крейсере "Посадник" моряками Балтийского флота в июне 1903 года. Целью этих опытов было определить возможность увеличения дальности действия радиотелеграфа. При помощи змеев удалось связаться на расстоянии до 63 миль, что было неплохим результатом для аппаратов системы Попова, изготовленных во флотских мастерских.
Во время 1-й мировой войны британская, французская, итальянская, русская армии – все использовали кайты для наблюдения за неприятелем и сигнализации. Определенных успехов моряки сумели добиться в применении воздушных змеев для морской разведки.
В Советском Союзе увлечение воздушными змеями началось почти одновременно с авиамоделизмом в 1926 г. В 1937 г. Звенигороде были организованы I Всесоюзные состязания воздушных коробчатых змеев. В 1938 г. в поселке Щербинка (ныне город Московской обл.) проводились II Всесоюзные состязания коробчатых змеев, на которых были показаны конструкции, представлявшие исключительный интерес. На III Всесоюзных состязаниях коробчатых змеев, происходивших в 1939 г. в Серпухове, были установлены рекорды полета змеев на высоту. Одиночный змей, сконструированный киевским авиамоделистом (так стали называть и создателей воздушных змеев) Громовым, был поднят на высоту 1550 м. Поезд, составленный из коробчатых змеев конструкции саратовского авиамоделиста Григоренко, был поднят на высоту 1800 м. В годы Великой Отечественной войны (1943 г.) А. Григоренко был награжден за боевое применение коробчатых воздушных змеев. На IV Всесоюзных состязаниях были четко определены технические требования к конструкции воздушных змеев.
Однако с появлением первых аэропланов использование воздушных змеев быстро сделалось нецелесообразным. Немецкий ВМФ продолжал использовать коробчатые кайты на подводных лодках для подъема человека, который обозревал горизонт в режиме надводного плавания лодки. Во 2-ю мировую войну ВМФ США нашел кайтам несколько применений. Заградительный кайт Гарри Сола не давал вражеским самолетам возможности опускаться низко к целям. Сбитые в море летчики поднимали в воздух коробчатый кайт Гибсон Герл, для быстрого их обнаружения. Кайты довольно успешно использовались ВМФ США во время 2-й мировой войны. В 1942 г. лейтенант Пол Гарбер был назначен в Отдел Спец. Средств ВМФ США для разработки авиа-подобных моделей и проходил службу на авианосце «Блок Айленд». До этого он был известен как большой энтузиаст кайтинга. Так в 1931 г. он написал руководство по пилотированию кайтов для бойскаутов. Сперва он сделал модель кайта и предложил пулеметному расчету сбить его. До этого учебная стрельба велась по облакам, за не имением лучшего. Пулеметчики пришли в полную ярость, так как несмотря на множество выпущенных очередей им никак не удавалось его поразить. Зато капитан корабля оказался очень доволен демонстрацией и заказал Гарберу еще кайтов-мишеней. По мере того как пулеметчики совершенствовались в точности стрельбы, Гарбер модифицировал свой кайт. Теперь он мог ходить из стороны в сторону, делать петлю, пикировать, уходить вверх и выписывать восьмерки. Управлялся этот 5-футовый ромбовидный кайт с помощью планки управления и специальной двойной катушки. На кайт наносился силуэт вражеского японского или немецкого самолета. Заменив деревянные стойки на алюминиевые, Гарбер добился того, что кайт смог тонуть после того как его сбивали.
Такому кайту-мишени приписывается спасение одного авианосца. Однажды утром, когда пулеметчики разместились уже по своим местам для проведения учебных стрельб, из-за облаков неожиданно вынырнул японский торпедоносец. Не будь они готовы к стрельбе, самолет мог бы серьезно повредить корабль. А так его успешно сбили.
Сотни тысяч таких кайтов были использованы для тренировки пулеметчиков, что в результате вылилось в большую экономию для американского правительства как в денежном отношении так и в человеческих ресурсах.
Гарбер также использовал треугольные коробчатые кайты для передачи важных документов с корабля на самолет. К кабелю натянутому между 2 кайтами привешивалась посылка. Пролетающий самолет цеплял кабель крюком и затем доставлял посылку по назначению.
По мере того, как авиация утверждалась все больше и больше, кайт все реже стал использоваться для военных и научных целей. Он перешел в разряд предметов культурно-оздоровительного досуга. Но последние 50 лет демонстрируют вновь возросший интерес к кайтингу. Применение новых видов материалов, таких как армированный нейлон, стекловолокно, карбон привело к тому, что кайты стали прочнее, легче, богаче по расцветке, и более износостойкими.
Изобретение гибкого крыла в 1949 г. Френсисом Рогалло и парафойлового кайта в 1964 г. Доминой Джалберт способствовало развитию таких современных летательных аппаратов, как параплан и спортивный парашют.
В 1964г. зарегистрирована первая ассоциация кайтинга: "Американская Ассоциация Пилотируемых Кайтов". А в 1969г. в США зарегистрирован новый рекорд высоты запуска кайта, которая составила 10 830м над землёй.
С появлением в 1972 году на рынке 2-стропного игрового фигурно-пилотажного кайта Питера Пауэлла, народ стал запускать кайты уже не только для развлечения, а и с целью спортивного пилотирования. Энтузиасты начали экспериментировать с формой, дизайном, что привело к появлению кайтов, способных лететь быстрее и выполнять более точные маневры и замысловатые трюки. Стали популярными соревнования, где участники состязались под музыку.
В 70-е годы несколько англичан использовали круглые парашюты для создания необходимой силы тяги на водных лыжах. В 1977 году голландец Гисбертус Панхюс получил патент. Спортсмен стоял на доске, которая приводилась в движение парашютом. Швейцарец Рен Кугн плавал в середине 80-х годов на конструкции, похожей на кильватерную доску, и для создания тяги использовал параглайдер. Вероятно, он был первым спортсменом, который сумел сделать высокий прыжок при легком ветре.
И, наконец, в 1984 году французы Доминик и Бруно Леганю, занимавшиеся виндсерфингом и серфингом, получили патент на «морское крыло», которое легко перезапускалось с поверхности воды. Братья Леганю целиком посвятили себя развитию кайтсерфинга, начиная с ранних 1980х. Особенностью конструкции их кайта стал передний надувной баллон, который позволял достаточно легко поднимать кайт в случае падения его на воду. После 1995г., когда братья Леганю продемонстрировали возможности своего кайта в Италии, это стало очередной знаменательной датой в кайтсерфинге, так как в основу конструкции большинства кайтов используемых в наши дни положен принцип братьев Леганю, т.е. надувной передний баллон.
В 80-х годах, основоположник кайтбагги спорта - Питер Линн из Новой Зеландии, создал багги конструкцию из нержавеющей стали. Кайт багги - специальная трехколесная тележка для катания за кайтом, воздушным змеем.
Пионеры кайсерфига из США Билл Рослер, инженер из отдела аэродинамики в компании «Боинг», и его сын Кори, так же инженер и первоклассный спортсмен по водным лыжам на протяжении ряда лет экспериментировали с кайтами, буксирующими яхты на воде и багги на твёрдой поверхности. Успех к ним пришёл, когда они получили патент на систему "Kiteski" (Кайтовая лыжа). Эта система представляла собой водную лыжу, приводимую в движение тягой двухстропного дельтавидного кайта, управляемого при помощи планки на которую устанавливалась специальная маленькая лебёдка. С 1994г под маркой Kiteski стали выпускать снаряжение для кайтсерфинга. Запуск кайта с воды производился путём сматывания строп до момента, когда до кайта можно было дотянуться рукой и придать ему импульс для запуска в воздух, после чего стропы разматывались и кайт взлетал, создавая необходимую тягу для буксировки человека. Эта конструкция работала достаточно надёжно, но из-за того, что в конструкции кайта были использованы жесткие рейки, кайт при падениях часто ломался! Так же неудобным было то, что для запуска требовалось использование специальной планки с лебедкой, которая была достаточно громоздкой. Он так и не прижился на рынке кайтсерфинга и был полностью вытеснен легкими надувными кайтами братьев Леганю из Франции!
После 1995 года появились коммерческие компании, занимающиеся разработкой и изготовлением специального снаряжения для катания на воздушных змеях.
В 1997 году Владимир Бобылев создал первый в России и в СНГ кайтклуб "Змеиное логово". Так кайтинг и кайтсерфинг появились в России и в Украине. Логовом зарождения кайтсерфинга в России стало Строгино, а на Украине Коктебель.
С 1998, после того как прошел первый Чемионат мира по кайтсерфингу на Гаваях и появились первые видеофильмы об этом новом виде «парусного спорта», кайтсерфинг можно было рассматривать как уже сложившийся вид спорта.
В 1999 г. одна из экспедиций использовала кайт для буксировки саней к Северному полюсу.
Современные технологии и материалы позволили заново взглянуть на воздушные змеи.
Кайты нового времени стали гораздо красочнее своих предшественников, появился класс спортивных змеев для экстремальных видов спорта. И в последнее десятилетие наблюдается всплеск интереса к игровым воздушным змеям, который доходит, наконец, и до России. Но воздушные змеи - это не только развлечение, хобби, активный отдых, это ещё и замечательный спорт - кайтсерфинг.
Муниципальное казенное учреждение отдел образования администрации городского округа г. Нефтекамск Республики Башкортостан
Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение
средняя общеобразовательная школа №8
городского округа город Нефтекамск
Республики Башкортостан
Историко-исследовательская работа
«Воздушный змей:
детская забава или практическая аэронавтика?»
Выполнил: Винокуров Антон 7А класс
МОБУ СОШ № 8
Руководитель: Насипова Г. У.
учитель физики.
г. Нефтекамск, 2014
Содержание
Введение …………………………………………………………………… .3-5
История воздушного змея ………………………………………………. .6-8
Классификация (виды) воздушных змеев ………………………… …9-15
16-19
Заключение …………………………………………………………………..20
Список литературы …………………………………………………………21
Введение
Мы с раннего детства знаем, что такое воздушный змей: как его запускать и как им управлять. Мы привыкли к его форме и красочности, но задумывались ли Вы, когда и для чего были изобретены змеи? В каких целях применялись и почему они летают? Знаете ли Вы, что воздушный змей без преувеличения можно назвать первоосновой всех летающих аппаратов и, что аэродинамика крыла самолетов держится на основе аэродинамики воздушного змея? Главная особенность воздушного змея – его простота. Он прост в изготовление и запуске, зато какого опыта набирается ребенок, играясь со змеем! Так же, интерес к змеям не уменьшается с возрастом человека. За много лет после появления первого змея, они приобрели новый облик, и теперь появилось новое поколение воздушных змеев – кайты. Кайтинг и кайтсерфинг уже давно популярен у любителей экстремального вида спорта.
Воздушные змеи - это целый мир, имеющий разноликие грани, мир творчества, мир науки, мир искусства. Все с раннего детства знают, что такое
воздушный змей: как его запускать и как им управлять. Поражают их форма и красочность, но задумывались ли Вы, когда и для чего были изобретены змеи? Изучив историю воздушных змеев, узнаем, что змеи применялись в научных исследованиях, в метеорологии для исследования верхних слоев атмосферы и аэрофотосъемках, для сбрасывания грузов. Активную роль воздушные змеи играют в авиамоделизме, подаче сигналов, а именно в спортивном ориентировании, развлекательных и спортивных играх.
Немецкая компания SkySails применила змей в качестве дополнительного источника энергии для грузовых судов, впервые опробовав его в январе 2008 года на судне MS BelugaSkysails. Испытания на этом 55 метровом корабле показали, что при благоприятных условиях расход топлива снижается на 30%.
Воздушный змей без преувеличения можно назвать первоосновой всех летающих аппаратов.
Тема моей работы «Воздушный змей: детская забава или практическая аэронавтика?».
А что же такое аэронавтика? Аэронавтика (воздухоплавание) - так называется искусство подниматься на воздух с помощью известных приспособлений и двигаться в определенном направлении.
Актуальность выбранной мною темы очевидна. С одной стороны это детская забава, которая требует большого воображения и способствует расширению кругозора. С другой стороны конструирование и запуск воздушных змеев для людей, которые относятся к этому не как к увлекательному занятию, дает возможность понять основные принципы полета всех летательных аппаратов вместе взятых. Изучить законы физики и аэродинамики, а также практическое их применение.
Первые упоминания о воздушных змеях встречаются ещё во II веке до н.э., в Китае (так называемый змей-дракон).
Долгое время змеи не находили практического применения. Со второй половины XVIII в. их начинают широко использовать при проведении научных исследований атмосферы. В 1749 г. А. Вильсон с помощью воздушного змея производил измерение температуры воздуха на высоте. В 1752 г. Б. Франклин провёл эксперимент, в котором с помощью змея выявил электрическую природу молнии и впоследствии благодаря полученным результатам изобрёл громоотвод. М.В. Ломоносов проводил аналогичные эксперименты и независимо от Франклина пришёл к тем же результатам.
Тема исследования : Воздушный змей: детская забава или практическая аэронавтика?
Цель исследования : Определить факторы, влияющие на запуск и полёт воздушного змея.
Объект исследования : Модель воздушного змея, условия местности и погоды, влияющие на полёт змея.
Предмет исследования : Качественные характеристики полёта воздушного змея.
Гипотеза исследования : подручными средствами можно создать летательные аппараты тяжелее воздуха.
Задачи:
Изучение истории воздушных змеев;
Рассмотрение видов воздушных змеев;
Исследование принципов полета змея.
Методы исследования : работа с научной литературой, интернет - ресурсами, подбор иллюстративного материала, его оформление, исследование, проведение пробных полётов с моделями змеев.
История воздушного змея
Воздушные змеи относятся к древнейшим летательным аппаратам тяжелее воздуха, изобретённым людьми. Нельзя сказать с определенностью кто и когда изобрел воздушного змея, и когда они впервые поднялись в воздух. Древнегреческие источники утверждают, что это произошло в IV веке до нашей эры, что честь их изобретения принадлежит Архитасу из Тарентума. Но одно известно доподлинно – в IV веке до нашей эры воздушные змеи были широко распространены в Китае. Полагают, что первые китайские воздушные змеи были сделаны из дерева. Они строились в виде рыб, птиц, жуков, раскрашивались в разные цвета. Самой распространенной фигурой была фигура змея – дракона. Отсюда, возможно, и пошло название «воздушный змей».
Они быстро распространились по странам Восточной Азии. Стали использоваться для решения военных задач. Существует легенда о том, что в 202 году до нашей эры генерал Хуан Тенг и его армия были окружены противниками, и им грозило полное уничтожение. Говорится, что случайный порыв ветра сорвал с головы генерала шляпу, и тогда к нему пришла идея создания большого количества воздушных змеев, снабженных трещётками и трубами. Враг в страхе бежал с поля боя под вой и оглушительный треск. Любопытны старинные записи о первых практических применениях воздушных змеев. В одной из них говорится, что в IX в. византийцы якобы поднимали на воздушном змее воина, который с высоты бросал в неприятельский стан зажигательные вещества. Так же в 559 году в королевстве Северный Вэй был задокументирован полёт человека на воздушном змее.
На Руси в 906 г. князь Олег при осаде Царьграда применил воздушный змей для устрашения неприятеля. А в 1066 г. Вильгельм Завоеватель использовал воздушные змеи для военной сигнализации при покорении Англии. Но, к сожалению, о форме древних европейских змеев, об их конструктивных и летных свойствах не сохранилось никаких данных. Долгое время ученые Европы недооценивали значение воздушного змея для науки. Только с середины XVIII в. воздушный змей начинает применяться при научных работах. В 1749 г. А. Вильсоном (Англия) змей был использован для подъема термометра с целью определения температуры воздуха на высоте. В 1752 г. ученый-физик В. Франклин воспользовался воздушным змеем для исследования молнии. Открыв при помощи змея электрическую природу молнии, Франклин изобрел громоотвод.
Воздушные змеи применялись для изучения атмосферного электричества великим русским ученым М. В. Ломоносовым и английским физиком И. Ньютоном. В 1804 году благодаря воздушному змею сэр Дж. Кейл сумел сформулировать основные законы аэродинамики. В 1825 году был осуществлен первый полет человека на змее. Это сделал английский ученый Д. Покок, подняв на змее на высоту нескольких десятков метров свою дочь Марту. В 1873 году А.Ф. Можайский поднимался на воздушном змее, буксируемом тройкой лошадей. Начиная с 1894 г., воздушный змей систематически применяется для изучения верхних слоев атмосферы. В 1895 г. при Вашингтонском бюро погоды была организована первая змейковая станция. В 1896 г. в Бостонской обсерватории была достигнута высота подъема коробчатого змея, равная 2000 м, а в 1900 г. там же змей был поднят на высоту 4600 м. В 1897 г. начаты работы с воздушными змеями и в России. Они велись в Павловской магнитно-метеорологической обсерватории, где в 1902 г. Было открыто специальное змейковое отделение.
Широкое применение воздушный змей нашел в метеорологических обсерваториях Германии, Франции и Японии. 3мей поднимался на очень большую высоту. Например, в обсерватории Линдерберга (Германия) добились подъема воздушного змея более чем на 7000 м. Первая радиосвязь через Атлантический океан была налажена с помощью коробчатого воздушного змея. Итальянский инженер Г. Маркони запустил в 1901 г. на острове Нью-Фаунден большой воздушный змей, который летал на проволоке, служившей приемной антенной. В 1902 году на крейсере «Лейтенант Ильин» провели успешные опыты по подъему наблюдателя на высоту до 300 метров с помощью поезда из воздушных змеев. При этом были использованы коробчатые змеи, конструкции которых разработалЛ. Харграв в 1892 году. В 1905-1910 годах на вооружении русской армии состоял змей оригинальной конструкции, созданной Сергеем Ульяниным. Целые взводы змеенавтов входили в состав как сухопутных, так и военно-морских частей, в том числе Черноморского флота Во время первой мировой войны войска различных стран и особенно Германии применяли для наблюдательных постов привязные воздушные шары, высота подъема которых, в зависимости от условий боя, достигала 2000 м. Они давали возможность наблюдать расположение противника в глубь фронта и через телефонную связь направлять огонь артиллерии. Когда же ветер становился слишком сильным, вместо воздушных шаров применяли коробчатые змеи. В зависимости от силы ветра составлялся поезд из 5-10 больших коробчатых змеев, которые прикрепляли к тросу на определенном расстоянии друг от друга на длинных проволоках. К тросу привязывали корзину для наблюдателя. При сильном, но довольно равномерном ветре наблюдатель поднимался в корзине на высоту до 800 м. Такой способ наблюдения имел то преимущество, что он позволял подойти ближе к передовым позициям противника. Воздушные змеи не так легко расстреливались, как воздушные шары, представлявшие собой очень большую мишень. Кроме того, выход из строя отдельного змея отражался на высоте подъема наблюдателя, но не вызывал его падения.
Воздушные змеи во время первой мировой войны использовали также для защиты важных военных объектов от нападения самолетов противника путем устройства заграждений, состоявших из маленьких привязных воздушных шаров и воздушных змеев, поднимавшихся до высоты 3000 м. С шаров и змеев спускались проволочные тросы, которые создавали для самолета противника большую опасность.
В наше время строительство воздушного змея – увлекательное занятие, создание и запуск их не потеряли и не потеряют своего значения. Теоритическая мысль изобретателей многих стран рождает все новые и новые конструкции воздушных змеев: плоских и коробчатых. Надувных и роторных. Среди тех змеев, с которыми вы познакомитесь, нет двух одинаковых – все они отличаются друг от друга внешним видом, летными качествами или технологией изготовления.
Классификация воздушных змеев
Классификация воздушных змеев точно не задана. Воздушные змеи могут быть большими или не очень. Существует очень большое разнообразие форм воздушных змеев. Древние змеи изготовлялись при помощи деревянных рамок и натянутыми на них листами шелка или бумаги. Почти все современные воздушные змеи делаются из углепластиковых пластмасс и синтетических тканей.
Плоские воздушные змеи подразделяются по аэродинамической конструкции на два вида:
Flat - плоские воздушные змеи. Самая древняя форма воздушных змеев. И самая простая. Образно представляют из себя плоскую пластину прямоугольной или любой другой формы (звезда, треугольник в виде проекции птицы и т.д), к которой подвязан леер при помощи уздечки.
Bowed - категория воздушных змеев, с земли очень напоминающая плоских. Однако данный вид воздушных змеев является дальнейшим развитием плоских в плане устойчивости. Для придания устойчивостиданные змеи имеют изгиб или излом в продольной оси, что как бы приподнимает концы крыла и создает v-образное крыло. Такое решение придает значительный запас устойчивости. Вильгельм Эдди запатентовал такую конструкцию воздушного змея в 1900 году.
По форме: плоские змеи в плане могут выполняться во всевозможных формах начиная от квадрата и заканчивая фантазией художника. Рассмотрим основные из них:
Прямоугольный воздушный змей является самым распространенным примером воздушных змеев из учебников, однако он мало отличается устойчивостью от своих "больших" собратьев. Змей имеет три планки: две из них служат диагоналями («крестом»), а третья находится вверху и скрепляет диагонали. По контуру будущего змея натягивают прочную нить, соединяющую все уголки, и наклеивают обтяжку из бумаги или ткани. Змей обязательно оснащается длинным и достаточно тяжелым хвостом для придания ему устойчивости в полете. Змеи подобной конструкции были распространены в Японии, на прямоугольное полотно наносились изображения драконов.
Diamond (bowed diamond) – ромбовидный змей . Каркас изготавливается в виде пересекающихся реек. Относится к категории bowed. Существует много схем для придания змею вогнутости, например использование центральной крестовины, где поперечные рейки идут под некоторым углом, или натягива- ние тетивы на поперечной рейке, что придает рейке изгиб подобно луку. При большой v-образности такому змею не нужен хвост, однако при значительном увеличении v-образности змей теряет в подъемной силе. Уздечка чаще всего подвязывается к продольной рейке в двух местах.
Delta (дельта, bowed delta) – змей, в плане напоминающий дельта-крыло. Каркас несколько сложнее, так как требуется не менее трех реек, которые жестко закреплены в виде треугольника (две консольные и одна поперечная). Особенность конструкции в том, что при полете давление ветра придает изгиб консольным рейкам и змей принимает v-образную форму. Дополнительную устойчивость придает так же купольность обшивки. При этом, чем сильнее дует ветер, тем устойчивее ведет себя змей. Эту форму получили модели спортивных управляемых воздушных змеев. Возможность управления достигается использованием двухлеерной схемы. Оба леера пилот держит в руках. Изменяя натяжение лееров добиваются управляемого полета.
Роккаку - этот шестиугольный японский змей (отсюда его название) родом из среднеяпонского региона Ниигата на побережье Японского моря. Имеет центральную рейку и две поперечных. Поперечным рейкам придается изогнутая форма (форма bowed), за счет этого змеи типа роккаку весьма устойчивы даже без хвостов. Это очень распространенная форма змея, так как проста в изготовлении.
Bermuda (бермудский) – воздушный змей как правило шестигранной формы, однако может иметь форму восьмигранника и даже более многогранной фигуры. Конструкция представляет собой несколько плоских реек, пересекающихся в центре. По периметру реек натянута тетива, придающая жесткость конструкции. Парус уже натягивается между рейками и тетивой. Очень часто каждую грань змея делают из разных цветов, чтобы получить более пеструю расцветку. Требует наличие длинного хвоста. Змей имеет одн име ное название с островом, где их традиционно запускали на Пасху как символ вознесения Христа.
Коробчатые воздушные змеи
Коробчатые змеи появились как результат развития плоских. Люди заметили, что вертикальные поверхности очень сильно влияют на стабильность полета змея. Так появился первый змей в виде коробки. Коробчатые змеи в большинстве своем не нуждаются в хвосте.
Ромбический - наиболее простой коробчатый змей, не сложен по устройству, устойчив в полёте и легко запускается. Основу его составляют четыре
продольные рейки (лонжероны). Между ними вставлены две крестовины, каждая из которых состоит из двух реек-распорок. Обтяжка змея изготавливается из двух полосок бумаги или синтетической ткани. Таким образом получаются две коробки - передняя и задняя. Змей данной конструкции был изобретен австралийским исследователем Лоуренсом Харгрейвом в 1893 году при попытках построить пилотируемый летательный аппарат.
Поттера - коробчатый воздушный змей, для увеличения подъемной силы имеет специальные открылки. Он состоит из четырех продольных реек (лонжеронов) и четырех парных поперечных реек-крестовин, двух коробок и двух открылков.
Бескаркасные воздушные змеи
К бескаркасным относятся змеи не имеющие жестких частей. Форму змей принимает, раздуваясь за счет набегающего потока воздуха. Отсюда два д стоинства этих змеев - вероятность поломки при падении равна нулю и компактность при транспортировке. Второе преимущество позволяет изготавливать змеев очень больших размеров.
Sled (сани) – это воздушный змей с не жестким каркасом. В полете его оболочка поддерживает форму за счет ветра, как бы надувается. Используются всего две продольные рейки, вшитые в оболочку, которые не соединяются между собой. Эти рейки поддерживают форму оболочки и не дают ей скомкаться. Змей такого типа довольно капризно себя ведет при порывистом ветре. Для устойчивого полета змею обязательно требуется длинный хвост. К преимуществам такого змея относятся простота изготовления и компактность при транспортировке, так как его можно свернуть в трубочку без необходимости сборки-разборки.
Sled foil – дальнейшее развитие змея предыдущей модели. В данной конструкции вообще нет жестких элементов. Жесткость куполу придают надуваемые набегающим потоком воздуха цилиндры. Создаваемого давления в сужающихся к задней кромке змея цилиндрах вполне достаточно, чтобы держать купол расправленным в полете. Однако у змея такой конструкции есть и недостатки, например, купол может запросто скомкаться при затихании ветра и это приведет к падению змея, даже если ветер поднимется вновь, купол самостоятельно уже не может расправиться. Ему так же присущи определенные трудности с запуском. Но неоспоримое преимущество того, что змей невозможно поломать, позволило данной конструкции продолжить свое развитие.
Super Sled foil – еще одно развитие "саней". Три надувные секции делают этот змей более устойчивым к сложениям. Так же позволяет изготовить этот змей значительных размеров и получить значительную тягу. Может быть использован для подъема предметов, в том числе фотоаппарата.
FlowForm – змей очень распространенной конструкции, так как является одним из самых устойчивых бескаркасных одностропных воздушных змеев. При правильной проработке в ровный ветер может летать без хвоста. Однако в сильный и порывистый ветер использование хвоста все же рекомендуется. Могут быть изготовлены действительно гигантских размеров, площадь в 3 кв.м считается самой обычной. Так же изготавливаются с большим количеством секций, шесть, восемь и даже больше.
Кайт Nasa Para Wing - результат исследований национального космического агентства США, которое явило свету довольно интересные однослойные бескаркасные кайты. Разработки велись в поиске оптимальных систем спуска космических аппаратов. Как "побочный" результат - кайт, который строят люди во всем мире. Ряд оригинальных решений делают эту модель несложной в изготовлении. Некоторые модели являются управляемыми. При многих достоинствах (низкой материалоемкости, большой тяге и т.д.) эти воздушные змеи обладают существенным недостатком - сравнительно низким аэродинамическим качеством, которое, впрочем, неуклонно повышается за счет дальнейшего совершенствования конструкции кайта.
Parafoil (Парафойл) - особый подкласс бескаркасных воздушных змеев. Змеи данного типа изготавливаются из воздухонепроницаемой ткани с замкнутыми внутренними пространствами и воздухозаборником, обращенным в сторону набегающего потока. Воздух, проникая в воздухозаборное отверстие, создает внутри замкнутого пространства змея избыточное давление и надувает воздушный змей подобно воздушному шару. Однако конструкция змея такова, что надуваясь, змей принимает определённую аэродинамическую форму, которая способна создать подъемную силу змея. Существует много разновидностей змеев - парафойлов: одностропные, двухстропные управляемые, четырёхстропные управляемые. Двухстропные в основном это пилотажные змеи, или кайты площадью до 3 кв.м. Четырёхстропные - это змеи достаточно большей площади от 4 кв.м, используемые в спорте в качестве двигательной силы (кайтинг). Одностропные - это змеи для развлечений, разнообразных конструкций и форм, могут даже изображать всевозможные предметы и животных.
Надувной - так же интересная модель является попыткой совместить достоинства парафойлов и каркасных моделей. Имеется так же оболочка, нотеперь она надувается не ветром, а при помощи насоса на земле (наподобие надувных кругов). Воздушный змей так же не имеет каркаса, но за счет избыточного давления внутри оболочки уже на земле имеет полетную форму. Опять же по аналогии с надувным кругом - змей не тонет в воде при падении, по этой причине используется в кайтинге при катании по водной поверхности.
Почему воздушные змеи летают?
Способность воздушных змеев держаться в воздухе и поднимать грузы объясняется тем, что они обладают подъемной силой. Приведем такой опыт. Если из окна движущегося автобуса или вагона высунуть руку с пластинкой (куском картона или фанеры), поставив ее вертикально, то можно будет почувствовать, что руку относит назад с какой-то силой. Эта сила возникает потому, что на пластинку набегает поток воздуха и оказывает на нее давление. Это давление будет больше, если увеличить размеры пластинки или скорость движения; на большой скорости эта сила может оказаться так велика, что высовывать руку окажется опасным. Силу давления на пластину встречного потока можно уменьшить во много раз, если пластину поставить ребром к потоку воздуха. Если же пластину поставить под небольшим углом, то руку начнет отклонять не только назад, но и вверх. Угол по отношению к потоку воздуха называется углом атаки (его принято обозначать α – альфа). Змеи летают при среднем угле атаки 10- 20°.
Так почему же взлетает воздушный змей?
На воздушного змея действуют четыре силы: сопротивление, подъемная сила, сила тяжести и подъемная сила. А В α F 2 F 3 F 1 (см рис).
На упрощённом чертеже линия АВ изображает разрез плоского воздушного змея. Предположим, что наш воображаемый воздушный змей взлетает справа налево под углом α – альфа к горизонту или набегающему потоку ветра. Рассмотрим, какие силы действуют на воздушный змей в полёте.
Плотная масса воздуха препятствует движению воздушного змея на взлете, другими словами, оказывает на него некоторое давление, обозначим его F1. Теперь построим так называемый параллелограмм сил и разложим силу F1 на две составляющие - F2 и F3. Сила F2 толкает воздушный змей от нас, а это значит, что при подъёме она снижает его первоначальную горизонтальную скорость. Следовательно, это сила сопротивления. Другая же сила (F3) увлекает воздушного змея вверх, поэтому назовем её подъёмной. Мы определили, что на воздушного змея действуют две силы: сила сопротивления F2 и подъемная сила F3.
Поднимая воздушного змея в воздух (буксируя её за леер), мы как бы искусственно увеличиваем силу давления на поверхность воздушного змея, то есть силу F1. И чем быстрее мы разбегаемся, тем больше увеличивается эта сила. Но сила F1, как мы определили, раскладывается на две составляющие: F2 и F3. Вес воздушного змея постоянный, а действию силы F2 препятствует леер, увеличивается подъемная сила – воздушный змей взлетает.
Скорость ветра возрастает с высотой, вот почему при запуске воздушного змея стараются поднять его на такую высоту, где ветер мог бы поддерживать модель в одной точке. В полёте воздушный змей всегда находится под определенным углом к направлению ветра.
Сила сопротивления – создается движением воздуха, который обтекает змея.
Подъемная сила – это часть сопротивления, которая превращается в силу, направленную вверх.
Сила притяжения обусловлена весом змея и приложена в точке, которую называют центром тяжести.
Движущая сила сообщается змею леером, действующим как мотор. Змей полетит, если линии действия всех этих сил пересекутся в центре тяжести. Иначе полет змея будет нестабильным. Чтобы выдержать эти требования, поверхность змея должна быть наклонена по отношению к ветру под правильным углом. Продольная устойчивость змея обеспечивается хвостом или формой аэродинамической поверхности, поперечная – килевыми плоскостями, устанавливаемыми параллельно лееру, или изогнутостью и симметричностью аэродинамической поверхности. При изготовлении змеев об этих факторах не следует забывать. Устойчивость полета змея зависит также от положения центра тяжести воздушного змея. Хвост смещает центр тяжести воздушного змея вниз и тормозит колебания змея, если ветер порывистый, неровный.
Проведем расчет подъемной силы воздушного змея по формуле:
F з =K*S*V*N*cos(a), где
К=0,096 (коэффициент),
S - несущая поверхность (м 2),
V - скорость ветра (м/с),
N - коэффициент нормального давления (см. таблицу)
Скорость ветра, V, м/с 1 2 4 6 7 8 9 10 12 15
Коэффициент нормального давления N, кг/м 2
0,14 0,54 2,17 4,87 6,64 8,67 10,97 13,54 19,5 30,47
a - угол наклона.
Пример.
Исходные данные:
S =0,5 м2;
V =6 м/с,
a =45°.
N =4,87 кг/м 2 . (см. таблицу)
Подставляем величины в формулу, получаем:
Fз=0,096*0,5*6*4,87*0,707=1 кг.
Расчёт показал, что этот змей будет подниматься вверх только в том случае, если его вес не превысит 1 кг. Расчет подъемной силы мы провели в старой системе единиц (кг*с, килограмм-сила), а не в системе СИ (Н, Ньютон). Дело в том, что в повседневной жизни нам проще оценивать силу килограммами, а не ньютонами, т.е. мы знаем, сколько усилий нам необходимо приложить, чтобы поднять сумку с 5 кг картофеля. В случае с воздушными змеями тоже самое. Для справедливости приведем перевод килограмм-силы в систему СИ: 1 кг*с = 9,81 Н. Но не всё так просто, как это выглядит со стороны. Скорость ветра узнать весьма трудно, даже если запускать змея, держа в руках анемометр, результаты не будут правдивыми. Скорость ветра изменяется с высотой. Да и угол наклона немного изменяется в процессе полёта. Только практика поможет запустить бумажного змея.
Таким образом, рассмотрев основные принципы полета воздушного змея, можно смело сказать, что более простой в конструировании и управлении воздушный змей является прототипом более сложных летательных аппаратов.
Многие конструкторы, ранее увлекавшиеся змейковым делом, перешли к работе над самолетами. Но их опыт постройки змеев не прошел бесследно. Он, безусловно, сыграл свою роль в истории авиации на первой стадии развития самолета.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рассмотрев историю возникновения воздушного змея, изучив основные виды и конструкцию, проведя сравнительный анализ, я пришла к следующему выводу.
В наше время воздушный змей, являясь детской забавой, требует большого воображения и способствует расширению кругозора. В процессе выбора типа и формы змея развиваются склонности к дизайну, у конструктора появляется возможность для художественного самовыражения в процессе придумывания эмблем и других элементов украшения, поэтому полет воздушного змея – это всегда захватывающее зрелище.
Для других это является захватывающим видом спортом. По всему миру создаются Клубы и сообщества, объединяющие любителей воздушных змеев - как конструкторов, так и просто запускающих. Одним из известных является KONE - Клуб Воздушных Змеев Новой Англии, входящий в состав Американской Ассоциации Кайтинга. Кто-то рассматривает запуск воздушного змея как добрую традицию, например в Японии.
За рубежом воздушные змеи чрезвычайно популярны среди детей и молодежи. Особенно ими увлекаются на Кубе, о. Бали. Часто можно видеть, как дети, даже находясь на пляже, не расстаются со своим любимым занятием - в воздухе над морем парят змеи самой разнообразной конструкции, самых ярких цветов.В наши дни строительство змеев не может иметь ни оборонного, ни научного значения. Так как с развитием авиации их роль в этих сферах уменьшилась.
Конструирование и запуск воздушных змеев для людей, которые относятся к этому не как к развлечению, помогает понять основные принципы полета всех летательных аппаратов вместе взятых. Змейковое дело стало одним из разделов первоначальной авиационной подготовки школьников, а воздушные змеи - полноправными летательными аппаратами наряду с моделями самолетов и планеров, так как позволяют изучить законы физики, аэродинамики и практическое их применение.
Такой подход к воздушным змеям является начальной ступенью для ребят, которые планируют связать в дальнейшем свою жизнь с конструированием или эксплуатированием летательных аппаратов. Без знаний расчетов, без учета особенностей нижних слоев атмосферы, направления ветра и т.д. не запустить как воздушного змея, так и модели планера или самолета
Литература
1. Ермаков А.М. Простейшие авиамодели: Кн. Для учащихся 5 - 8 кл. сред. шк. М.: Просвещение, 1989, - 144 с.
2. Энциклопедия самоделок. – М.:АСТ – ПРЕСС, 2002. – 352.: ил. – (Сделай своими руками).
3. Рожов В.С. Авиамодельный кружок. Для руководителей кружков школ и внешкольных учреждений М.: Просвещение, 1986.-144с.
4. Ермаков А. М. «Простейшие авиамодели», 1989
5. «Факультативный курс физики» - М: Просвещение, 1998г.
6. А.А.Пинский, В.Г.Разумовский “Физика и Астрономия” - Просвещение, 1997г.
7. Энциклопедия для детей. Том 14. Техника. Гл. ред. М.Д. Аксёнова. - М.:
Аванта+, 2004.
Интернет- ресурсы:
1. http://media.aplus.by/page/42/
2. http://sfw.org.ua/index.php?cstart=502&
3.http://www.atrava.ru/08d36bff22e97282f9199fb5069b7547/news/22/news -17903
4. http://www.airwar.ru/other/article/engines.html
5. http://arier.narod.ru/avicos/l-korolev.htm
6. http://www.library.cpilot.info/memo/beregovoy_gt/index.htm
7. http://aviaclub33.ru/?page_id=231
8. http://sitekd.narod.ru/zmey_history.html
9. http://sitekd.narod.ru/zmey_history.html
Дата: 2013-08-21
История происхождения, возникновения воздушного змея основывается, прежде всего, на преданиях, традициях и обычаях. Все дело в том, что материалы, применявшиеся при изготовлении воздушных змеев, не могли сохраняться продолжительное время. Дерево, бумага, ткань, листья и ветки растений и им подобные материалы разрушаются довольно быстро, тем более что никто не сохранял специально для потомков своих воздушных змеев. Поэтому древние легенды – наш основной источник данных.
Итак, вспомним, что в каждой сказке есть доля истины, поставим в угол зарождающийся скептицизм и перейдем непосредственно к истории воздушного змея.
Вероятнее всего, появление воздушного змея произошло одновременно в Китае и Малайзии. Именно в Китае самой популярной фигурой для такого предмета была змея с головой дракона, видимо, поэтому мы несколько тысячелетий сохраняем это название. После этого с буддийскими паломниками воздушный змей проник в Японию, а оттуда с японскими торговцами и путешественниками распространился по всем странам Тихого океана.
Возникновение идеи летающей конструкции, несомненно, основано, как и большинство великих открытий, на подсмотренных у природы фактах и явлениях. Наиболее популярной является история о работающем в поле китайском крестьянине, у которого ветер сорвал с головы широкополую шляпу. В последний момент крестьянин успел ухватиться за тесьму, привязанную к шляпе, и пока не кончился порыв ветра, эта шляпа парила в воздухе, изо всех сил пытаясь вырваться в небеса, словно птица.
Я, конечно, не cчитаю, что этот крестьянин вообще задумался об этом, а тем более пошел тут же мастерить летающую шляпу, но это вообще не важно, на самом-то деле. История знает немало примеров успешного использования естественных природных действий на благо человечества - это и принцип бумеранга, и изобретение колеса и многого другого. Никто уже не знает, как именно это произошло, и кто конкретно до этого задумался – значение изобретения и его популярность поглотила важность персон и обстоятельств. Так что у крестьянина ли сорвало ветром шляпу или у очередного правителя очередной династии, и шляпу ли, а то может быть какой либо путешественник заметил огромную птицу, тянущую за веревку украденную на выпасе и привязанную к ней козу, которой почти удалось вырваться? Тут есть, где разгуляться фантазии…
С первых веков своей жизни воздушный змей применялся в трех основных направлениях – это военные действия, обряды и быт.
Применение воздушного змея в военных целях сводилось в первую очередь к измерению расстояния до вражеских объектов, поднятию в воздух разведчиков, устрашению врагов (крепили к воздушному змею различные звуковые устройства и запускали ночью в стан неприятеля, пролетавшие змеи издавали устрашающие протяжные звуки, деморализуя суеверных воинов – в 202 году до нашей эры так сделал генерал Хуан Тенг, изменив исход сражения в свою пользу).
В Юго-Восточной Азии и Новой Зеландии воздушных змеев делали из пальмовых листьев, их применяли для рыбной ловли, подвешивая приманку к пролетающему над водой змею. В качестве приманки использовали сплетенную паутину, которая волочась по водной поверхности, привлекала внимание рыб. Жертва, атакуя приманку, запутывалась в паутине и становилась добычей рыбака, находящегося в привязанной к змею лодке. Сельские труженики отпугивали воздушными змеями птиц с полей, используя их в качестве огородного, а точнее полевого пугала.
В Индии с древних времен и по настоящее время неизменной популярностью пользуются сражения воздушных змеев, собирая огромное количество зрителей на представление.
В разных уголках Азиатского региона существует великое множество легенд, мифов, сказок и былин, в которых воздушному змею отводилась весьма важная роль. Вот, например, история о самурае Тамемото, которого вместе с сыном сослали на остров Хатидзё. Тамемото не смирился с судьбой, и, сделав огромного воздушного змея, вызволил своего сына из заточения, отправив его на материк.
Однако, есть реальные доказательства существования гигантских воздушных змеев, например, японский Ван-Ван – размах крыльев 27 м, а длина хвоста 146м. весила такая махина около 2,5 тонн. Для запуска такого змея требовалось 200 человек, для леера брали корабельный якорный трос. Если во время запуска этого змея дул довольно сильный ветер, то человеческими силами опустить Ва-Ван на землю было невозможно, приходилось ждать ослабления ветра. Первые свидетельства о таких громадинах датируются 1692 годом в Японии.
К воздушным змеям прикрепляли бумажные фонарики, и даже фейерверки – выходило сказочное, фантастическое шоу. Ночью такой комплект выглядел особенно завораживающе.
Обряды – казалось, что немного приблизившись к небу, где жили боги и, привлекая их внимание своей яркой внешностью, было больше шансов обратить внимание небожителей на свои молитвы. Так, например, запуская змея, отпугивали нечисть и защищались от злых сил, болезней, просили богатый урожай. При рождении ребенка в Корее в небо запускали воздушного змея, который уносил с собой все беды и несчастья, которые явились в этот мир вместе с новорожденным.
Европейская жизнь воздушного змея в традиционном азиатском варианте началась в конце 13 века, после возвращения известного путешественника Марко Поло из своей экспедиции в Азию. В описании своего путешествия М.Поло подробно описал назначение и конструкцию китайских воздушных змеев.
Тем не менее, подобные конструкции существовали гораздо раньше – в Древней Греции и Древнем Риме. Причем даже существует гипотеза о том, что древнегреческий ученый Архитас, увидев китайского воздушного змея (как бы это могло быть? – я не нашел ни одного подтверждения) сконструировал деревянную птицу.
Древний Рим использовал силу ветра примерно также как и китайцы. В первых двух столетиях н.э. римские воины в качестве военных флагов использовали своеобразные тканевые воздушные змеи в виде различных животных с широко открытой пастью. Такие флаги укрепляли на высоких шестах, что бы были видны издалека. При этом они придавали уверенность своим воинам, устрашали врагов – развивающиеся яркие объемные туловища и хвосты животных грозили неприятелю неминуемым поражением. Кроме того флаг-флюгер показывал силу и направление ветра, помогая стрелкам корректировать свои действия.
В Европе воздушные змеи получили широкое распространение с 17 века, а набольшую популярность они получили с начала 18 века. И это спустя почти 500 лет после возвращения великого путешественника Марко Поло из Азии в конце 13 века.
Воздушного змея использовали в своих опытах М.В. Ломоносов, И. Ньютон, Л. Эйлер.
В 1752 году Бенджамин Франклин с помощью воздушного змея доказал электрическую природу молнии. Он запустил вовремя грозы змея, к лееру которого привязал железный ключ. Молния, попавшая в змея, сожгла его, но по промокшей веревке добралась до ключа и искрилась вокруг него некоторое время. Последствием этого опыта стало изобретение громоотвода.
Данные, полученные при изучении аэродинамики воздушного змея, являлись важным материалом для определения конструкции крыльев первых самолетов.
Использование воздушных змеев в военных целях продолжалось до начала 20 века и достигло пика в первую мировую войну. Воздушные змеи поднимали в воздух разведчиков, которые передавали на землю данные о локализации сил противника. Да что там, они могли быстро составить карту местности, и это значительно облегчало тактику военных действий. Воздушных змеев применяли для сброса на территории врага агитационных материалов, зажигательных бомб и даже лазутчиков. На большие воздушные змеи крепили стальные тросы и поднимали их на подходах к защищаемым объектам, такое заграждение представляло серьезное препятствие для вражеских летчиков.
После этого, примерно с 20-х годов 20 века, с началом бурного развития авиации, воздушные змеи постепенно сначала отошли на второй план, а потом и вовсе прекратили свои активные военные действия.
В Советском Союзе с 30-х годов прошлого века воздушные змеи с большим энтузиазмом использовались в активной жизни населения страны. Пионеры использовали змеев во время проведения военных игр в качестве сигнализации. Зимой можно было превратить воздушного змея в буксир, не забыв перед этим встать на лыжи или сесть на сани.
Воздушные змеи для различных целей составляли в целые «воздушные поезда» из нескольких, отличающихся по размеру змеев. Количество воздушных змеев в таком комплекте доходило до десятка. Это позволяло многократно увеличить мощность змея, увеличить его живучесть и функциональность при изменении погодных или других внешних факторов.
Изучение возможностей воздушного змея, разнообразие целей его применения дает возможность ученым и исследователям проводить опыты, приводящие к весьма неожиданным результатам.
Одним из самых ярких примеров может служить предположение американки Морин Клеммон о том, что египетские пирамиды строились с помощью тяговой силы воздушного змея. Эта женщина своим энтузиазмом вдохновила в 2001году исследовательскую группу из Калифорнийского технологического института во главе с профессором аэронавтики Мори Гариб провести реальные опыты поднятия тяжестей с помощью воздушного змея. Эксперимент увенчался успехом – им удалось приподнять и поставить в вертикальное положение лежащий на земле обелиск длиной 4,5 метра и весом около трех тонн. Положительный результат опыта, так же как и один из египетских барельефов, находящийся в каирском музее и изображающий большую птицеподобную фигуру, множество людей под ней и протянутые между ними веревки, дали основание руководителям этих экспериментов предложить свое видение процесса постройки египетских пирамид. Ничего не буду утверждать, тем более что разбирающиеся в египтологии граждане закидают меня тапками, но как версия эта гипотеза вполне имеет право на жизнь – да, с помощью воздушного змея возможно поднятие тяжестей любого объема на любую высоту. Результат при этом зависит лишь от размеров воздушного змея.
В настоящее время воздушные змеи не то, что бы просто не забыты, они живут полноценной, активной жизнью. Воздушные змеи помогают метеорологам в изучении верхних слоев атмосферы. На воздушных змеях можно укрепить не только термометр и барометр, но и фото- и видеоаппаратуру, впоследствии используя полученные данные для топографических карт. Использование воздушного змея в таких целях значительно выгодней, проще и дешевле, чем привлекать тяжелую летную технику. Изготовление и полеты воздушного змея – одно из любимых занятий сотен тысяч детей и взрослых, которые устраивают массовые демонстрации и соревнования полетов воздушных змеев в разных уголках мира. Радиолюбители как 100 лет назад, так и сейчас используют воздушного змея для получения устойчивого сигнала. При этом проволока, на которой крепится змей, исполняет роль мощной антенны. Такой способ использовал и А.С Попов в эпоху зарождения радио.
Развлечение – неотъемлемое назначение воздушного змея. Его можно запускать в небо и выписывать там фигуры высшего и не очень пилотажа, а можно использовать его в качестве буксира и с упоением кататься на лыжах по заснеженным равнинам или на водных досках по морским волнам. Такое удовольствие называется кайтсерфингом, и в настоящее время существуют целые компании, специализирующиеся на производстве оборудования для кайтсерфинга. А в сети интернет существует несколько десятков порталов, предлагающих свои услуги по обучению катанию под кайтом зимой и летом.
У воздушного змея есть свой праздник. Ежегодно во второе воскресение октября во всем мире празднуется Всемирный день воздушных змеев.
На этом все.
До следующих встреч на страницах сайта .
Старая как мир забава – запуск воздушных змеев. Занимательное и полезное дело: свежий воздух, солнце, запах луговых трав, голубое небо. Как приятно наблюдать за парящей в вышине легкой яркой конструкцией, еще приятнее держать в руках бечевку, чувствуя, как она соединяет тебя с небом, будто уносит в заоблачные дали.
Забава, спорт и много больше…
Воздушный змей – первый летательный аппарат, изготовленный человеком. В нем воплотились наши вечные мечты о покорении неба, он прадедушка аэропланов, да и всей авиации. От его легких изящных линий так и веет неземной романтикой.
Это не только приятная забава, способ развлечься на свежем воздухе и подлечиться от гиподинамии – он поможет вашему ребенку постичь законы аэродинамики и понять многие атмосферные процессы. Да и для взрослых эта игрушка весьма полезна. Существует множество конструкций воздушных змеев, от простейших самоделок до сложных аппаратов, требующих особых навыков управления. Запуск воздушных змеев давно превратился в захватывающий вид спорта, и фестивали, проводимые по всему миру, выливаются в феерические зрелища. Ну а кайтинг, по праву зачисленный в экстремальные вида спорта, щекочет нервы как участникам соревнований, так и зрителям.
Разнообразие форм и раскраски воздушных змеев поражает воображение. Еще на своей родине, в Китае, эти игрушки превратились в предметы искусства. Их облик несет на себе этическую и символическую нагрузку, словно многозначное послание человека небу. Воздушные змеи давно вошли в сферу внимания коллекционеров, их выставляют в музеях, им посвящают книги.
Кайтинг – вид спорта, основой которого является движение под действием силы тяги, развиваемой удерживаемым и управляемым спортсменом воздушным змеем.
Все началось в Китае
Никто не знает, когда был создан первый воздушный змей. Упоминания об этих летательных конструкциях появились в китайских документах еще во II веке до н.э. Змеев изготавливали из бамбука, шелка и бумаги. Свое название они получили от одной из самых популярных форм игрушки – дракона. Его мастерили больших размеров с оскаленной разукрашенной мордой и длинным, развевающимся на ветру хвостом, украшали перьями, лентами, фонариками, снабжали даже специальными звуковыми устройствами – «змеиной музыкой». Летающие драконы были непременными участниками всех крупных празднеств. Воздушные змеи до сих пор в большой моде в Китае. В Пекине есть специально отведенные места для запуска воздушных конструкций, в частности парк у храма Неба.
Огромную популярность с давних времен летающие игрушки завоевали и в Японии, Корее, Малайзии, и везде они получили свои национальные черты. Змеев мастерили в форме рыб, птиц, бабочек и даже свирепых воинов. Уже в раннем Средневековье воздушные змеи появились в Европе.
Еще в древности этим летающим конструкциям находили практическое применение: их использовали в качестве средств коммуникации, передавая сигналы на небольшие дистанции, для шпионажа и устрашения воск неприятеля, для измерении расстояний и высоты.
С XVIII века воздушных змеев стали использовать в научных исследованиях, для изучения природных явлений. В конце XIX века они нашли себе применение в гидрометеорологии. И в это же время был изобретен коробчатый воздушный змей, благодаря которому сделан прорыв в аэронавтике, приведший к построению первых аэропланов. Кстати, с помощью коробчатого змея Маркони установил первую радиосвязь через Атлантический океан. В наше время большую популярность получила панорамная фотосъемка с помощью воздушного змея. Также его используют для подъема предметов на высоту. Нашел он применение и в рекламном деле.
Второе воскресенье октября – Всемирный день воздушных змеев.
Они такие разные
Самый простой по строению – одноплоскостной воздушный змей. Он не отличается большой подъемной силой и устойчивостью, но очень прост в управлении. С него и нужно начинать освоение древнейших летательных аппаратов. Он состоит из каркаса, обтянутого полотном (парусом), уздечки, соединяющей каркас с леером – той самой бечевкой, при помощи которой удерживают змея и управляют им. Важнейшая часть данной конструкции – хвост. Это не только украшение из ленточек и бантиков, он придает змею устойчивость, корректирует его полет. Непременный атрибут всех змеев – катушка, на которую наматывается леер.
Довольно популярна у начинающих змеенавтов конструкция «Монах» – бескаркасный змей из плотной бумаги. Лист складывают по определенной схеме, после чего он приобретает форму капюшона, к которому крепятся все атрибуты плоскостного змея: уздечка, леер, хвост.
Изогнутые змеи потому так и называются, что имеют изгиб в конструкции, делающий их более устойчивыми. Таким змеям хвост не нужен. Коробчатые змеи состоят отдельных ячеек в форме тетраэдров или параллелепипедов. Эти конструкции отличаются большой устойчивостью и силой подъема. Составные змеи собираются из группы воздушных змеев и представляют собой единую гибкую систему. Нежесткие змеи принимают форму за счет потока воздуха, но имеют в свой конструкции жесткие элементы каркаса. Бескаркасные воздушные змеи имеют вид паруса, не укрепленного жестким каркасом. Они очень удобны при транспортировке – их достаточно просто свернуть, при этом делать их можно довольно больших размеров.
Пилотажные , или управляемые, змеи способны совершать в небе сложные маневры. Они управляются при помощи двух и более лееров.
Одноплоскостной змей
Коробчатый змей
Управляемый змей
Составной змей
Нежесткий змей
Бескаркасный змей
Пространство и ветер
Для того чтобы запустить змея, вам нужно только пространство и ветер. При выборе места надо руководствоваться несколькими соображениями: поблизости не должно быть объектов, мешающих потокам воздуха (посадки, дома и т. п.), объектов, за которые может зацепиться змей (особенно опасайтесь линий электропередачи) и избегайте большого скопления людей. Не запускайте змея при сильных порывах ветра: нормального полета вы все равно не добьетесь, а змея можете сломать.
Воздушный змей поднимается в небо и удерживается там под воздействием движущегося воздуха – ветра. При этом он должен располагаться под углом к потоку воздуха. Направление и скорость ветра постоянно меняются, и в разных слоях атмосферы они могут быть разные. Нередко можно наблюдать ситуацию: у земли воздух находится в покое, а выше гуляют ветра. Так что даже при не очень сильном ветре у земли можно попытаться поднять змея ввысь.
Если парящий в небе змей начинает внезапно падать, это может означать, что он попал в воздушную яму. Они образуются из-за неравномерного прогрева воздуха, например, в тени облаков он прогревается хуже, чем на солнце, горячий воздух поднимается, холодный опускается – так возникает воздушная яма.
Самый простой по строению – одноплоскостной воздушный змей. Он не отличается большой подъемной силой и устойчивостью, но очень прост в управлении.
Запуск и полет
Запуск нужно поводить, став спиной к ветру и держа змея перед собой. Возьмите леер прямо около уздечки, поворачивайте змея носом вверх и слегка тяните на себя. Когда ветер подхватит змея, разматывайте леер.
При запуске можно воспользоваться помощью друга. Ваш друг берет змея в руки, а вы разматываете леер, становитесь спиной к ветру и лицом к змею, слегка натягиваете леер. По вашей команде друг отпускает змея, а вы, если сила ветра достаточная, остаетесь на месте, и змей сам поднимается вверх, или, если ветер у земли слабый, делаете несколько шагов (или бежите) назад, пока поток воздуха не подхватит змея.
Во время полета змея следите за тем, чтобы леер всегда был натянут: подтягивайте его, если ветер ослабевает и разматывайте, если ветер дует сильнее. Для того чтобы посадить змея, нужно просто подтягивать и сматывать леер, опуская змея к земле.
Фестиваль воздушных змеев
Есть любители, запускающие воздушного змея с обычного рыболовного спиннинга. Просто цепляют змея карабином к леске, управляют им при помощи катушки и находят это способ весьма удобным.
Если змея никак не удается запустить при нормальной силе ветра, проверьте, правильно ли он собран. Проблемы с запуском при сильном или слабом ветре можно решить, отрегулировав уздечку. Если из-за слабого ветра на высоте змей начинает опускаться, то надо идти с леером против ветра. Тогда змей будет снова подниматься вверх.
Воздушные змеи всех стран рождены народной фантазией; это всегда придает им некоторую наивность. Воздушные змеи Амбруаза Флери не являются исключением из правила – даже на его последних творениях, созданных в старости, лежит этот отпечаток душевной свежести и чистоты.
Ромен Гари. Воздушные змеи
«Монах»
Воздушный змей «Монах» – самая простая и легкая конструкция. Запускать его можно при небольшом ветре. Он может подняться на высоту 5–7 м.
Делается «Монах» из листа бумаги размером примерно 25 х 25 см. Лист складывают по линии А-С, а потом еще раз в противоположные стороны по линии А-Е. После этого по линии F-E отгибают небольшие уголки-крылышки. К крылишкам прикрепляются уздечка и леер из ниток. К нижней части змея крепится хвост из ленточки длиной 50–70 см.
История воздушного змея - простейшего летательного аппарата, созданного человеком, - насчитывает более 2 тысяч лет. Первые экземпляры появились в Китае, где изобрели и бумагу. Они были в виде бабочек, птиц, жуков, человеческих фигур, но чаще всего в виде традиционного китайского дракона.
Популярная игрушка помогала человеку осваивать небо
Змей-дракон в Древнем Китае был довольно сложным сооружением из 20-30 конических бумажных колец, частично входящих друг в друга и образующих извивающееся в полёте змеиное тело с четырьмя лапами, крыльями летучей мыши и рогатой головой с оскаленными клыками.
Созданы для полётов
Ветер проникал сквозь пустотелое туловище и надувал его, поддерживая в воздухе. Иногда вместо конусов в конструкцию остова дракона входили круглые диски, связанные между собой шнурами. Каждый диск пересекался бамбуковой планкой, на конце которой укреплялись большие перья. Для усиления эффекта с помощью камышовых свирелей придумали «змеиную музыку», напоминавшую завывание ветра в дымовой трубе. К змеям часто крепились железные лезвия, которые вибрировали на ветру, и летающие чудовища издавали ещё более странные звуки. К пасти дракона крепили бечеву, а к хвосту - длинные шёлковые ленты для красоты. Особенно были хороши змеи с фейерверками или фонариками. Воздушные змеи обладали также большой подъёмной силой, и ради развлечения на них летали люди. Впрочем, все эти традиции сохранились в Поднебесной по сей день.
Из Китая странствующие буддийские монахи занесли змеев в другие страны Азии. Особенно они прижились в Японии, где наладили производство бумаги отличного качества, бамбука и льняной нити. Здесь змеи стали культовыми «игрушками». Ежегодно в День детей японцы проводят празднество со змеями. Родители пишут имя своего сына на воздушном змее, украшенном изображением легендарного воина Усивакамару, и запускают его вместе со всеми остальными. Доброй приметой считается, если твой змей поднимется в небо выше остальных. Сами мальчики больше любят другую забаву - перерезать нитью своего змея нить змея противника, то есть победить его.
В Европе и США подъёмную силу воздушных змеев стали активно применять в эпоху Просвещения, в XVIII веке. В научных целях англичанин Вильсон впервые поднял в воздух термометр, а Бенджамин Франклин с помощью «драконов» доказал электрическую природу молнии. Русский гений Михаил Ломоносов также использовал змеев для изучения атмосферного электричества.
Прообразы дронов
Воздушные змеи проложили дорогу воздухоплаванию. В 90-х годах XIX столетия учёным Лоуренсом Харгравом был изобретён первый коробчатый змей, лётные качества которого были намного выше, чем у обычных плоских хвостатых змеев. Его конструкция была настолько устойчива, что не требовала хвоста. Харграв осуществил первый полёт на конструкции из четырёх «коробок» общей площадью 22 квадратных метра. Эта технология стала основой первых бипланных самолётов, созданных братьями Райт, Блерио, Вуазеном, Сантос-Дю-моном.
В 1902 году русский офицер Сергей Ульянин создал для армии специальный воздушный змей с шарнирными крыльями, которые автоматически увеличивали площадь змея при ослаблении ветра. Во время Русско-японской войны в нашей армии были змейковые подразделения, созданные для наблюдения за действиями противника. Идея пригодилась в годы Первой мировой войны, когда наряду с привязными воздушными шарами стали для наблюдения применять воздушные коробчатые змеи. Наблюдатели, сидевшие в гондолах, следили за расположением противника и по телефону передавали сведения, направляя огонь артиллерии. Змеи были более безопасны - они не так легко расстреливались, как шары. При попадании в одну из коробок змей не падал камнем вниз, а плавно снижался, теряя подъёмную силу, и человек, спускаясь с высоты 800 метров, оставался в живых.
В наше время воздушный змей - всего лишь детская забава и вид спорта. Состязания проходят по трём категориям. Сначала проводятся полёты на точность, когда запускающий должен с помощью своей модели продемонстрировать обязательные фигуры в воздухе. Змеи чертят в небе восьмёрки, квадраты, ромбы. Затем идут свободные полёты, когда пилоты нанизывают друг на друга фигуры высшего пилотажа, в том числе собственного изобретения. Далее следует воздушный балет под музыку. При этом учитываются хореография, синхронность, темп и чёткость исполнения фигур.
Самый древний вид спорта в мире
Владимир Колокольцев: служба в Афгане, борьба с ОПГ и другие факты биографии главы МВД
Чем отличается лук шалот от репчатого лука, можно ли заменять их друг другом отличий от репчатого лука
Все бабы как бабы, а я – дура на миллион И главный вопрос: какой женщиной для этого нужно быть
Эльза скарлетт титания. Перевооружение эльзы. Сердечные тайны Эрзы Скарлетт
Персонаж аниме Эльза Алая: биография, доспехи и интересные факты
Самая популярная аниме героиня