Действительно, их можно изготовить из разнообразных материалов: бумаги, картона, гипса, дерева, металла, меха, ткани и т. д. В этой главе мы рассмотрим лишь несколько вариантов из огромного разнообразия игрушек, которые можно изготовить своими руками.
Как построить воздушного змея
Первые воздушные змеи появились очень давно. Родиной их считается Китай. В этой стране воздушный змей является не просто оригинальной игрушкой, для китайцев это предмет культа.
Существуют даже специальные праздники и фестивали, посвященные воздушным змеям. В эти дни тысячи разноцветных змеев, украшенных лентами, взмывают в небо, приводя в восторг детей и взрослых.
В Поднебесной воздушных змеев делали из шелка и бамбука. Они имели самую разную форму: жуков, рыб, бабочек, птиц и, конечно, драконов. В Китае это мифическое существо издавна почиталось, его считали символом благополучия, богатства и власти. Со временем воздушные змеи появились в других странах Азии, а затем распространились по всему миру.
В нашей стране этот простой летательный аппарат также любим, особенно детьми. Если ты наблюдал когда-нибудь полет воздушного змея, то наверняка надолго запомнил красоту и плавность его движений.
Хотя в России в течение последних 30 лет воздушный змей был забыт, сейчас интерес к нему заметно возрос. Люди более старшего возраста помнят, как они мастерили свои модели змеев вручную из картона и бумаги. С развитием промышленного прогресса на смену этим материалам пришел полиэтилен. В связи с этим современные воздушные змеи весьма отличаются по внешнему виду от своих предшественников: они выглядят значительно ярче, их проще запускать. Кроме того, они обладают лучшими полетными свойствами и дольше служат.
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.
