Как называется воздушный змей. Воздушные змеи. Фестиваль воздушных змеев
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.
Современный воздушный змей необычной формы
Змей возду́шный - привязной летательный аппарат тяжелее воздуха. Поддерживается в воздухе давлением ветра на поверхность, поставленную под некоторым углом к направлению движения ветра и удерживаемую леером с земли.
Второе воскресенье октября - Всемирный день воздушных змеев (World Kite Day ), в этот день любители воздушных змеев во всем мире запускают своих летающих «питомцев».
История
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.
Проводившиеся опыты по исследованию атмосферного электричества были чрезвычайно опасными. 26 июня 1753 года при запуске змея в грозу погиб коллега Ломоносова, академик Г.В. Рихман .
В XIX веке змеи также широко применялись для метеорологических наблюдений.
В начале XX столетия воздушные змеи внесли свою лепту в создание радио . А.С. Попов использовал змеи для подъёма антенн на значительную высоту.
Важно отметить использование воздушных змеев при разработке первых самолётов. В частности, А.Ф. Можайский , прежде чем начать строительство своего самолёта, провёл серию испытаний с воздушными змеями, которые тянула упряжка лошадей. На основании результатов этих испытаний были выбраны размеры самолёта, которые должны были обеспечить ему достаточную подъёмную силу.
Практические возможности воздушного змея привлекали внимание военных. В 1848 г. К.И. Константинов разработал систему спасения судов, терпящих бедствие вблизи берега, с помощью воздушных змеев. Во время первой мировой войны войска различных стран применяли змеи для подъёма на высоту наблюдателей-корректировщиков артиллерийского огня, разведки вражеских позиций.
Классификация
По форме и устройству аэродинамических поверхностей различают:
- одноплоскостные - простейшие конструкции. Обладают невысокой подъёмной силой и малой ветровой устойчивостью. Таким змеям обязательно нужен хвост - шнур с привешенным к нему грузиком.
- многоплоскостные - этажерочные, коробчатые и многоячеечные из отдельных ячеек в форме тетраэдров или параллелепипедов. Коробчатые змеи изобретены Л. Харгравом. Важной их особенностью является высокая устойчивость.
- составные или групповые, состоящие из группы воздушных змеев (т. н. змейковый поезд), соединённых в одну гибкую систему. Змейковые поезда применялись в военном деле, так как при повреждении одного из звеньев происходило лишь уменьшение подъёмной силы и уменьшение высоты подъёма, что позволяло безопасно посадить наблюдателя или продолжать разведку.
Конструкция
Основные конструктивные элементы воздушного змея:
- натянутая на жёсткий каркас или мягкая, без каркаса, поддерживающая (аэродинамическая) поверхность из материи или бумаги;
- наматываемый на лебёдку или катушку леер (пеньковая верёвка, стальной трос, прочная нить);
- уздечка для крепления к воздушному змею леера и органы устойчивости (хвост).
Продольная устойчивость обеспечивается хвостом или формой аэродинамической поверхности, поперечная - килевыми плоскостями, устанавливаемыми параллельно привязному канату, или изогнутостью и симметричностью аэродинамической поверхности. Устойчивость полёта воздушного змея зависит также от положения центра тяжести змея.
Плоский змей
Простейшая в изготовлении конструкция, чем объясняется её популярность. Состоит из трех скреплённых между собой планок (две по диагоналям змея и одна - по его верхней стороне), приклеенных к листу плотной бумаги. Уздечка такого змея состоит из трех нитей, две из них прикрепляются к концам верхней планки, третья - к центру змея. Длина верхней части уздечки такова, что её нити точно укладываются по диагональным планкам, длина третьей нити составляет половину высоты змея. Для обеспечения устойчивости следует слегка стянуть верхнюю планку нитью, придав ей форму дуги. Также плоскому змею обязательно нужен хвост. Длина его подбирается при запусках опытным путём - змей не должен раскачиваться из стороны в сторону при отсутствии сильных порывов ветра. Обычно длина хвоста для змея размерами 40 на 60 см составляет 2 - 2.5 метра. На хвост следует привесить небольшой грузик.
Простейший коробчатый змей
Основой коробчатого змея является каркас из реек: 4 продольных лонжерона длиной 710 мм и сечением 6x6 мм, 2 крестовины. Крестовина состоит из пары реек с длинами 700 мм и 470 мм, сечением 6х6 мм. Лонжероны соединяются с крестовинами на расстоянии 105 мм от конца. Обтягивается змей микалентной бумагой или лавсановой плёнкой. Обтяжка делается из двух полос шириной 200 мм, и приклеивается к лонжеронам. Уздечка коробчатого змея состоит из трех нитей, прикрепленных к одному из рёбер. Две нити длиной 210 мм крепятся к верхней коробке (вблизи края ленты обшивки змея), третья, длиной 430 - 450 мм (подбирается для получения оптимального угла атаки змея) - к нижней коробке. Также полезно параллельно третьей нити закрепить резиновую нить для амортизации резких порывов cильного ветра.
Парафойл
Воздушный змей парафойлной конструкции - это особый класс воздушных змеев, пространственная форма которых поддерживается за счёт набегающего потока воздуха, или проще говоря ветра. Данный тип воздушного змея не имеет жестких частей конструкции - реек, каркаса. Обычно 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. Отсюда вытекают следующие особенности воздушного змея парафойла: невозможность поломки при падении - так как ломаться нечему (хотя возможен разрыв оболочки при особенно энергичных приземлениях), возможность компактной транспортировки змеев больших размеров - змей фактически является куском ткани, который просто складывается в небольшей сверток. 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.
Применение
По всему миру создаются Клубы и сообщества, объединяющие любителей воздушных змеев - как конструкторов, так и просто запускающих (Кайтфлайерс). Одним из известных является KONE - Клуб Воздушных Змеев Новой Англии , входящий в состав Американской Ассоциации Кайтинга
Библиография
- Пантюхин, С. П.. "Детская змейковая станция". - Государственное издательство оборонной промышленности, Москва, 1941.
- Заворотов, В., Викторчик, А.. "Воздушные змеи". - "ЮТ для умелых рук" (приложение к журналу "Юный техник"), №7, 1977.
- Пантюхин, С. П.. "Воздушные змеи". - М.: ДОСААФ, 1984. - 88 с., ил.
- Погадаев, Виктор . "Светлый месяц-змей кружится" - "Восточная коллекция ", № 4, 2009, с. 129-134
Примечания
Ссылки
- Снимки воздушного змея конструкции Рудольфа Грюнда, используемого люфтваффе в качестве воздушного заграждения и фотографии воздушного змея, используемого ВВС РККА в 20-е годы.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Воздушный змей" в других словарях:
Сущ., кол во синонимов: 1 кайт (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ - Если вам приснился воздушный змей, парящий в небе, вам представится шанс разбогатеть, который вы можете упустить, недооценив последствий своего поступка. Падающий на землю и разбивающийся воздушный змей предвещает разочарование и неудачи … Сонник Мельникова
воздушный змей - aitvaras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. kite vok. Drachen, m rus. воздушный змей, m pranc. cerf volant, m … Fizikos terminų žodynas
Воздушный змей - ВОЗДУШНЫЙ ЗМѢЙ. См. Змѣй … Военная энциклопедия
Привязное устройство, поддерживаемое в воздухе давлением ветра на его поверхность, поставленную под нек рым углом (см. Атаки угол) к направлению движения ветра. Динамич. равновесие В. з. обусловлено действием трёх сил: собств. веса (силы тяжести) … Большой энциклопедический политехнический словарь
Уже в глубокой древности люди мечтали о полетах в небо, и миф о Дедале и Икаре — прямое тому подтверждение. Причем уже тогда они понимали, что без крыльев при этом им не обойтись. Ну, а их вполне могли заменить очень легкие и наклонные по отношению к потоку воздуха плоскости из бумаги и реек. Так, наверное, и появился на свет первый воздушный змей.
В Китае это развлечение насчитывает уже не одну тысячу лет. А позднее родилась и идея поднять в воздух на змее человека. Если верить старинным рисункам, то японцам это вполне удавалось столетия назад. Более того, поднимаясь в небо, привязанными к воздушным змеям, они еще и осыпали своих врагов стрелами.
Впрочем, ничуть не менее интересным применением воздушных змеев отметились и наши предки. Так, в 906 году киевский князь Олег воспользовался воздушными змеями во время осады Константинополя — Царьграда. В летописи сообщается, что над неприятелем в воздухе появились "кони и люди бумажны, вооружены и позлащены", то есть это были изготовленные русичами огромные воздушные змеи. И хотя они никакого вреда нанести не могли в принципе, морально психологическое воздействие на ромеев они, безусловно, оказали — и очень сильное. Ведь люди тогда были очень простые и пугались всего необычного и непонятного.
Впоследствии воздушные змеи хорошо послужили и российской науке. В частности, именно с помощью змея М. В. Ломоносов начиная с 1750 года проводил эксперименты, в ходе которых он выявил электрическую природу молнии. Причем эти опыты по исследованию атмосферного электричества были чрезвычайно опасны. Так, 26 июня 1753 года при запуске змея в грозу погиб коллега Ломоносова, академик Г. В. Рихман, причем несмотря на это Ломоносов свои опыты продолжил. Змеи в то время были плоские, не очень устойчивые, хотя для научных целей делали их значительного размера, площадью в несколько квадратных метров.
В начале XX столетия воздушные змеи внесли свою лепту и в создание радио. А. С. Попов использовал их для подъема антенн на значительную высоту, что увеличивало дальность приема и передачи сообщений по радио.
В это же время талантливый изобретатель С. С. Неждановский строит большие змеи, которые отличались удивительной устойчивостью и большой грузоподъемностью. Ученик знаменитого русского ученого Николая Егоровича Жуковского, профессор С. А. Чаплыгин позднее вспоминал, что змеи были сходны по форме крыльев с более поздними образами бесхвостых аэропланов и планеров, но имели больше вертикальных плоскостей.
В 1898 году русский воздухоплаватель С. А. Ульянин предложил интересный проект "змейкового поезда" составленного сразу из нескольких змеев, чтобы поднимать в воздух наблюдателей и научную аппаратуру. Идея понравилась, так что даже "несмотря на всю косность царского самодержавия" (так было принято писать в советское время, хотя на самом деле это было не всегда так) была сформирована специальная "змеевая команда". Ульянин и многие другие наблюдатели не раз поднимались на высоту свыше 200 метров. Было решено, что такие вот "змейковые поезда" можно применять на военных и научных судах, использовать для наблюдений и исследований в океанах и в Арктике. С их помощью можно было поднимать научные приборы на высоту до четырех-пяти километров. А однажды был даже установлен своеобразный рекорд высоты подъема змея — 9740 метров!
На море буксировка змеев обычно осуществлялась быстроходными миноносцами, которые при этом шли против ветра, заставляя таким образом их подниматься. Трос, соединявший змея с кораблем, наматывался на лебедку и либо "травился" (то есть отпускался), либо сматывался, и тогда змей спускался к кораблю. Фотография из журнала "Нива" за 1902 год наглядно показывает, каким образом все это осуществлялось. Наблюдатель с высоты сигнализировал о манипуляциях при помощи флажного семафора, обычного средства связи в тогдашней морской практике.
Важно отметить и использование воздушных змеев при разработке первых самолетов. В частности, А. Ф. Можайский, прежде чем начинать строительство своего самолета, провел серию испытаний с воздушными змеями, тянувшихся упряжкой лошадей. На основании этих опытов он выбрал размеры самолета и определил площадь его крыльев, которые должны были обеспечить ему достаточную подъемную силу.
Если мы посмотрим на фотографии первых аэропланов того времени, то сразу заметим, насколько же прихотливой была фантазия их создателей. Тут и крыло в форме диска, и "крылья летучей мыши", и множество крыльев, собранных в пакет одно над другим. Самолет А. Можайского был монопланом, то есть имел всего одно крыло. "Флайер" братьев Райт — бипланом и имел пару крыльев, а вот знаменитый Красный барон фон Рихтгофен в годы Первой мировой войны так и вовсе летал на самолете-триплане. И все только потому, что тут действовало всегда одно важное правило, выведенное именно благодаря изучению воздушных змеев: чем больше у самолета плоскостей, тем выше его подъемная сила.
В 1848 году К. И. Константинов разработал систему спасения судов, терпящих бедствие вблизи берега, на борт которых при помощи воздушных змеев подавался спасательный трос. Во время Первой мировой войны войска различных стран применяли змеи для подъема на высоту наблюдателей-корректировщиков артиллерийского огня для разведки вражеских позиций.
С развитием воздухоплавательных и авиационных летательных аппаратов воздушные змеи стали применять исключительно в развлекательных и спортивных целях. Интересно, что до войны в СССР даже проводились чемпионаты Советского Союза по змейковому спорту.
Позже катание на водных лыжах объединили с подъемом на змеях. В настоящее время это направление получило особое развитие и даже собственное название — кайтинг. Сегодня это вид спорта, когда спортсмен передвигается по поверхности земли или воды при помощи воздушного змея. При этом форма крыльев особого значения не имеет — главное, чтобы змей мог поднять человека в воздух!
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
О.БУЛАНОВА
Воздушные змеи были изобретены в Китае еще до того, как историки начали писать свои хроники. Первые воздушные змеи китайцы начали делать из бамбука и листьев растений. После изобретения шелка в 2600 г. до н.э. китайцы стали делать воздушные змеи из бамбука и шелка.
В китайских рукописях рассказывается, о воздушных змеях в форме птиц, рыб, бабочек, жуков, человеческих фигур, которые раскрашивали в самые яркие цвета.
Наиболее распространенным типом китайского змея был дракон – фантастический крылатый змей. Огромный дракон, поднимаемый в воздух, являлся символом сверхъестественных сил.
В китайском фольклоре много историй о том, что воздушных змеев запускали как для удовольствия, так и для дела. Наиболее часто их применяли в военных целях. Кроме этого, китайцы использовали воздушных змеев для того, чтобы измерить расстояние между своей армией и стенами замка противника.
Рассказывают, что полководец Хань Синь, пытаясь вызволить императора, запустил змея из своего лагеря и по длине веревки определил точное расстояние до стены осажденной столицы, благодаря чему сумел устроить подкоп.
Еще при помощи змеев в небо поднимали разведчиков – наблюдателей.
Существует легенда о том, что в 202 г. до н.э. 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.
Согласно китайским хроникам, осажденный в своей столице китайский император Лю Бан запускал их над лагерем мятежников. Якобы невидимые ночью, снабженные свистульками змеи издавали страшные звуки, деморализуя солдат противника.
Глубокой ночью эти воздушные змеи летали прямо над головами армии противников, которые, услышав загадочные завывания в небе, запаниковали и убежали.
Однако в Юго-Восточной Азии и Новой Зеландии умеющее парить в воздухе устройство, видимо, придумали независимо от Китая. Его сооружали из пальмовых листьев и использовали в рыбной ловле, подвешивая к парящей над водой нити крючки. Кроме того, он применялся крестьянами в качестве огородного пугала.
Не стоит забывать и о религиозном значении воздушных змеев: в большинстве культур Дальнего Востока уходящая в небо нить служила символом связи с богами воздуха и душами предков. В Таиланде она призвана была отгонять муссонные дожди.
В VII в. воздушный змей долетел до Японии. Возможно, они были принесены в страну Буддийскими миссионерами в давние времена, около 618-907 гг.
В Японии воздушные змеи приобрели популярность, ему стали придавать форму журавля, рыбы, черепахи. Стали появляться воздушные змеи в виде красочно раскрашенных полотен.
На древних японских рисунках также можно встретить изображение воздушных змеев, по форме значительно отличавшихся от китайских.
Воздушные змеи в этой стране служили как бы связующим звеном между человеком и богами. Змеев запускали для того, чтобы отпугнуть злые силы, защититься от несчастий, обеспечить хороший урожай и здоровье.
Рассказы о том, как эти устройства поднимали в воздух “шутихи”, строительные материалы и даже людей, весьма многочисленны. Например, самурай Тамемото был вместе с сыном сослан на остров Хатидзе. Этот японский Дедал соорудил гигантский воздушный змей, на котором его сын сумел улететь с острова.
Сюжет, видимо, сказочный, однако исторически засвидетельствованы змеи “Ван-Ван” с размахом крыльев 24 м и длиной хвоста 146 м. Такая махина весом под 3 тонны легко могла поднять в воздух человека.
В Индии популярность приобрели сражения змеев, они и сейчас во время праздника Макар Санкранти собирают огромные толпы зрителей.
Широкое распространение воздушные змеи получили в Корее. Вначале их применение носило чисто религиозный характер, а затем запуск змеев стал увлекательным видом занятий и зрелищ.
В Малайзии воздушные змеи тоже были популярны. Типичный малайский воздушный змей имеет форму криволинейного симметричного треугольника. Каркас его состоит из трех пересекающихся прутьев, обтяжка – из грубой ткани.
В Европе, разумеется, тоже имели представление о подъемной силе ветра. Наверняка у греческих моряков не раз срывало парус и он трепыхался в воздухе, а у римских простофиль порывом сносило шляпу, и она взмывала на тесемках.
Какой-то особенной изобретательности для создания воздушного змея не требуется. И все-таки факт остается фактом: единственное, до чего додумался Запад, это “дракон” (греческое слово, обозначавшее змею).
Так примерно с 100 г. н.э. именовали римское кавалерийское знамя в форме современного сачка для бабочек, только подлиннее. “Дракон” надувался от ветра (указывая лучникам его направление), извивался и пугал неприятеля свистом. Ниспадающий цилиндрический хвост флюгера из ткани, извивающейся как туловище дракона, придавал всадникам уверенности в себе и создавал угрожающий вид, который придавал страх врагу.
Также флюгера указывали стрельцам направление и силу ветра. Но короткое древко – это не уходящая ввысь нить. По сравнению с восточными шедеврами идею “дракона” следует считать весьма приземленной.
Вообще же, согласно европейским традициям, изобретение воздушных змеев приписывается греческому математику Аркитасу Тарентскому, который около 400 г. до н.э. сконструировал деревянную птицу, основываясь на исследования полетов птиц. Считается, что его воодушевил увиденный китайский воздушный змей – птица.
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.
В 906 г. киевский князь Олег воспользовался воздушными змеями при взятии Царьграда. Летопись говорит, что над неприятелем в воздухе появились “кони и люди бумажны, вооружены и позлащены”.
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.
С парящим змеем земляков познакомил вернувшийся из Китая в 1295 г. неугомонный Марко Поло. Игрушка понравилась, но популярной не стала. Первый (незаконченный) европейский рисунок змея типа “тайская кобра” датируется 1326 г.
В 1405 г. появляется первое верное описание воздушного змея – в трактате по военной технологии. А на картинке 1618 г., изображающей жизнь голландского Миддельбурга, мы видим мальчишек, запускающих змеев знакомой нам и сегодня ромбовидной формы.
Но только к XVII в. воздушные змеи стали обычным явлением в Европе. В начале XVIII в. увлечение запуском воздушных змеев было уже чрезвычайно популярно. Воздушные змеи использовались в завораживающих зрелищах и различных шоу, а не только как безобидная игрушка для детей.
Таким образом, в Европе этот предмет не приобрел ни мистического, ни религиозного значения. Зато приобрел научное, правда, не сразу. В 1749 г. шотландский метеоролог Александр Вильсон поднял на высоту 3000 футов градусник.
Тремя годами позже Бенджамен Франклин в Филадельфии поставил знаменитый эксперимент с электричеством: во время грозы он запустил змея с прикрепленным к нему куском проволоки. От дождя все сразу же намокло. Результат: металлический ключ в руках Франклина заискрил. Открыв при помощи змея электрическую природу молнии, Франклин изобрел молниеотвод.
Воздушные змеи применялись для изучения атмосферного электричества великим русским ученым Михаилом Ломоносовым и английским физиком Исааком Ньютоном.
Ньютон, когда он был еще школьником, провел несколько фактически незафиксированных экспериментов касательно наиболее экономной формы воздушного змея.
В 1826 г. Джордж Покок запатентовал тележку, приводимую в движение воздушным змеем: она развивала скорость до 30 км/ч, и Покок пугал крестьян, разъезжая по окрестностям Бристоля на повозке без лошадей.
В 1847 г., когда протягивали переправу над Ниагарским водопадом, первую веревку с берега на берег (250 м) перебросили с помощью воздушного змея.
Возникало много и других идей: например, использовать змеев для спасения людей с тонущего корабля. Исследователи делали множество экспериментов связанных с подъемом всяческих грузов, а также людей. Начиная с 1894 г., воздушный змей систематически применяется для изучения верхних слоев атмосферы.
Значительное усовершенствование змея произвел австралийский ученый Лоренс Харграв в 90-х гг. XIX в. В 1893 г. Харгрейв создал змея в виде коробки без дна. Это было первое принципиальное усовершенствование конструкции с древнейших времен.
Летающие коробки Харграва явились не только большим толчком для развития “змейкового” дела, но и, несомненно, помогли при конструировании первых самолетов.
Но вскоре началась эра аэропланов и о змеях забыли. Хотя во время обеих мировых войн их использовали – на подводных лодках для улучшения обзора и в спасательных наборах летчиков для поднятия антенны радиоприемника.
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- Фаундлен большой воздушный змей, который летал на проволоке, служившей приемной антенной.
В начале XX в. работу над змеями продолжил капитан французской армии Сакконей. Он создал еще более совершенную конструкцию воздушного змея, являющуюся одной из лучших и по настоящее время.
Новая жизнь воздушного змея началась в 50-х гг., когда Фрэнсис Рогалло изобрел конструкцию без перекладин – распростертой в воздухе ее держал ветер. Это был параплан, стирающий грань между парашютом, дельтапланом и воздушным змеем.
