Las cometas se encuentran entre las máquinas voladoras más antiguas. Los primeros documentos sobre ellos se encuentran varios siglos antes del inicio de la nueva era. Los manuscritos chinos dicen que se volaban cometas durante los festivales folclóricos. Los chinos construyeron serpientes con forma de pájaros, peces, mariposas, escarabajos y figuras humanas, que pintaron con los colores más brillantes (Fig. 1).
El tipo más común de serpiente china era el dragón, una fantástica serpiente alada. Un enorme dragón elevado en el aire era un símbolo de poderes sobrenaturales. En varios lugares de China, hasta hace poco, quedaban vestigios de la costumbre de volar cometas en masa el noveno día del noveno mes, el día de la cometa.
El dragón volador es estructuralmente complejo. Dos o tres docenas de conos de papel ligero formaban el cuerpo largo y redondo de un monstruo, retorciéndose pintorescamente en vuelo. El dragón serpiente tenía una cabeza grande con la boca descubierta. Por la boca el viento penetraba en el cuerpo vacío y, inflándolo, lo sostenía en el aire. A veces, en lugar de conos, el diseño de la estructura del dragón incluía discos redondos cada vez más pequeños, que estaban conectados entre sí mediante cordones. Cada disco estaba atravesado por una delgada tira de bambú, en cuyo extremo se unían grandes plumas (Fig. 2).
Para mejorar el efecto, se inventó una “música de serpiente” especial, que recuerda al aullido del viento en una chimenea. El dispositivo que producía estos sonidos estaba hecho de cabezas de amapola secas en las que se insertaban tubos de caña. Se colocó una barandilla en la boca del dragón y dos largas cintas de seda en la cola, que se retorcía en el aire junto con la cometa.
Un espectáculo interesante lo ofrecieron las linternas hechas de papel fino de colores (Fig. 3) y los fuegos artificiales (Fig. 4) sujetos a serpientes.
Las cometas se generalizaron en Corea. Al principio, su uso fue de carácter puramente religioso, y luego volar cometas se convirtió en una forma fascinante de actividad y espectáculo.
Cometa japonesa "Kero"
En los dibujos japoneses antiguos también se pueden encontrar imágenes de cometas, que tenían una forma significativamente diferente a la de las chinas (Fig. 5).
Serpientes japonesas: a - "mariposa"; b - "Yatsuhana"; c - "gonbo"; g - del área de Nagasaki; d - "Bozo"; mi - "ato"
Una cometa malaya típica (Fig. 6) tiene la forma de un triángulo simétrico curvilíneo. Su armazón consta de tres varillas que se cruzan y el revestimiento está hecho de tela gruesa.
Los historiadores europeos atribuyen la invención de la serpiente, independientemente de lo que existiera en los países de Oriente, al antiguo científico griego Arquitas de Tarento (siglo IV a. C.).
Son interesantes los registros antiguos de las primeras aplicaciones prácticas de las cometas. Uno de ellos dice que en el siglo IX. Los bizantinos supuestamente levantaron a un guerrero en una cometa, quien desde lo alto arrojó sustancias incendiarias al campamento enemigo. En 906, el príncipe Oleg de Kiev utilizó cometas durante la captura de Constantinopla. La crónica dice que “caballos y personas de papel, armados y dorados” aparecieron en el aire sobre el enemigo. Y en 1066, Guillermo el Conquistador utilizó cometas como señalización militar durante la conquista de Inglaterra.
Pero, lamentablemente, no se han conservado datos sobre la forma de las antiguas cometas europeas, sus propiedades estructurales y de vuelo.
Cometa "persianas" diseño Raqqa
Durante mucho tiempo, los científicos europeos subestimaron la importancia de la cometa para la ciencia. Sólo desde mediados del siglo XVIII. La cometa comienza a utilizarse en trabajos científicos. En 1749, A. Wilson (Inglaterra) utilizó una cometa para elevar un termómetro y determinar la temperatura del aire en altitud. En 1752, el físico W. Franklin utilizó una cometa para estudiar los rayos. Habiendo descubierto la naturaleza eléctrica de los rayos con la ayuda de una cometa, Franklin inventó el pararrayos.
Las cometas fueron utilizadas para estudiar la electricidad atmosférica por el gran científico ruso M. V. Lomonosov y el físico inglés I. Newton.
La serpiente comienza a prestar valiosos servicios a la ciencia. Por tanto, no es de extrañar que en 1756 el famoso matemático L. Euler escribiera las siguientes líneas: “Una cometa, ese juguete de los niños, despreciado por los científicos, puede, sin embargo, hacerte pensar profundamente en ti mismo”.
La cometa fue mejorada significativamente por el científico australiano L. Hargrave en los años 90. el siglo pasado. Aprovechando el trabajo del primer piloto de planeador, el ingeniero alemán O. Lilienthal, Hargrave fue el primero en utilizar dos cajas pasantes conectadas entre sí a modo de cometa. Lilienthal, al diseñar sus planeadores, notó que estos dispositivos tenían buena estabilidad en el aire. Hargrave buscó pacientemente las mejores proporciones para sus cajas. Con el tiempo, apareció la primera cometa de caja, que ya no requería cola para su estabilidad en vuelo (Fig. 7).
Las cajas voladoras de Hargrave no sólo fueron un gran impulso para el desarrollo del negocio de las cometas, sino que también ayudaron sin duda en el diseño de los primeros aviones. Esta posición se ve confirmada por la similitud con la cometa de dos cajas de los biplanos de Voisin, Santos-Duman, Farman y los dispositivos de otros primeros diseñadores de aviones.
Hargrave también realizó el primer ascenso humano en cometas de caja. El pasajero fue elevado sobre cuatro cometas con una superficie total de 22 m2.
"Monje" sin marco
Desde 1894, las cometas se utilizan sistemáticamente para estudiar la atmósfera superior. En 1895, se estableció la primera estación de serpientes en la Oficina Meteorológica de Washington. En 1896, en el Observatorio de Boston, la cometa de caja se elevó a una altura de 2000 m, y en 1900, la cometa se elevó a una altura de 4600 m.
En 1897 se inició en Rusia el trabajo con cometas. Se llevaron a cabo en el Observatorio Meteorológico Magnético de Pavlovsk, donde en 1902 se abrió un departamento especial de serpientes.
La cometa fue ampliamente utilizada en observatorios meteorológicos de Alemania, Francia y Japón. La cometa (se elevó a una altura muy grande. Por ejemplo, en el Observatorio Linderberg (Alemania) lograron elevar una cometa a más de 7000 m. La primera comunicación por radio a través del Océano Atlántico se estableció utilizando una cometa en forma de caja. El ingeniero italiano G. Marconi lanzó en 1901, en la isla de New Foundlain, una gran cometa que volaba sobre un cable que servía de antena receptora.
El departamento militar británico se interesó en la cometa de caja de Hargrave. El teniente Cody del ejército inglés modificó las serpientes de Hargrave. Aumentó su área añadiendo alas laterales colocadas en todas las esquinas de las cajas, aumentó la resistencia de la estructura e introdujo un principio completamente nuevo para montar y desmontar la cometa. Los observadores militares comenzaron a volar en cometas de este tipo.
A principios del siglo XX. El trabajo de Cody sobre las serpientes fue continuado por el capitán del ejército francés, Sacconey. Creó un diseño de cometa aún más avanzado, que es uno de los mejores hasta el día de hoy. Sacconeus, aprovechando los ricos subsidios del departamento militar, tuvo la oportunidad de llevar a cabo sus experimentos a gran escala. Desarrolló a fondo el principio de remolcar cometas: un grupo de cometas levantaba el riel principal (cable) en el aire y el otro arrastraba la carga a lo largo del cable. Sacconei estableció los primeros récords de altura y capacidad de carga de cometas.
Las obras de Sacconaeus encontraron sus sucesores en muchos ejércitos de Europa. En Rusia, el coronel Ulyanin creó una cometa especial para el ejército (Fig. 8 y 9). Una valiosa e ingeniosa innovación en las cometas de su diseño fueron las alas articuladas, que aumentaban automáticamente el área de la cometa cuando el viento amainaba. Además de Ulyanin, a Kuznetsov, Prájov y otros les gustaban las serpientes y crearon diseños exitosos. Durante la guerra ruso-japonesa de 1904-1905. En el ejército ruso había unidades especiales de serpientes.
Paralelamente al trabajo de Cody en Europa, principalmente en Francia, otros diseñadores también llevaron a cabo sus experimentos. De estos, cabe mencionar a Plotter, que cambió el lugar de fijación de la brida y creó cometas con planos de quilla que aumentaron la capacidad de carga.
El ingeniero francés Lecornu propuso un diseño interesante de la cometa original de una sola caja. Creó una serpiente cuya caja se asemeja a un panal (Fig. 10). Lecornu justificó la idea de construir su cometa observando el vuelo de los pájaros. Si miras un pájaro en vuelo, notarás que los planos del cuerpo y las alas forman un cierto ángulo. Lecornu hizo el mismo ángulo de instalación de 30° en los planos horizontales de la cometa.
Durante la Primera Guerra Mundial, las tropas de varios países, y especialmente de Alemania, utilizaron como puestos de observación globos atados, cuya altura de elevación, dependiendo de las condiciones de la batalla, alcanzaba los 2000 m. Permitían observar la ubicación del enemigo en profundidad. en el frente y fuego de artillería directo a través de comunicaciones telefónicas. Cuando el viento se hacía demasiado fuerte, se utilizaban cometas de caja en lugar de globos. Dependiendo de la fuerza del viento, el tren estaba formado por 5-10 grandes cometas en forma de caja, que estaban unidas a un cable a cierta distancia entre sí mediante alambres largos. Al cable estaba atada una cesta para un observador. Con un viento fuerte pero bastante uniforme, el observador se elevó en la cesta hasta una altura de 800 m.
Este método de observación tenía la ventaja de que permitía acercarse a las posiciones avanzadas del enemigo. No era tan fácil disparar a las cometas como a los globos aerostáticos, que eran un objetivo muy grande. Además, el fallo de una cometa individual afectó la altura de ascenso del observador, pero no provocó su caída. Un solo cohete incendiario que impactara la bola fue suficiente para matarla, ya que estaba llena de hidrógeno inflamable.
Cometa monobloque diseñada por Roche-Donzel
Durante la Primera Guerra Mundial, las cometas también se utilizaron para proteger importantes instalaciones militares del ataque de aviones enemigos, mediante la construcción de barreras compuestas por pequeños globos atados y cometas que se elevaban hasta una altura de 3000 m. De los globos y cometas se bajaban cables metálicos. Fueron creados para aviones, el enemigo corre un gran peligro. Alemania ha utilizado este tipo de barreras para proteger los astilleros y hangares de submarinos en Bélgica.
Para las barreras de serpientes de los hangares cerca de Bruselas se hicieron grandes serpientes en forma de aviones atados. Las serpientes copiaron los contornos de aviones de varios diseños (monoplanos, biplanos) para engañar a los pilotos enemigos.
En la primavera de 1915, ocurrió un incidente interesante en Alemania cuando un avión atado no engañó a los pilotos enemigos, sino a su propia batería antiaérea. Un día, temprano en la mañana, un biplano atado fue levantado en el aire. Poco después de levantarse, desapareció entre las nubes. Cuando las nubes se aclararon hacia el mediodía, este avión apareció de repente en su hueco. Los observadores alemanes tuvieron la impresión de que las nubes estaban inmóviles y que el biplano volaba a una velocidad bastante alta. Pronto desapareció en una nube, sólo para reaparecer inmediatamente en el siguiente espacio. Los puestos de vigilancia aérea y comunicaciones informaron: "Aviones enemigos". Las baterías antiaéreas abrieron fuego de barrera. Las armas tronaron alrededor del aeródromo, tratando de destruir al enemigo aéreo. El avión desapareció entre las nubes, luego reapareció y el bombardeo continuó hasta que los alemanes finalmente se dieron cuenta de que habían disparado contra su propio avión atado. Este último no fue derribado sólo porque al disparar se ajustaba la velocidad imaginaria del avión y los proyectiles siempre terminaban delante del objetivo estacionario.
La fabricación de cometas en Europa alcanzó su punto máximo hacia el final de la guerra, en 1918. Después de esto, el interés por las cometas decayó. El rápido desarrollo de la aviación comenzó a desplazar a las serpientes de los asuntos militares.
Muchos diseñadores que antes estaban interesados en hacer cometas pasaron a trabajar en aviones. Pero su experiencia en la construcción de cometas no pasó desapercibida. Sin duda, jugó un papel en la historia de la aviación durante la primera etapa del desarrollo de los aviones.
Cometa "estrella" diseñada por Babyuk
En la Unión Soviética, la afición por las cometas comenzó casi simultáneamente con el modelismo de aviones. Ya en las primeras competiciones de modelos voladores de toda la Unión, en 1926, se presentaron cometas tipo caja que volaban bastante bien, construidas por modelistas de aviones de Kiev bajo la dirección de I. Babyuk. Se lanzaron once cometas de lona con una superficie total de trabajo de 42,5 m2 mediante un cable de acero de 3 mm de espesor desde un torno de globo especial. El diseño de estas cometas es un tipo Sacconeus clásico modificado.
Ha aumentado el número de trenes-cometa presentados a concursos de modelismo aeronáutico en toda la Unión. En el concurso de 1935 participaron ocho trenes. Luego, por primera vez, se demostraron plenamente los diversos usos de las cometas. Los "carteros aéreos" corrieron arriba y abajo por la barandilla, con la ayuda de los cuales saltaron muñecos "paracaidistas", se lanzaron "bombas" y folletos y se demostró una cortina de humo. Los muñecos "paracaidistas" realizaron largos saltos siguiendo al "grupo de aterrizaje" vivo: ratones blancos en una jaula. Dejar caer modelos de planeadores desde las cometas se ha convertido en algo común. Desde un lanzamiento a gran altura, muchos modelos de planeadores volaron a varios kilómetros de distancia.
En los campamentos de pioneros, las cometas se utilizaban cada vez más para hacer señales durante los juegos de guerra. No era raro en invierno ver a un esquiador, remolcado por una cometa, deslizándose fácilmente sobre la nieve.
La fabricación de cometas se convirtió en una de las secciones de la formación aeronáutica inicial de los pioneros y escolares, y las cometas se convirtieron en aviones completos junto con los modelos de aviones y planeadores.
En la Casa de los Pioneros de Serpukhov en 1931, se creó y operó con éxito una estación de serpientes para niños. Los directores de esta estación fueron invitados anualmente con su equipo de cometas a las competiciones de modelado de aviones de toda la Unión.
Pronto la experiencia de los serpujovistas se hizo ampliamente conocida. Las competiciones de toda la Unión comenzaron a celebrarse de forma independiente cada año. Las estaciones de serpientes de Saratov, Kiev, Tula, Stalingrado y otras ciudades representaron a sus equipos en la competición.
Los líderes de las estaciones de cometas infantiles y los jóvenes "montadores de serpientes" diseñaron cometas con gran entusiasmo y las lanzaron, realizaron trabajos entre pioneros y escolares.
En 1937, en Zvenigorod, el Consejo Central de Osoaviakhim de la URSS organizó el Primer Concurso de Cometas de Caja de toda la Unión. Las condiciones meteorológicas desfavorables (falta del viento necesario) no permitieron alcanzar vuelos de cometas récord. Pero aún así, aunque a baja altura, fue posible probar sus características de diseño.
En 1938, en el pueblo de Shcherbinka (ahora una ciudad de la región de Moscú), se celebró el segundo concurso de cometas de caja de toda la Unión, en el que se mostraron diseños de excepcional interés. Por ejemplo, la estación de cometas para niños de Serpukhov presentó cometas de diseño "Grund" modificado con una superficie de carga de 20 m 2. La cometa levantó una carga que pesaba hasta 60 kg. Se mostró una cometa con paracaídas, un cometa planeador y otros.
En el III Concurso de cometas de caja de toda la Unión, que tuvo lugar en 1939 en Serpukhov, se establecieron récords de vuelo de cometas a gran altura. Una sola cometa, diseñada por el modelista de aviones de Kiev (así se llamó a los creadores de las cometas) Gromov, fue elevada a una altura de 1550 m. Un tren, formado por cometas en forma de caja diseñadas por el modelista de aviones de Saratov, Grigorenko. , fue elevado a una altura de 1800 m. Durante la Gran Guerra Patria (1943). A. Grigorenko fue premiado por el uso en combate de cometas de caja.
En las IV competiciones de toda la Unión se definieron claramente los requisitos técnicos para el diseño de cometas. Por ejemplo, cada cometa debía mantenerse en el aire con una velocidad del viento de no más de 4-5 m/s en el suelo, el área de carga de cada cometa debía ser de al menos 5 m 2, el total El área del tren de cometas debe ser tal que con un viento de no más de 7 m/s sea posible levantar una carga que pese al menos 80 kg. El número de cometas no debe superar las 10 piezas. La cabeza de la serpiente podía tener un área grande, la configuración y el color de las cometas eran arbitrarios.
En cada tren de serpientes se pidió instalar varios dispositivos y mecanismos, por ejemplo, “carteros aéreos” capaces de levantar una carga de hasta 2 kg, cerraduras para componer un tren de serpientes (con un diámetro de riel de al menos 3 mm), dispositivos para fotografía aérea y otros.
Según los términos del concurso, cada equipo tenía que presentar un escenario de juego durante el cual debían lanzar un tren de serpientes. El escenario podría incluir, por ejemplo, un bombardeo, es decir, lanzar “bombas” sobre algún objetivo previamente planificado, un “asalto aéreo” (lanzar muñecos), carreras de esquí, transportar a un herido en un trineo tirado por una cometa, sonido, luz y otros tipos de alarmas de la cometa, informes de caída y folletos.
Se llevaron a cabo competiciones para determinar la altitud de vuelo de una sola cometa, la altura de lanzamiento de un tren de cometas, la capacidad de carga máxima de un tren de cometas y la velocidad de montaje y lanzamiento de una sola cometa.
Para garantizar el éxito en las competiciones, muchos grupos de círculos fabricaron diversos medios auxiliares. Por ejemplo, en la Casa de los Pioneros de Serpukhov, los escolares que modelaban un avión fabricaron un dinamómetro para comprobar la resistencia de un pasamanos. Un dinamómetro montado en la serpiente encendió una luz roja con un voltaje crítico. El mismo equipo construyó un anemómetro a partir de un viejo despertador y con la ayuda de este dispositivo se registraron los cambios en la fuerza del viento.
Los escolares instalaron un barógrafo en la serpiente, un dispositivo para dejar caer un solo muñeco "paracaidista" o "aterrizaje" en el suelo a un punto determinado.
Los jóvenes modelistas aeronáuticos de la Estación para Jóvenes Técnicos de Kolomna (región de Moscú) construyeron cometas en forma de caja con aletas, que proporcionaban a la cometa una mayor estabilidad en un ángulo de aproximadamente 50°. Los modelistas de aviones de la Estación de Jóvenes Técnicos de Vorónezh construyeron cometas tipo caja perfiladas.
Los modelistas aeronáuticos de Saratov trajeron al concurso un tren de cinco cometas en forma de caja. Cada serpiente pesa hasta 9 kg. La cabeza de serpiente tenía una superficie total de 17 m2. Había una cámara instalada en el tren serpiente que tomó 12 fotografías. El tren era capaz de remolcar a un esquiador.
Un equipo de modelistas aeronáuticos de Kiev llevó a la competición un tren de seis cometas. Desde allí se podía dejar caer un gran muñeco "paracaidista" (hasta 70 cm, mientras que la cúpula del paracaídas tenía 4 m de diámetro).
Los jóvenes modelistas de aviones trabajaron duro, preparándose para nuevos comienzos. En Leningrado, en la primavera de 1941, más de 150 participantes participaron en competiciones urbanas de cometas.
Después de la Gran Guerra Patria no se celebraron competiciones.
Hoy en día, la construcción de cometas no puede tener importancia defensiva ni científica. Sin embargo, como actividad sencilla, muy accesible y apasionante, crear y volar cometas no ha perdido ni perderá su importancia.
En el extranjero, especialmente en los países socialistas, las cometas son muy populares entre los niños y jóvenes. Son especialmente populares en Cuba. A menudo se puede ver cómo los niños cubanos, incluso en la playa, no abandonan su pasatiempo favorito: cometas de los más variados diseños y los colores más brillantes flotan en el aire sobre el mar.
YUT Para manos hábiles 1977 No. 7
¿Quién de vosotros no ha volado una cometa? ¿Pero todos saben cuáles son? ¿Cuándo aparecieron?
La primera vez que una cometa voló hacia el cielo fue hace 25 siglos. En ese momento nadie podía explicar por qué la cometa despega y qué fuerzas actúan sobre ella en vuelo.
Al principio, las cometas se volaban por diversión y entretenimiento. En los países del Este, por ejemplo, se celebraban batallas de cometas. Se lanzaron dos cometas al cielo, previamente untadas con pegamento y rociadas con vidrio triturado en las cuerdas que las sujetaban con una correa. El ganador era el que fue el primero en cortar el hilo del enemigo.
Posteriormente, las cometas comenzaron a utilizarse con fines científicos. En sus experimentos sobre la electricidad atmosférica, el físico estadounidense Benjamín Franklin utilizó cometas de gran tamaño. La fuerza de elevación de algunos de ellos era tan grande que el científico tuvo dificultades para mantenerlos atados. Kites ayudó a Franklin a probar el origen eléctrico de los rayos, establecer la presencia de dos cargas, positiva y negativa, y probar la idea de un pararrayos.
Y a finales del siglo pasado y principios de este, las serpientes fueron muy utilizadas para la investigación meteorológica. Con su ayuda, los científicos elevaron instrumentos a una altura de más de 1000 m y midieron la velocidad del viento, la temperatura y la humedad del aire, la presión atmosférica...
Hoy en día el interés por las cometas no se ha perdido.
El pensamiento creativo de los inventores de muchos países da origen a cada vez más diseños nuevos de cometas: aviones de disco, volantes, etc.
Hoy hablaremos de veintitrés serpientes. La selección incluye modelos simples que no requieren mucha mano de obra, así como otros más complejos. Entre ellas, no hay dos iguales: todas las cometas se diferencian entre sí ni en sus cualidades de vuelo, ni en su diseño, ni en su tecnología de fabricación.
Cualquier serpiente de esta colección se puede fabricar en un campamento de pioneros o en el patio. Hemos seleccionado cuatro diseños especialmente para modelistas principiantes. Hablamos de ellos con más detalle (están combinados en la figura).
Entonces cometas...
¿POR QUÉ SE HACE CALCETÍN LA COMETA?
Un dibujo simplificado nos ayudará a responder esta pregunta (Fig. 1). Sea la línea AB el corte de una cometa plana. Supongamos que nuestra cometa imaginaria vuela de derecha a izquierda en un ángulo A con respecto al horizonte o al viento que se aproxima. Consideremos qué fuerzas actúan sobre el modelo en vuelo.
Durante el despegue, una densa masa de aire impide el movimiento de la cometa, es decir, ejerce cierta presión sobre ella. Denotamos esta presión F1. Ahora construyamos el llamado paralelogramo de fuerzas y descompongamos la fuerza F1 en dos componentes: F2 y F3. La fuerza F2 empuja la cometa lejos de nosotros, lo que hace que a medida que asciende reduce su velocidad horizontal inicial. Por tanto, es una fuerza de resistencia. Otra fuerza (F3) lleva la cometa hacia arriba, así que llamémosle elevación.
Entonces, hemos determinado que hay dos fuerzas que actúan sobre la cometa: la fuerza de arrastre F2 y la fuerza de sustentación F3.
Levantando el modelo en el aire (remolcándolo por el pasamanos), aumentamos artificialmente la fuerza de presión sobre la superficie de la cometa, es decir, la fuerza F1. Y cuanto más rápido corremos, más aumenta esta fuerza. Pero la fuerza F1, como ya sabes, se divide en dos componentes: F2 y F3. El peso del modelo es constante y el pasamano impide la acción de la fuerza F2. Esto significa que la fuerza de elevación aumenta y la cometa despega.
Se sabe que la velocidad del viento aumenta con la altura. Por eso, a la hora de lanzar una cometa, intentan elevarla a una altura tal que el viento pueda sostener el modelo en un punto. En vuelo, la cometa siempre forma un cierto ángulo con la dirección del viento. Intentemos determinar este ángulo.
Tomemos una hoja de cartón rectangular (Fig. 2). Exactamente en el centro lo uniremos al eje O-O. Supongamos que la lámina gira alrededor de un eje sin fricción y que en cualquier posición se encuentra en estado de equilibrio. Digamos que el viento sopla con fuerza constante perpendicular al plano de la lámina. Naturalmente, en este caso no podrá girar la hoja alrededor del eje O-O, ya que su acción se distribuye uniformemente por toda la hoja. Ahora intentemos instalar la lámina en algún ángulo con respecto al viento. Veremos como el flujo de aire lo devolverá inmediatamente a su posición original, es decir, lo pondrá bajo contacto directo.
ángulo con la dirección del viento. De este experimento se deduce que la mitad de la lámina inclinada hacia el viento experimenta mayor presión que la del lado opuesto. Por tanto, para que el plano de la lámina permanezca en posición inclinada, es necesario elevar el eje de rotación O-O. Cuanto menor sea el ángulo de inclinación de la hoja, más alto será necesario mover el eje. Así se determina el centro de presión. Y la fuerza del viento que mantiene el avión en posición inclinada es la fuerza de elevación aplicada en el centro de presión. Pero el ángulo de la cometa no permanece constante: después de todo, el viento nunca sopla a la misma velocidad. Por eso, si atáramos una cuerda a la cometa en un punto, por ejemplo, en el punto donde coinciden el centro de presión y el centro de gravedad, esta simplemente comenzaría a dar una voltereta en el aire. Como comprenderá, la posición del centro de presión depende del ángulo a, y con vientos racheados este punto cambia constantemente. Por lo tanto, para que el modelo sea más estable, se le ata una brida de dos, tres o más cuerdas. Hagamos un experimento más.
Tomemos un palo AB (Fig. A). Que también simbolice la sección transversal de una serpiente plana. Lo colgamos de un hilo en el centro para que tome una posición horizontal. Luego colocamos un peso P, no lejos de su centro de gravedad, simulando el centro de presión. El palo perderá inmediatamente el equilibrio y adoptará una posición casi vertical. Ahora intentemos colgar este palo (Fig. 3b) de dos hilos y volver a atarle el mismo peso: el palo mantendrá el equilibrio en cualquier posición del peso. Este ejemplo demuestra claramente la importancia de una brida, que permite que el centro de presión se mueva libremente sin alterar el equilibrio.
CÁLCULO SENCILLO
Descubrimos por qué despega la cometa. Ahora intentemos calcular su fuerza de elevación.
La fuerza de elevación de una cometa está determinada por la fórmula:
Fз=K*S*V*N*cos(a), donde
K=0,096 (coeficiente),
S - superficie de carga (m2),
V - velocidad del viento (m/s),
N - coeficiente de presión normal (ver tabla) y
a es el ángulo de inclinación.
Ejemplo. Datos iniciales: S=0,5 m2; V=6 m/s, a=45°.
Encontramos el coeficiente de presión normal en la tabla: N = 4,87 kg/m 2. Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos:
Fç=0,096*0,5*6*4,87*0,707=1 kg.
El cálculo mostró que esta cometa se elevará sólo si su peso no supera 1 kg.
Las cualidades de vuelo de una cometa dependen en gran medida de la relación entre su peso y la superficie de apoyo: cuanto menor sea la relación de estos valores, mejor vuela el modelo.
DE QUE HACER SERPIENTES
Para construir modelos, utilice materiales ligeros y duraderos. Recuerda: cuanto más ligera sea la cometa, más fácil será de lanzarla, mejor volará. Pegue el marco con tejas finas y uniformes: pino, tilo o bambú. Cubra los modelos pequeños con papel fino (preferiblemente de color), papel de aluminio o, en casos extremos, periódico y las serpientes más grandes con tela, plástico o lámina de lavsan, o incluso cartón fino. Conecte unidades y piezas individuales con hilos, alambre fino y pegamento. Asegúrese de lubricar los hilos enrollados alrededor de la pieza con pegamento. Para bridas y salvavidas, elija un hilo fino y resistente.
SERPIENTES SIMPLES
Estos son modelos en papel para principiantes. Algunos se pueden realizar en una o dos horas, mientras que otros se pueden realizar en sólo unos minutos. Estas cometas vuelan bien y no requieren controles complejos. Así que primero...
pájaros de papel
La experiencia de muchos investigadores ha demostrado que la superficie curva de una cometa tiene mayor fuerza de elevación y estabilidad que una plana del mismo tamaño.
Las serpientes más simples del ingeniero estadounidense Raymond Ninney son sorprendentemente similares a pájaros pequeños. Vuelan bien y demuestran una excelente estabilidad en vuelo. Hay varios de ellos en la Figura 1 (ver a, b, c). En sólo dos o tres minutos, el inventor recorta un rectángulo (relación de aspecto 4:5) de papel grueso o cartón fino, chapa y papel de aluminio y dobla un pájaro. Luego coloca una brida al cuerpo en uno o dos lugares y la cometa está lista. De esta manera, puedes hacer modelos de cualquier tamaño; todo depende de la resistencia del material.
El siguiente diseño (Fig. 2a) fue desarrollado por el inventor estadounidense Daniel Karian. ¿No es cierto que recuerda un poco a los pájaros de Ninney? Tenga en cuenta que a esta cometa se le da rigidez mediante un marco hecho de palos de pino o abeto y alas cerradas en un semianillo. Para cubrir el marco, el autor sugiere utilizar telas: seda, sarga, lino fino. Los interesados pueden experimentar con un diseño de dos o tres alas. El inventor cree que si unes varias alas geométricamente similares a una varilla larga, obtendrás una cometa muy divertida (Fig. 26).
Tanto los pájaros de Raymond Ninney como las serpientes de Daniel Karian volarán incluso en habitaciones y pasillos grandes, pero con una condición: quien los lanza debe moverse a una velocidad constante.
Las serpientes son planas...
Al principio, todas las cometas estaban equipadas con colas mojadas. Pero... Una vez, el meteorólogo canadiense Eddie, que trabajaba mucho con cometas, observó que los habitantes de un pueblo malayo volaban cometas sin cola y de forma cuadrangular irregular. Las observaciones ayudaron al meteorólogo a construir su cometa, que se ve en la Figura 3. Este cuadrilátero con pares de lados iguales se asemeja a un paralelogramo. Esta cifra se obtiene cuando se suman dos triángulos con sus bases, uno de los cuales, ABD, es equilátero, y el otro, ASV, es isósceles, siendo AB:SD como 4:5. El lado AB se ata en los extremos con una cuerda de metal un poco más pequeña. Por tanto, está ligeramente curvado. Se sujeta la brida en los puntos O y D, y se estira la tela (revestimiento) en la parte superior, donde forma dos pequeños pliegues. Bajo la influencia del viento, la cometa se dobla y toma la forma de una cuña roma. En vuelo, sus bordes de ataque parecen rechazar el flujo de aire entrante en ambas direcciones, por lo que la cometa es estable.
Cuarenta años después, el inglés G. Irwin mejoró el diseño de Eddie (Fig. 4).
Se sabe que la interrupción del flujo de aire detrás del borde de ataque conduce a la formación de una región de vórtices sobre una cometa de ángulo obtuso. Como resultado, la estabilidad se ve alterada en caso de ráfagas de viento. Irwin lo hizo simplemente: cortó dos ventanas triangulares en la carcasa y el flujo entrante comenzó a precipitarse hacia estas ventanas. La posición de la cometa en vuelo se ha estabilizado.
El modelo que se muestra en la Figura 5 fue propuesto por el francés A. Millier. Consiste en una tira de madera AB, unida por una cuerda formando un arco (la cuerda AB es 9/10 de la longitud de la tira). En los puntos O y O1, se fijan al carril dos tiras idénticas SD y EF (AO1=OB=0,2*AB). Al igual que el listón AB, los listones también se unen mediante una cuerda formando un arco y forman un hexágono equilátero en planta. Los extremos de todas las lamas se sujetan con otra cuerda que pasa por los vértices del hexágono.
La serpiente que ves en la Figura 6 es muy conocida en Corea. Su marco rectangular, pegado con varas de bambú, está cubierto con tela. Si se toma el tamaño de dos lados como 800 y los otros dos como 700, entonces el diámetro del agujero en el medio debe ser de 300 mm.
Mire la Figura 7. Este modelo, similar a un ave rapaz, fue inventado por el estadounidense Sandy Langa. El inventor primero intentó probar en él los principios del vuelo tomados de la naturaleza. Lang hizo el fuselaje y la cola con una sola tira de madera. Lo partió por un extremo e insertó listones redondos de las alas de soporte en los agujeros del casquillo de madera. Até la parte dividida de la cola, los extremos de las alas y la nariz con un hilo de pescar grueso; el resultado fue una estructura muy flexible. Y los listones de las alas también estaban amortiguados con amortiguadores de goma. La serpiente de Lang es sensible a las más mínimas ráfagas de viento. En vuelo, como una mariposa, bate sus alas, cambiando así la cantidad de sustentación, la fuerza de resistencia y la estabilidad.
...Y en forma de caja
La Figura 8 muestra una de las opciones para una cometa en forma de caja. Es estable en vuelo porque sus planos de carga están orientados hacia el flujo que se aproxima en un ángulo de ataque óptimo (la fuerza de sustentación generada sobre ellos es mayor). Además, su sección transversal puede ser no solo cuadrada, sino también rómbica. Para un rómbico, la relación entre las diagonales vertical y horizontal es 2:3. La profundidad de la caja es 0,7 veces la longitud del lado más grande de la cometa.
El marco consta de cuatro lamas longitudinales y cuatro lamas distanciadoras de sección rectangular. La figura muestra cómo se conectan el espaciador y el carril longitudinal.
Pero el inventor ruso Ivan Konin propuso el diseño de una cometa en forma de caja, que recuerda un poco a un avión. Tiene dos alas (Fig. 9). Gracias a ellos, la cometa se eleva más rápido, se mantiene estable en vuelo y no se vuelca ante ráfagas laterales repentinas de viento.
...Y LAS SERPIENTES SON MÁS COMPLEJAS
Tanto en el diseño, como en el uso de materiales y en el tiempo de fabricación, estos aviones se diferencian de los anteriores. Son más modernos y sofisticados. Pero, probablemente, a los modeladores experimentados les resultará aún más agradable jugar con ellos: comprender el esquema, comprender el principio de vuelo y captar algunas características.
Propulsado por jet
Muchos de ustedes probablemente habrán observado que si un río se desborda mucho, su caudal se vuelve mucho más lento. Y viceversa: en un cuello de botella, la velocidad del flujo aumenta considerablemente. En el aire, como en el agua, esta ley física también se aplica. Intente dirigir el flujo de aire hacia el extremo ancho de un tubo cónico (difusor cónico) y verá cómo cambia la velocidad del aire: será mayor en la salida que en la entrada. Para obtener el empuje del chorro en la práctica (y así es como se puede evaluar el cambio en la velocidad del flujo en una tubería), se requiere una condición: fijar el difusor en una placa grande.
Cuando una cometa plana está en el aire, se crea una zona de alta presión debajo y una zona de baja presión encima. Bajo la influencia de la diferencia de presión, el flujo de aire irrumpe en el difusor y pasa a través de la tubería. Pero el difusor es cónico, por lo que la velocidad del flujo saliente será mayor que el entrante (recordemos un río). Esto significa que el difusor funciona como un motor a reacción.
En la Figura 1 (ver página 6) ves una cometa del inglés Frederic Benson, cuyo diseño utiliza el efecto difusor. El inventor afirma que el propulsor del jet no sólo aumenta la velocidad de ascenso de la cometa, sino que también le proporciona estabilidad adicional en vuelo.
El diseño de una cometa a reacción es bastante sencillo. Se sujetan dos barras transversales rectangulares en forma transversal en el centro y se atan en los bordes con un hilo fuerte. En este marco se instala un difusor doblado de papel grueso o lámina. El revestimiento es normal: papel, tela...
Según el principio WUA
Se sabe que los vehículos con colchón de aire (AHV) suben debido a la diferencia de presión: la presión debajo es siempre mayor que arriba. Y la estabilidad del dispositivo se crea mediante un dispositivo especial que distribuye uniformemente el flujo de gas a lo largo de todo el perímetro.
El ingeniero estadounidense Franklin Bell demostró que dispositivos similares a los AVP pueden volar por el aire. ¿Fantasía? No. El modelo de cometa es testigo de ello (Fig. 3 en la página 7).
Fondo y costados lisos, quilla pequeña, contornos suaves del casco: un diseño complejo. Pero el flujo de aire entrante fluye alrededor del cuerpo sin interrupciones ni turbulencias y levanta fácilmente la cometa. Es fácil ver que estas ventajas aerodinámicas son efectivas no sólo durante el ascenso. Los lados curvos del casco hacen un buen trabajo estabilizando la posición de la cometa en el aire a grandes altitudes. Y una última cosa. Mírelo más de cerca: ¿no es cierto que en la sección longitudinal el modelo se parece un poco a un barco a motor de alta velocidad?
Un paracaídas despega
En general, se acepta que las personas sólo pueden descender en paracaídas. Un paracaídas no puede levantar a una persona, ni siquiera en una corriente ascendente. Pero un grupo de ingenieros polacos intentó refutar esta opinión. Demostraron que, bajo determinadas condiciones, el paracaídas puede elevarse.
Recordemos un juego familiar desde la infancia. Si soplas un pequeño paracaídas (una semilla de diente de león) desde abajo, se elevará. Por supuesto, la comparación entre un diente de león y un paracaídas moderno sólo se puede hacer de forma condicional: los inventores polacos crean una corriente de aire ascendente verticalmente utilizando potentes ventiladores. Pero ni siquiera el viento normal puede descartarse, dice el estadounidense Jack Carman y ofrece un juguete: una cometa con paracaídas (Fig. 4).
El flujo de aire golpea la capota ligeramente inclinada del paracaídas y lo levanta. Estructuralmente, el modelo no se diferencia de los conocidos paracaídas para niños (ya escribimos sobre uno de ellos en el Apéndice No. 4, 1974). Pero también hay diferencias. Por ejemplo, para estabilizar el vuelo, se une una cola al paracaídas de la cometa y se fija un tubo telescópico en el centro debajo de la cúpula. Sirve al mismo tiempo como marco rígido y como regulador de la posición del centro de gravedad del modelo.
disco en vuelo
El dispositivo adquirirá una buena estabilidad en vuelo si se le da la forma de un disco. Una de las variantes de un disco volador se muestra en la Figura 2 (ver página 6). El modelo es muy similar a dos conos bajos plegados. Pero los conos no vuelan bien, dice el inventor Wilbur Bodel de Suiza, por lo que complementa el diseño con una quilla, así como con un pequeño peso que desplaza el centro de gravedad hacia abajo (aumentando así la estabilidad del dispositivo) y un agujero. en la parte inferior de la piel. ¿Pero para qué sirve este agujero?
En las alturas el viento sopla más fuerte que en el suelo. Esto significa que no sólo cambia su velocidad, sino también su presión. ¿Es posible utilizar diferencias de presión para crear un empuje de chorro adicional? Resulta que es posible. Cuando hay una fuerte ráfaga de viento, la cavidad interna de la cometa se llena con una cantidad de aire ligeramente mayor. Esto significa que se crea un exceso de presión dentro de la cometa. Cuando la ráfaga se debilita, la presión exterior cae y el aire del interior sale corriendo por el agujero de la carcasa. Aparece una corriente en chorro, aunque débil. Esto es lo que crea un impulso adicional. Un rasgo característico de esta cometa es que se puede volar de noche. Para ello, en lugar de un peso, Bodel instala una linterna en miniatura con un reflector, una bombilla y una batería de 1,5 V.
En la figura “Vista lateral” se puede ver que el marco de la cometa está ensamblado a partir de muchos listones rígidamente unidos entre sí. Preste atención a los nudos característicos que conectan los listones con el anillo exterior, el cubo y la quilla.
Pero el avión de disco del ingeniero francés Jean Bortier ya tiene tres quillas. Despega bien, maniobra suavemente en el aire, incluso con vientos fuertes y cuelga inmóvil de una correa con vientos suaves. Te contamos con más detalle cómo hacerlo (ver figura en la página 10).
Como muchas otras cometas, su estructura está hecha de finos listones de madera, sujetos con un borde de alambre y cubiertos con papel fino. Entonces, todo en orden.
Prepare cuatro listones pares con una sección transversal de 3x3 mm para el marco, dóblelos como se muestra en la figura "Vista superior", péguelos en el centro, átelos con hilos y cúbralos con pegamento. A lo largo del perímetro del marco, doble un borde de alambre de acero con un diámetro de 0,4-0,5 mm y átelo con hilos y péguelo a los extremos de las lamas (ver figura). Conecte los extremos de la llanta y envuélvalos con hilos y pegamento. Lo más conveniente es acoplarlos al frente, en la zona del riel central “a”. Si no tiene el cable adecuado, haga un borde con un hilo grueso. No olvides pegarlo a las lamas.
Cubra el disco y las quillas con papel de seda o papel periódico. Pegue la piel al disco desde abajo; esto reducirá significativamente la resistencia del modelo. Pero también puedes poner papel encima. Es cierto que entonces habrá que pegar la piel a todas las lamas y al borde, de lo contrario una fuerte ráfaga de viento la arrancará.
Instale tres quillas en la superficie inferior del disco (puede arreglárselas con una o dos, pero luego habrá que aumentar el tamaño de las quillas): los bordes de las quillas son más fáciles de hacer con listones finos de bambú o pino. Estos materiales se doblan fácilmente y se pueden obtener contornos suaves.
Si quieres hacer una cometa grande, no olvides reforzar su estructura con dos o tres lamas más.
Ate una brida a la cometa terminada: tres hilos cortos. Mantienen el modelo en el ángulo de ataque requerido. Cortar el hilo central de la brida por la mitad y atar sus extremos a un anillo compensador de goma. Este anillo, que se estira durante fuertes ráfagas de viento y sacudidas inesperadas, elimina parte de la carga del marco. Ata un pasamanos a la brida. Para una cometa pequeña, son adecuados los hilos ásperos (cordón). Pruebe el modelo terminado.
Como ya hemos dicho, una cometa de disco se puede volar incluso con vientos suaves. Y si no hay ninguno, intenta lanzar el modelo, remolcándolo detrás de ti mientras corres.
Esté preparado para cualquier sorpresa. Si la cometa de repente vuela en bucles o comienza a descender bruscamente, no dude en soltar el pasamanos de sus manos: el modelo no se romperá cuando toque el suelo. Levante la cometa y examínela con atención; corregir distorsiones; si es necesario, reduzca el ángulo de ataque (aumente la longitud de la línea central) y vuelva a volar la cometa. Si no se puede ajustar, significa que el plano del disco está irremediablemente torcido. Intente sujetar una cola al modelo con una tira de papel, o con un haz de hilos de un metro y medio de largo, o con un trozo de papel en un hilo.
En lugar de un marco... aire
Muchos inventores no utilizan listones ni papel para hacer sus modelos, sino... aire.
Mire la Figura 5. Esta es una cometa inflable del inventor canadiense Paul Russell (consulte la página 7). En la imagen sólo parece complicado por fuera. Muy sencillo: dos hojas de material hermético fueron todo lo que Russell necesitó para hacer el modelo. Las costuras de soldadura longitudinales y transversales dividen el volumen interno en varias cavidades inflables interconectadas. Las costuras confieren a toda la estructura la resistencia volumétrica necesaria. Y además. El cuerpo inflado no tiene bordes afilados que sobresalgan. Esto significa que no habrá turbulencias en la superficie de la cometa inflable y, por tanto, el modelo será estable en vuelo. Pero hacer una cometa así no es fácil: se requieren ciertas condiciones de trabajo.
El modelo del ingeniero finlandés S. Ketola (ver figura en la página 11) es mucho más fácil de fabricar.
¿Es posible pensar en algo más sencillo? Tomé dos trozos de película plástica, los soldé a lo largo de los bordes y en el medio con una plancha caliente o un soldador, y la cometa estaba lista. Pero ¿cuántos de vosotros sabéis soldar film para que las costuras queden herméticas? Advertimos de antemano a los modeladores novatos: esta operación no es fácil. Antes de comenzar a hacer una cometa, intente soldar varias costuras en una bolsa de plástico y pruébelas para detectar fugas. Utilice una plancha con regulador de temperatura. No olvide desengrasar los espacios en blanco de polietileno antes de soldar.
Según las dimensiones indicadas en la figura, recorta dos espacios en blanco de la película. Colóquelos juntos y, alejándose del borde de 10 a 15 mm, pase lentamente el borde de una plancha caliente o un soldador a lo largo de todo el perímetro de las piezas de trabajo. En tres lugares de la costura resultante: en los lados, en la parte inferior y en la parte superior en cualquier lugar, deje pequeños agujeros. A través de ellos inflarás a las serpientes. Luego suelde las piezas de trabajo en diagonal. Y para estar seguro de que las costuras están bien ajustadas, derrita los bordes de las piezas de trabajo al fuego de una vela. Haga esto en el dispositivo que se muestra en la figura.
Para sujetar las bridas y la cola, haga seis agujeros con un diámetro de 1-2 mm en las costuras. Haga esto con una uña muy fría o con la punta de la llama de una vela.
Infle el modelo terminado y suelde los agujeros en la costura exterior con una vela o, doblando los bordes de la piel por la mitad, fíjelos con clips, después de mojar los agujeros con agua o lubricarlos con aceite técnico.
Una vez que haya aprendido a hacer pequeñas cometas inflables, intente hacer y volar un modelo más grande, de uno o dos metros de largo. ¿Pero eres lo suficientemente fuerte para abrazarla?
Aquí hay un modelo (Fig. 7, p. 8). ¿Pero cual? “Helicóptero”, probablemente pensaremos algunos de nosotros al ver los rotores. “Una cometa”, dirán otros, notando la brida y el riel del modelo.
El flujo de aire entrante golpea el plano de la cometa (en este caso, el rotor), surge una fuerza de elevación y el modelo se eleva. Esto podría haber sucedido si el rotor se hubiera detenido. Pero gira, lo que significa que la fuerza de elevación también se produce en sus palas. En consecuencia, durante el vuelo la cometa recibe un impulso adicional de energía, empujando el modelo hacia arriba. Como puedes ver, existen ventajas obvias sobre otros tipos de cometas.
Y esta cometa-helicóptero fue fabricada en Brasil por R. Fugest (Fig. en la página 10). En nuestra opinión, el modelo brasileño es el más interesante de la subclase de aviones tipo helicóptero. Esta cometa tiene tres rotores: dos rotores y una cola. Los rotores principales, que giran en diferentes direcciones, crean sustentación y los rotores de cola estabilizan la posición del modelo durante el despegue y lo mantienen en altitud. El diseño de la cometa es sumamente sencillo.
El marco se ensambla a partir de dos listones longitudinales, pegados en ángulo, y dos listones transversales. Las lamas van pegadas entre sí y reforzadas con hilos y cola para mayor rigidez. Los rotores principales están instalados en las cremalleras transversales y los rotores de cola en las longitudinales. Para garantizar que todos los rotores giren fácilmente, están montados sobre ejes de alambre.
La fabricación de rotores es la operación más crítica. Es necesario pegar las piezas con cuidado, sin apresurarse. La fuerza de elevación de la cometa depende de qué tan bien hagas el rotor.
Le ofrecemos dos opciones de rotor, pero puede haber más. Intente diseñar un rotor usted mismo. Pruébalo. Mientras tanto, hablemos de los que se muestran en la figura.
Primera opción. Este rotor es más adecuado para modelos grandes. Una cometa de cuatro, seis u ocho palas despega bien y se mantiene bien en altitud. El rotor está hecho así.
Pegue dos listones de pino o bambú en forma transversal y cúbralos con papel Whatman o chapa de tilo (abedul). En el centro del rotor, en ambos lados, coloque una arandela de madera contrachapada delgada, chapa o celuloide y taladre un orificio pasante para el eje.
Segunda opción. Este rotor se parece al molinete de un niño. Es bueno para una cometa pequeña y ligera.
Dicho rotor se ensambla a partir de finas tiras de bambú (sección transversal de 3x3 en el centro y 1,5x1,5 mm en los extremos), papel de seda o periódico, dos arandelas (chapa, celuloide) e hilo fuerte. Pega las lamas como se muestra en la figura y tira de sus extremos hasta la base de las lamas con hilos.
¿Serpiente o molinete?
Mientras observaba el vuelo de un proyectil de artillería, Gustav Magnus descubrió un extraño fenómeno: cuando había viento lateral, el proyectil se desviaba del objetivo hacia arriba o hacia abajo. Surgió la suposición de que esto no podría hacerse sin fuerzas aerodinámicas. ¿Pero cuáles? Ni el propio Magnus ni otros físicos pudieron explicar esto, y quizás por eso el efecto Magnus no encontró aplicación práctica durante mucho tiempo. Los futbolistas fueron los primeros en encontrarle uso, aunque desconocían la existencia de este efecto. Probablemente todos los niños saben lo que es una "hoja seca" y han oído hablar de los maestros de este golpe: Salnikov, Lobanovsky y otros.
Hoy en día, la física del efecto Magnus se explica de forma sencilla (sobre esto, ver "Joven técnico", 1977, núm. 7). Ahora existe incluso toda una subclase independiente de cometas, cuyo principio de vuelo se basa en el efecto Magnus. Uno de ellos está frente a usted (Fig. 6 en la página 8). Su autora es la inventora estadounidense Joy Edwards. Esta cometa recuerda un poco a un molinete. En vuelo, el cuerpo de la cometa, como el proyectil de artillería observado por el físico alemán, gira alrededor de su eje. Al mismo tiempo, las palas convierten la presión del viento en fuerza de sustentación y la estabilidad de las cometas se mantiene gracias al cuerpo simétrico y aerodinámico y a la quilla redonda.
Así está diseñada una serpiente. La varilla central de sección rectangular, la quilla redonda y las palas del ala forman un cuerpo bastante fuerte, que gira sobre dos ejes unidos a los extremos de la varilla. Las orejas y la brida conectan el cuerpo al riel. Cabe destacar que las cometas de este tipo son un área casi intacta de creatividad inventiva.
Ahora intente hacer el modelo inventado por el estadounidense S. Albertson (Fig. en la página 11). El principio de funcionamiento de la serpiente Magnus (como el autor llama a su modelo) es claramente visible en la figura.
Los semicilindros, montados sobre listones y cerrados en los extremos con discos, giran alrededor de sus ejes bajo la presión del flujo de aire entrante. Si enganchas una brida a estos ejes y los atas al riel, el dispositivo despegará fácilmente.
La cometa consta de un marco con ejes, dos semicilindros, cuatro semidiscos y una brida. El marco está formado por cuatro lamas longitudinales y dos transversales (pino, bambú). Empieza con eso.
Pegue las lamas y envuelva bien las uniones con hilo y pegamento. Doblar los extremos de las lamas longitudinales centrales con un soldador, como se muestra en la figura, pegar y atar con hilos. Luego, colóqueles los ejes de alambre (el accesorio es el mismo que para la cometa del helicóptero). Ata las bridas a los mismos ejes.
Doble los semicilindros de papel Whatman y péguelos a las lamas longitudinales del marco. Por último, instale las quillas en el marco. (Cada uno de ellos está hecho de dos medios discos). Pégalos a las lamas transversales desde el interior para que las lamas queden hacia afuera.
Así que has construido y volado las cometas de Magnus. ¿Que sigue? Intente experimentar con este avión. Por ejemplo, aumenta el tamaño de los medios cilindros y del cuerpo de la cometa. O haz una guirnalda voladora con varias cometas (ver imagen). Pruebe el modelo. Háganos saber sobre los resultados del experimento.
V. ZAVOROTOV, ingeniero, A. VIKTORCHIK, ingeniero, maestro de deportes de la URSS
Fig. N. KIRSANOV y V. SKUMPE
Edad: 13 años
Lugar de estudio: MBOU “Escuela-gimnasio No. 10” que lleva el nombre. E.K. Pokrovsky, Simferopol, República de Crimea, Federación de Rusia
Jefe: Roman Vitalievich Krivoshchekov, metodólogo del departamento de física y matemáticas de PDO GBOU DO República de Crimea MAN “Iskatel”, Simferopol
Trabajo de investigación histórica sobre el tema:
Cometas: ¿diversión infantil o aeronáutica práctica?
Plan
1. Introducción
2 Historia de la aparición y uso de las cometas.
3 ¿Por qué y cómo vuela una cometa?
4 tipos de cometas
6 Lista de referencias
Introducción
Muchos padres, a la hora de comprar una cometa para sus hijos, ni siquiera se dan cuenta de que hacer y volar cometas, por un lado, es una diversión infantil que atrae a personas de todas las edades, y por otro, es un hobby que promueve la desarrollo de la observación, el ingenio y el potencial creativo. Y a primera vista, un juguete tan simple y común para nosotros no es tan simple como podría parecer.
objetivo del trabajo- estudiar la cometa como avión, identificar áreas de aplicación, diseñar y volar la cometa.
Tareas:- estudiar la historia de las cometas;
Descubra los tipos y áreas de su aplicación;
Descubra por qué y cómo vuela una cometa;
Diseña una cometa y pruébala.
Historia del origen y uso de las cometas.
La historia de las cometas se remonta a la antigua China y se remonta al menos a 2.000 años. La historia del origen de la cometa se basa principalmente en tradiciones y leyendas, porque Los materiales con los que estaban hechas las cometas (madera, papel, tela, hojas y ramas de árboles) se destruyeron con bastante rapidez. Los hallazgos arqueológicos más antiguos se remontan a unos 200 años.
Las serpientes se construyeron en forma de mariposas, pájaros, peces y escarabajos, que se pintaron en colores brillantes. La más común era la serpiente dragón, que parecía mitad cocodrilo, mitad serpiente.
Posteriormente, se empezaron a construir cometas en forma de marcos planos cubiertos con papel o tela. Ya no se parecían a la serpiente de los cuentos de hadas, pero el nombre ha sobrevivido hasta el día de hoy.
Desde el principio de su existencia, la cometa se utilizó en tres áreas principales: operaciones militares, rituales y la vida cotidiana. El uso de una cometa con fines militares se limitaba principalmente a medir la distancia a los objetos enemigos e intimidar a los enemigos. En la historia de Rusia también hay referencias a las cometas: en 906, durante la toma de Constantinopla, el príncipe Oleg ordenó que se fabricaran muchas cometas con forma de jinetes y soldados de infantería para infundir terror a los defensores de la ciudad: De repente vio ese innumerable ejército ruso.
Las cometas también se utilizaban en rituales. Se creía que al acercarse un poco más al cielo, donde vivían los dioses, y al atraer su atención con su apariencia brillante, había más posibilidades de atraer la atención de los dioses hacia las oraciones de las personas. Entonces, por ejemplo, al volar una cometa, ahuyentaron a los espíritus malignos y se protegieron de las fuerzas del mal, las enfermedades y pidieron una rica cosecha.
Las cometas también se utilizaban en Asia para pescar, ahuyentar a los pájaros de los cultivos, para elevar materiales de construcción a lo alto de los edificios y, por supuesto, como juguetes.
Los científicos también observaron más de cerca este juguete infantil. El famoso físico, matemático y astrónomo Leonhard Euler escribió: “La cometa, un juguete infantil descuidado por los adultos, algún día será objeto de una investigación profunda”. Y no se equivocó. En 1749, el astrónomo escocés A. Wilson levantó un termómetro sobre una serpiente para medir la temperatura del aire en altitud. El famoso científico estadounidense B. Franklin, utilizando cometas, realizó una investigación sobre la electricidad atmosférica y demostró que un rayo durante una tormenta no es más que una descarga eléctrica de enorme fuerza. Habiendo descubierto la naturaleza eléctrica de los rayos como resultado de estos estudios, Franklin inventó el pararrayos.
El gran científico ruso Mikhail Lomonosov también construyó cometas para estudiar la electricidad en la atmósfera. El 26 de junio de 1753, Lomonosov “con la ayuda de una cometa extrajo un rayo de las nubes”. Voló una cometa en medio de una tormenta y liberó una descarga de electricidad estática a lo largo de la cuerda utilizada como conductor. Estos experimentos casi le cuestan la vida, pero su seguidor, el académico Richman, murió a causa de una descarga eléctrica.
En el siglo XIX, las cometas también se utilizaban mucho para observaciones meteorológicas. A principios del siglo XX, las cometas contribuyeron a la creación de la radio. COMO. Popov utilizó serpientes para elevar las antenas a una altura considerable. Es importante señalar el uso de cometas en el desarrollo de los primeros aviones. En particular, A.F. Mozhaisky, antes de iniciar la construcción de su avión, realizó una serie de pruebas con cometas. A partir de los resultados de estas pruebas se eligieron las dimensiones del avión que deberían proporcionarle suficiente fuerza de elevación.
Las capacidades prácticas de la cometa atrajeron la atención de los militares. En 1848 K.I. Konstantinov desarrolló un sistema para rescatar barcos en peligro cerca de la costa utilizando cometas. Durante la Primera Guerra Mundial, tropas de varios países utilizaron cometas para elevar observadores, observadores de fuego de artillería y reconocimiento de posiciones enemigas. Las cometas también se utilizaron en los frentes de la Gran Guerra Patria. Por ejemplo, con su ayuda nuestros soldados repartieron panfletos.
En los años de la posguerra, las cometas se convirtieron en una actividad apasionante para los escolares. Pero además, también se utilizan a menudo en el campo de la meteorología para la investigación y observación de las capas inferiores de la atmósfera. Las cometas de caja levantan instrumentos que registran la temperatura, la presión, la humedad y la dirección del viento en altitud. En la lejana Antártida, nuestros científicos utilizaron ampliamente las serpientes para estudiar la atmósfera hasta una altitud de aproximadamente 1000 m.
Hoy en día, las cometas no están olvidadas; viven una vida plena y activa. Las cometas ayudan a los meteorólogos a estudiar la atmósfera superior. A la serpiente se le puede conectar no solo un barómetro y un termómetro, sino también equipos de fotografía y video, y posteriormente utilizar los datos obtenidos para mapas topográficos. Utilizar una cometa para estos fines es mucho más rentable, sencillo y económico que utilizar equipo de vuelo pesado. Además, los radioaficionados, como hace 100 años, todavía utilizan una cometa para recibir una señal estable.
La cometa también tiene sus propias vacaciones. Cada año, el segundo domingo de octubre, se celebra en todo el mundo el Día Mundial de la Cometa.
¿Por qué y cómo vuela una cometa?
Una cometa pertenece a una máquina voladora más pesada que el aire. ¿Por qué se eleva la serpiente y qué la mantiene en la cima? La condición principal para ello es el movimiento del aire en relación con la cometa. La velocidad y dirección del viento cambian constantemente. No sólo las montañas, sino también las casas, puentes, edificios y árboles desvían el viento en la superficie de la tierra desde su dirección horizontal. Entonces, ¿cómo vuela una cometa? Un dibujo simplificado ayudará a responder esta pregunta. Sea la línea AB el corte de una cometa plana y deje que fluya el ángulo con el viento que se aproxima. Consideremos qué fuerzas actúan sobre las serpientes en vuelo. Durante el despegue, una densa masa de aire impide que la cometa se mueva, es decir, ejerce cierta presión sobre ella. Denotemos la fuerza de presión F1. Ahora construyamos un paralelogramo de fuerzas y descompongamos la fuerza F1 en dos componentes: F2 y F3. La fuerza F2 empuja la cometa hacia nosotros, lo que hace que a medida que asciende reduce su velocidad horizontal inicial. Por tanto, es una fuerza de resistencia. Otra fuerza F3 tira de las cometas hacia arriba, esta es la fuerza de elevación.
Al levantar las cometas en el aire, aumentamos artificialmente la fuerza de presión F1 sobre la superficie de la cometa. Pero la fuerza F1, como ya sabemos, se divide en dos componentes: F2 y F3. La masa del modelo es constante y el pasamano impide la acción de la fuerza F2. Esto significa que la fuerza de elevación aumenta y la cometa despega. Se sabe que la velocidad del viento aumenta con la altura, porque cuanto más alto estás del suelo, menos objetos impedirían su movimiento. Por eso, al lanzarlo, intentan elevar la cometa a una altura donde el viento pueda soportarla.
tipos de cometas
Todas las cometas se pueden dividir en dos grupos principales: no controladas y controladas.
Las cometas incontrolables incluyen las conocidas cometas que, al elevarse hacia el cielo, se encuentran aproximadamente en el mismo punto y cuyo movimiento sólo puede verse influenciado por el flujo de aire entrante.
Las serpientes incontrolables más simples son planas. Los antepasados de todas las cometas tienen un marco plano. La estabilización se logra gracias a la forma de la cometa, los flujos de aire en la vela y las colas. Los ejemplos incluyen la cometa rusa, la cometa india, la cometa estrella y la cometa de ala delta.
Las cometas curvas tienen una curva transversal en su diseño que les permite ser más estables que las cometas planas, eliminando la necesidad de utilizar una cola para la estabilización, mejorando así el rango de viento de la cometa. La flexión de la estructura se logra mediante un elemento de conexión especialmente curvado o tirando de los elementos transversales del marco como si fuera un arco.
Después de familiarizarnos con los diseños de las cometas planas, aprendimos que ni la longitud ni el ancho de la mayoría de las cometas planas superan 1 m. ¿Por qué es así? Para responder a esta pregunta, debemos considerar dos parámetros importantes: sustentación y fuerza de la cometa. Es difícil hacer una cometa plana con una gran envergadura sin aumentar significativamente la resistencia de sus elementos. Pero un aumento en la resistencia conduce a un aumento en el ancho y el grosor de los elementos estructurales del marco, lo que afecta la masa de la cometa. Es imposible aumentar la masa indefinidamente; llega un momento en el que la fuerza de elevación ya no es suficiente para que la cometa despegue. Los inventores intentaron sortear esta contradicción. Así aparecieron las cometas en forma de caja, cuya fuerza es mucho mayor que la de las cometas planas.
Serpientes de caja. Las cometas de este grupo tienen un marco espacial, son verdaderamente tridimensionales y, gracias al marco, la estabilidad aumenta aún más y un aumento en los planos de trabajo conlleva un aumento en la fuerza de elevación. Todo el mundo conoce bien este tipo de cometas, que llevan el nombre de sus diseñadores, como la cometa Haragrav y la cometa Potter.
Serpientes no rígidas. Se trata de un grupo híbrido de cometas, cuya principal diferencia es que la forma la toma el flujo de aire entrante. Al mismo tiempo, el diseño todavía utiliza elementos de marco rígidos y semirrígidos separados.
Serpientes sin marco. La forma que adopta el aire que penetra en el interior de la cometa y la ausencia total de marco como tal son las características distintivas de este grupo. Las principales ventajas son la total libertad en el tamaño y la forma de la cometa y el bajo peso.
Las cometas controladas incluyen cometas cuyo vuelo puede controlarse mediante la presencia de dos o más líneas.
Doble linea. Los aviones, los llamados cometas deportivas o acrobáticas, suelen tener forma triangular (en forma de delta) con dos líneas, una en cada mano. Gracias a las líneas, es posible controlar la dirección de vuelo de esta cometa. Además, por su diseño, la cometa es capaz de maniobrar no sólo en dos planos respecto al piloto, sino también en un tercer plano.
Cuatro líneas. Cuatro líneas unidas a dos mangos te permiten controlar completamente el ángulo de ataque de estas cometas. Bajo el control del piloto, la cometa es capaz de volar en cualquier dirección, girar y detenerse en cualquier punto de la ventana de viento.
Sin marco. En esta categoría de cometas controladas existen cometas diseñadas para remolcar; pueden ser de dos o cuatro líneas. La vela toma su forma tanto por el flujo que viene como por el marco formado por aire comprimido. El objetivo principal es remolcar a una persona.
Hemos analizado los principales tipos de cometas, pero hay cometas que se diferencian de ellas por el diseño y los materiales utilizados. Veamos algunos de ellos.
Serpientes según el principio WUA. Se sabe que los vehículos con colchón de aire (AHV) suben debido a la diferencia de presión: la presión debajo es siempre mayor que arriba. Y la estabilidad del dispositivo se crea mediante un dispositivo especial que distribuye uniformemente el flujo de gas a lo largo de todo el perímetro. Las serpientes también pueden volar siguiendo este principio.
La cometa es un paracaídas. El flujo de aire golpea la capota ligeramente inclinada del paracaídas y lo levanta. Para estabilizar el vuelo, se adjunta una cola al paracaídas de la cometa y se fija un tubo telescópico en el centro debajo de la cúpula. Sirve al mismo tiempo como marco rígido y como regulador de la posición del centro de gravedad del modelo.
Disco de serpiente. La forma de esta cometa proporciona una buena estabilidad en vuelo. El modelo es muy similar a dos conos bajos plegados. El diseño se complementa con una quilla, así como con un pequeño peso que desplaza el centro de gravedad hacia abajo y aumenta así la estabilidad del aparato, y un orificio en la parte inferior de la carcasa. Este agujero permite aprovechar las diferencias de presión que se crean durante las fuertes ráfagas de viento.
Serpientes molinete. Los hilanderos, que giran bajo la influencia del flujo de aire que se aproxima, crean no solo una superficie que desempeña el mismo papel que el plano de una cometa plana o en forma de caja, sino que también, gracias al ángulo de ataque, crean una fuerza de elevación adicional. . Esto permite, en igualdad de condiciones, hacer cometas más pequeñas.
Helicóptero serpiente. En la ciudad puede resultar difícil encontrar una gran zona abierta donde poder correr libremente con una cometa. Un helicóptero cometa no requiere mucho espacio para su lanzamiento y el mal tiempo no es un obstáculo para ello.
Serpientes con difusores. Decidimos construir y probar este tipo de cometa. El diseño de una cometa de este tipo es muy sencillo. Las dos lamas se fijan transversalmente en el centro y se atan en los bordes con un hilo fuerte. La cometa se recubre con tela impermeable cortavientos, a la que se le fija un difusor del mismo tejido (foto 1). Volamos nuestra cometa en el estadio de la escuela. (foto 2). El aire que pasa a través del difusor a una velocidad cada vez mayor aumenta la velocidad de la cometa y, lo que es más importante, le da estabilidad adicional en vuelo (foto 3,4,5).
foto 1 
foto 2
foto 3 
foto 4 
foto 5
conclusiones
Basado en mi investigación, llegué a las siguientes conclusiones:
1 La cometa tiene una larga historia. Fueron construidos con diferentes materiales y se les dio diferentes formas.
2 El uso y uso de una cometa era muy diverso: en operaciones militares, rituales, la vida cotidiana, así como para el estudio de fenómenos físicos. Y por supuesto, siempre se utilizó como juguete para niños.
3 Hoy en día, la cometa no se utiliza con fines de defensa y su papel en la investigación científica no es muy significativo, pero para las personas interesadas en la aeronáutica, ayuda a comprender los principios básicos del vuelo de todas las aeronaves.
Por tanto, podemos decir con seguridad que una diversión infantil como una cometa es, ante todo, un ejemplo de aeronáutica práctica.
Lista de literatura usada
- www.kite.ru/news/kitestaff/the-kite-story.php
Ermakov A.M. Los modelos de aviones más simples: un libro para estudiantes de 5º a 8º grado. - M.: Educación, 1984. - 160 p.: enfermo.
Zavorotov V.A. De la idea al modelo: un libro para estudiantes de 4º a 8º grado - M., Prosveshchenie, 1988. - 160 págs.: ill. - (Hazlo tu mismo).
Perelman Ya.I. Física entretenida. Libro uno. - M.: Nauka, 1976. - 224 págs.: ill.
prokite.ru/kites/tipyi-vozdushnyih-zmeev/
O. BULANOVA
Las cometas se inventaron en China incluso antes de que los historiadores comenzaran a escribir sus crónicas. Los chinos comenzaron a fabricar las primeras cometas con bambú y hojas de plantas. Después de la invención de la seda en el 2600 a.C. Los chinos comenzaron a fabricar cometas con bambú y seda.
Los manuscritos chinos hablan de cometas con forma de pájaros, peces, mariposas, escarabajos y figuras humanas, que estaban pintadas con los colores más brillantes.
El tipo más común de serpiente china era el dragón, una fantástica serpiente alada. Un enorme dragón elevado en el aire era un símbolo de poderes sobrenaturales.
Hay muchas historias en el folclore chino sobre el vuelo de cometas tanto por placer como por negocios. Se utilizaron con mayor frecuencia con fines militares. Además, los chinos utilizaban cometas para medir la distancia entre su ejército y los muros del castillo enemigo.
Dicen que el comandante Han Xin, tratando de rescatar al emperador, lanzó una cometa desde su campamento y, utilizando la longitud de la cuerda, determinó la distancia exacta al muro de la capital sitiada, gracias a la cual pudo crear un túnel.
Además, con la ayuda de cometas, exploradores y observadores fueron elevados al cielo.
Hay una leyenda que en el año 202 a.C. El general Huang Teng y su ejército estaban rodeados de oponentes y corrían peligro de destrucción total. Se dice que una ráfaga de viento aleatoria le arrancó el sombrero de la cabeza al general, y luego se le ocurrió la idea de crear una gran cantidad de cometas equipadas con dispositivos de sonido.
Según las crónicas chinas, el emperador chino Liu Bang, asediado en su capital, los lanzó sobre el campamento rebelde. Supuestamente invisibles por la noche, las serpientes equipadas con silbatos emitían sonidos terribles que desmoralizaban a los soldados enemigos.
En plena noche, estas cometas volaron sobre las cabezas del ejército enemigo, quienes, al escuchar misteriosos aullidos en el cielo, entraron en pánico y huyeron.
Sin embargo, en el Sudeste Asiático y Nueva Zelanda aparentemente se inventó un dispositivo que puede flotar en el aire independientemente de China. Estaba hecho de hojas de palma y se usaba para pescar colgando anzuelos de un hilo que flotaba sobre el agua. Además, los campesinos lo utilizaban como espantapájaros en el jardín.
No debemos olvidarnos del significado religioso de las cometas: en la mayoría de las culturas del Lejano Oriente, un hilo que se extendía hacia el cielo servía como símbolo de conexión con los dioses del aire y las almas de los antepasados. En Tailandia, fue diseñado para ahuyentar las lluvias monzónicas.
En el siglo VII La cometa voló a Japón. Quizás fueron traídos al país por misioneros budistas en la antigüedad, alrededor del año 618-907.
En Japón, las cometas ganaron popularidad; comenzaron a darles forma de grulla, pez y tortuga. Las cometas comenzaron a aparecer en forma de lienzos pintados de colores.
En los dibujos japoneses antiguos también se pueden encontrar imágenes de cometas, que tenían una forma significativamente diferente a la de las chinas.
Las cometas en este país sirvieron como vínculo entre el hombre y los dioses. Se volaban cometas para ahuyentar a las fuerzas del mal, protegerse de las desgracias y garantizar una buena cosecha y salud.
Son muy numerosas las historias sobre cómo estos dispositivos levantaban en el aire “galletas”, materiales de construcción e incluso personas. Por ejemplo, el samurái Tamemoto y su hijo fueron exiliados a la isla Hachijo. Este Dédalo japonés construyó una cometa gigante, en la que su hijo logró volar lejos de la isla.
La trama es aparentemente un cuento de hadas, pero históricamente están atestiguadas las serpientes "Van-Van", con una envergadura de alas de 24 m y una longitud de cola de 146 m. Un coloso de este tipo que pesa alrededor de 3 toneladas podía levantar fácilmente a una persona en el aire.
En la India, las peleas de cometas han ganado popularidad; todavía atraen a grandes multitudes de espectadores durante la festividad de Makar Sankranti.
Las cometas se generalizaron en Corea. Al principio, su uso fue de carácter puramente religioso, y luego volar cometas se convirtió en una forma fascinante de actividad y espectáculo.
En Malasia, las cometas también eran populares. Una cometa malaya típica tiene la forma de un triángulo simétrico y curvilíneo. Su armazón consta de tres varillas que se cruzan y el revestimiento está hecho de tela gruesa.
En Europa, por supuesto, también tenían una idea de la fuerza sustentadora del viento. Seguramente a los marineros griegos más de una vez les arrancaron las velas y revolotearon en el aire, y a los tontos romanos una ráfaga les arrancó el sombrero y éste voló sobre sus cuerdas.
No se requiere ningún ingenio especial para crear una cometa. Y, sin embargo, el hecho es que lo único que se le ocurrió a Occidente es “dragón” (la palabra griega para serpiente).
Entonces, desde aproximadamente el año 100 d.C. Llamado estandarte de caballería romana con la forma de un moderno cazamariposas, sólo que más largo. El “dragón” se hinchaba con el viento (indicando su dirección a los arqueros), se retorcía y asustaba al enemigo con su silbido. La cola cilíndrica y fluida de la veleta, hecha de tela que se retorcía como el cuerpo de un dragón, daba confianza a los jinetes y creaba una apariencia amenazadora que infundía miedo al enemigo.
Las veletas también indicaban a los arqueros la dirección y fuerza del viento. Pero un eje corto no es un hilo que sube. En comparación con las obras maestras orientales, la idea de un "dragón" debería considerarse muy mundana.
En general, según las tradiciones europeas, la invención de las cometas se atribuye al matemático griego Arcitas de Tarento, quien hacia el 400 a.C. diseñó un pájaro de madera basándose en la investigación sobre el vuelo de las aves. Se cree que se inspiró en la visión de un pájaro cometa chino.
Son interesantes los registros antiguos sobre las primeras aplicaciones prácticas de las cometas; uno de ellos dice que en el siglo IX. Los bizantinos supuestamente levantaron a un guerrero en una cometa, quien desde lo alto arrojó sustancias incendiarias al campamento enemigo.
En 906, el príncipe Oleg de Kiev utilizó cometas durante la captura de Constantinopla. La crónica dice que “caballos y personas de papel, armados y dorados” aparecieron en el aire sobre el enemigo.
Y en 1066, Guillermo el Conquistador utilizó cometas como señalización militar durante la conquista de Inglaterra. Pero, lamentablemente, no se han conservado datos sobre la forma de las antiguas cometas europeas, sus propiedades estructurales y de vuelo.
El inquieto Marco Polo, que regresó de China en 1295, presentó a sus compatriotas el vuelo de la cometa. Me gustó el juguete, pero no se hizo popular. El primer dibujo europeo (inacabado) de una cometa tipo “cobra tailandesa” data del año 1326.
En 1405 apareció la primera descripción correcta de una cometa, en un tratado sobre tecnología militar. Y en una imagen de 1618 que representa la vida en la ciudad holandesa de Middelburg, vemos a niños volando cometas con la forma de diamante que nos resulta familiar hoy en día.
Pero sólo en el siglo XVII. Las cometas se volvieron comunes en Europa. A principios del siglo XVIII. La afición a volar cometas ya era muy popular. Las cometas se utilizaban en espectáculos fascinantes y en diversos espectáculos, y no sólo como un juguete inofensivo para los niños.
Por tanto, en Europa este artículo no adquirió ningún significado místico ni religioso. Pero adquirí conocimientos científicos, aunque no de inmediato. En 1749, el meteorólogo escocés Alexander Wilson elevó un termómetro a una altitud de 3000 pies.
Tres años más tarde, Benjamin Franklin realizó un famoso experimento con electricidad en Filadelfia: durante una tormenta, voló una cometa con un trozo de cable adherido. Inmediatamente todo se mojó por la lluvia. Resultado: la llave de metal en las manos de Franklin brillaba. Habiendo descubierto la naturaleza eléctrica de los rayos con la ayuda de una cometa, Franklin inventó el pararrayos.
Las cometas fueron utilizadas para estudiar la electricidad atmosférica por el gran científico ruso Mikhail Lomonosov y el físico inglés Isaac Newton.
Newton, cuando aún era un escolar, llevó a cabo varios experimentos prácticamente no registrados sobre la forma más económica de cometa.
En 1826, George Pocock patentó un carro impulsado por una cometa: alcanzaba velocidades de hasta 30 km/h, y Pocock asustó a los campesinos conduciendo por las afueras de Bristol en un carro sin caballos.
En 1847, cuando cruzaban las cataratas del Niágara, se lanzó la primera cuerda de orilla a orilla (250 m) utilizando una cometa.
Surgieron muchas otras ideas: por ejemplo, utilizar cometas para rescatar a personas de un barco que se hundía. Los investigadores han realizado muchos experimentos relacionados con el levantamiento de todo tipo de cargas, además de personas. Desde 1894, las cometas se utilizan sistemáticamente para estudiar la atmósfera superior.
El científico australiano Lawrence Hargrave realizó importantes mejoras en la cometa en los años 90. siglo XIX En 1893, Hargrave creó una cometa en forma de caja sin fondo. Esta fue la primera mejora fundamental en el diseño desde la antigüedad.
Las cajas voladoras de Hargrave no sólo fueron un gran impulso para el desarrollo del negocio de las "serpientes", sino que sin duda también ayudaron en el diseño del primer avión.
Pero pronto comenzó la era de los aviones y las serpientes quedaron en el olvido. Aunque durante ambas guerras mundiales se utilizaron en submarinos para mejorar la visibilidad y en kits de rescate de pilotos para levantar la antena de radio.
La cometa fue ampliamente utilizada en observatorios meteorológicos de Alemania, Francia y Japón. El 3 de mayo alcanzó una altura muy grande.
Por ejemplo, en el Observatorio Linderberg (Alemania) lograron una elevación de cometa de más de 7000 m.
La primera comunicación por radio a través del Océano Atlántico se realizó utilizando una cometa de caja. El ingeniero italiano G. Marconi lanzó en 1901 una gran cometa en la isla de New Foundlain, que volaba sobre un cable que servía como antena receptora.
A principios del siglo XX. El trabajo con las serpientes fue continuado por el capitán del ejército francés, Sacconey. Creó un diseño de cometa aún más avanzado, que es uno de los mejores hasta el día de hoy.
La nueva vida de la cometa comenzó en los años 50, cuando Francis Rogallo inventó un diseño sin barras: el viento la mantenía extendida en el aire. Era un parapente que desdibujaba la línea entre un paracaídas, un ala delta y una cometa.
Institución del gobierno municipal, departamento de educación de la administración del distrito urbano de Neftekamsk, República de Bashkortostán
Institución presupuestaria educativa municipal
escuela secundaria numero 8
distrito urbano de la ciudad de Neftekamsk
República de Bashkortostán
Trabajo de investigación histórica.
"Cometa:
¿Un juego de niños o aeronáutica práctica?
Completado por: Vinokurov Anton 7A clase
Escuela secundaria MOBU nº 8
Responsable: Nasipova G.U.
Profesor de física.
Neftekamsk, 2014
Contenido
Introducción …………………………………………………………………… .3-5
Historia de la cometa ………………………………………………. .6-8
Clasificación (tipos) de cometas. ………………………… …9-15
16-19
Conclusión …………………………………………………………………..20
Bibliografía …………………………………………………………21
Introducción
Desde pequeños sabemos qué es una cometa: cómo volarla y cómo controlarla. Estamos acostumbrados a su forma y colorido, pero ¿alguna vez te has preguntado cuándo y por qué se inventaron las serpientes? ¿Para qué servían y por qué vuelan? ¿Sabías que una cometa, sin exagerar, puede considerarse el principio fundamental de todas las máquinas voladoras y que la aerodinámica del ala de un avión se basa en la aerodinámica de una cometa? La característica principal de una cometa es su sencillez. Es fácil de hacer y utilizar, pero ¡qué experiencia adquiere un niño jugando con una cometa! Además, el interés por las serpientes no disminuye con la edad de una persona. A lo largo de los muchos años transcurridos desde que apareció la primera cometa, han adquirido un nuevo aspecto y ahora ha aparecido una nueva generación de cometas: las cometas. El kitesurf y el kitesurf son populares desde hace mucho tiempo entre los aficionados a los deportes extremos.
Cometas - Este es todo un mundo con diferentes facetas, el mundo de la creatividad, el mundo de la ciencia, el mundo del arte. Todo el mundo sabe desde la primera infancia qué es.
Cometa: cómo volarla y cómo controlarla. Su forma y color son asombrosos, pero ¿alguna vez te has preguntado cuándo y por qué se inventaron las serpientes? Habiendo estudiado la historia de las cometas, aprendemos que las cometas se utilizaron en investigaciones científicas, en meteorología para estudiar las capas superiores de la atmósfera y en fotografía aérea, para dejar caer cargas. Las cometas desempeñan un papel activo en el modelado de aviones, la señalización, concretamente en la orientación, el entretenimiento y los juegos deportivos.
La empresa alemana SkySails ha utilizado cometas como fuente de energía adicional para buques de carga y las probó por primera vez en enero de 2008 en el MS BelugaSkysails. Las pruebas realizadas en este barco de 55 metros han demostrado que, en condiciones favorables, el consumo de combustible se reduce en un 30%.
Sin exagerar, una cometa puede considerarse el principio fundamental de todas las máquinas voladoras.
El tema de mi trabajo es “Vuelo de cometas: ¿diversión infantil o aeronáutica práctica?”
¿Qué es la aeronáutica? Aeronáutica (aeronáutica) es el nombre del arte de elevarse en el aire con la ayuda de dispositivos conocidos y moverse en una determinada dirección.
La relevancia del tema elegido es obvia. Por un lado, se trata de una diversión infantil que requiere mucha imaginación y ayuda a ampliar horizontes. Por otro lado, diseñar y volar cometas para personas que no lo ven como una actividad apasionante permite comprender los principios básicos del vuelo de todos los aviones combinados. Estudiar las leyes de la física y la aerodinámica, así como su aplicación práctica.
Las primeras menciones a las cometas se remontan al siglo II a.C., en China (la llamada cometa dragón).
Durante mucho tiempo, las serpientes no encontraron uso práctico. De la segunda mitad del siglo XVIII. están empezando a ser ampliamente utilizados en la investigación científica atmosférica. En 1749, A. Wilson utilizó una cometa para medir la temperatura del aire en altitud. En 1752, B. Franklin realizó un experimento en el que, con la ayuda de una cometa, descubrió la naturaleza eléctrica del rayo y posteriormente, gracias a los resultados obtenidos, inventó un pararrayos. MV Lomonosov realizó experimentos similares y, independientemente de Franklin, llegó a los mismos resultados.
Tema de investigación : Volar cometas: ¿juego de niños o aeronáutica práctica?
Propósito del estudio : Identificar los factores que afectan el lanzamiento y vuelo de una cometa.
Objeto de estudio : Modelo de la cometa, terreno y condiciones climáticas que afectan el vuelo de la cometa.
Tema de estudio : Características cualitativas del vuelo de cometas.
Hipótesis de la investigación : Utilizando medios improvisados puedes crear aviones más pesados que el aire.
Tareas:
Estudiar la historia de las cometas;
Consideración de tipos de cometas;
Estudio de los principios del vuelo de cometas.
Métodos de búsqueda : trabajar con literatura científica, recursos de Internet, selección de material ilustrativo, su diseño, investigación, realización de vuelos de prueba con modelos de cometas.
Historia de la cometa
Las cometas se encuentran entre las máquinas voladoras más pesadas que el aire más antiguas inventadas por los humanos. Es imposible decir con certeza quién y cuándo inventó la cometa y cuándo despegaron por primera vez. Fuentes griegas antiguas afirman que esto sucedió en el siglo IV a. C. y que el honor de su invención pertenece a Arquitas de Tarento. Pero una cosa se sabe con certeza: en el siglo IV a. C., las cometas estaban muy extendidas en China. Se cree que las primeras cometas chinas estaban hechas de madera. Fueron construidos con forma de peces, pájaros, escarabajos y pintados de diferentes colores. La figura más común era la de una serpiente: un dragón. Probablemente de aquí proviene el nombre de “cometa”.
Rápidamente se extendieron por todo el este de Asia. Comenzaron a utilizarse para resolver problemas militares. Existe la leyenda de que en el año 202 a. C., el general Huang Teng y su ejército estaban rodeados de oponentes y estaban en peligro de destrucción total. Se dice que una ráfaga de viento aleatoria le arrancó el sombrero de la cabeza al general, y entonces se le ocurrió la idea de crear una gran cantidad de cometas equipadas con sonajeros y tubos. El enemigo huyó atemorizado del campo de batalla entre aullidos y choques ensordecedores. Son interesantes los registros antiguos de las primeras aplicaciones prácticas de las cometas. Uno de ellos dice que en el siglo IX. Los bizantinos supuestamente levantaron a un guerrero en una cometa, quien desde lo alto arrojó sustancias incendiarias al campamento enemigo. También en 559, se documentó a un hombre volando una cometa en el reino de Wei del Norte.
En Rusia, en 906, el príncipe Oleg, durante el asedio de Constantinopla, utilizó una cometa para intimidar al enemigo. Y en 1066, Guillermo el Conquistador utilizó cometas como señalización militar durante la conquista de Inglaterra. Pero, lamentablemente, no se han conservado datos sobre la forma de las antiguas cometas europeas, sus propiedades estructurales y de vuelo. Durante mucho tiempo, los científicos europeos subestimaron la importancia de la cometa para la ciencia. Sólo desde mediados del siglo XVIII. La cometa comienza a utilizarse en trabajos científicos. En 1749, A. Wilson (Inglaterra) utilizó una cometa para elevar un termómetro y determinar la temperatura del aire en altitud. En 1752, el físico W. Franklin utilizó una cometa para estudiar los rayos. Habiendo descubierto la naturaleza eléctrica de los rayos con la ayuda de una cometa, Franklin inventó el pararrayos.
Las cometas fueron utilizadas para estudiar la electricidad atmosférica por el gran científico ruso M. V. Lomonosov y el físico inglés I. Newton. En 1804, gracias a una cometa, Sir J. Keil pudo formular las leyes básicas de la aerodinámica. El primer vuelo tripulado de cometas tuvo lugar en 1825. Esto lo hizo el científico inglés D. Pocock, quien levantó a su hija Martha sobre una serpiente a una altura de varias decenas de metros. En 1873 A.F. Mozhaisky se subió a una cometa remolcada por tres caballos. Desde 1894, las cometas se utilizan sistemáticamente para estudiar la atmósfera superior. En 1895, se estableció la primera estación de serpientes en la Oficina Meteorológica de Washington. En 1896, en el Observatorio de Boston, se alcanzó una altura de elevación de cometas de 2000 m, y en 1900, la cometa se elevó allí a una altura de 4600 m. En 1897, se comenzó a trabajar con cometas en Rusia. Se llevaron a cabo en el Observatorio Meteorológico Magnético de Pavlovsk, donde en 1902 se abrió un departamento especial de serpientes.
La cometa fue ampliamente utilizada en observatorios meteorológicos de Alemania, Francia y Japón. El 3 de mayo alcanzó una altura muy grande. Por ejemplo, en el Observatorio Linderberg (Alemania) lograron que una cometa se elevara a más de 7.000 m. La primera comunicación por radio a través del Océano Atlántico se estableció utilizando una cometa en forma de caja. El ingeniero italiano G. Marconi lanzó en 1901 una gran cometa en la isla New Founden, que volaba sobre un cable que servía como antena receptora. En 1902, se llevaron a cabo con éxito experimentos en el crucero "Teniente Ilyin" para elevar a un observador a una altura de hasta 300 metros utilizando un tren de cometas. En este caso se utilizaron serpientes en forma de caja, cuyos diseños fueron desarrollados por L. Hargrav en 1892. En 1905-1910, el ejército ruso estaba armado con una cometa de diseño original creado por Sergei Ulyanin. Pelotones enteros de nautas serpiente formaban parte de unidades terrestres y navales, incluida la Flota del Mar Negro. Durante la Primera Guerra Mundial, las tropas de varios países, especialmente Alemania, utilizaron globos atados como puestos de observación, cuya altura de elevación dependía de la batalla. Condiciones, alcanzaron los 2000 m. Permitieron observar la posición del enemigo en lo profundo del frente y dirigir el fuego de artillería a través de comunicaciones telefónicas. Cuando el viento se hacía demasiado fuerte, se utilizaban cometas de caja en lugar de globos. Dependiendo de la fuerza del viento, el tren estaba formado por 5-10 grandes cometas en forma de caja, que estaban unidas a un cable a cierta distancia entre sí mediante alambres largos. Al cable estaba atada una cesta para un observador. Con un viento fuerte pero bastante uniforme, el observador se elevó en una cesta a una altura de hasta 800 m. Este método de observación tenía la ventaja de que permitía acercarse a las posiciones avanzadas del enemigo. No era tan fácil disparar a las cometas como a los globos aerostáticos, que eran un objetivo muy grande. Además, el fallo de una cometa individual afectó la altura de ascenso del observador, pero no provocó su caída.
Durante la Primera Guerra Mundial, las cometas también se utilizaron para proteger importantes instalaciones militares del ataque de aviones enemigos, mediante la construcción de barreras compuestas por pequeños globos atados y cometas que se elevaban hasta una altura de 3000 m. De los globos y cometas se bajaban cables metálicos. Fueron creados para aviones, el enemigo corre un gran peligro.
Hoy en día construir una cometa es una actividad apasionante; crearlas y volarlas no ha perdido ni perderá su importancia. Del pensamiento teórico de los inventores de muchos países surgen cada vez más diseños nuevos de cometas: planas y con forma de caja. Inflables y rotativos. Entre las cometas que encontrarás, no hay dos iguales: todas se diferencian entre sí en apariencia, rendimiento de vuelo o tecnología de fabricación.
Clasificación de cometas
La clasificación de las cometas no está definida con precisión. Las cometas pueden ser grandes o no muy grandes. Existe una gran variedad de formas de cometas. Las serpientes antiguas se fabricaban con marcos de madera y láminas de seda o papel extendidas sobre ellos. Casi todas las cometas modernas están hechas de plásticos de fibra de carbono y tejidos sintéticos.
Las cometas planas se dividen en dos tipos según su diseño aerodinámico:
Plano - cometas planas. La forma más antigua de volar cometas. Y el más sencillo. En sentido figurado, son una placa plana de forma rectangular o de cualquier otra forma (estrella, triángulo en forma de proyección de pájaro, etc.), a la que se ata un pasamanos mediante una brida.
Las cometas arqueadas son una categoría de cometas que se parecen mucho a las cometas planas desde el suelo. Sin embargo, este tipo de cometa es una evolución de las cometas planas en términos de estabilidad. Para dar estabilidad, estas serpientes tienen una curva o torcedura en el eje longitudinal, que, por así decirlo, levanta los extremos del ala y crea un ala en forma de V. Esta solución proporciona un importante margen de estabilidad. William Eddy patentó este diseño de cometa en 1900.
En forma: las serpientes planas en planta se pueden hacer en todo tipo de formas, desde cuadradas hasta la imaginación del artista. Consideremos los principales:
La cometa rectangular es el ejemplo más común de cometa en los libros de texto, pero no es muy estable en comparación con sus primas más grandes. La serpiente tiene tres tiras: dos de ellas sirven como diagonales (“cruz”), y la tercera está en la parte superior y sujeta las diagonales. Se pasa un hilo fuerte a lo largo del contorno de la futura cometa, conectando todas las esquinas, y se pega una funda de papel o tela. La cometa debe estar equipada con una cola larga y bastante pesada para darle estabilidad en vuelo. En Japón eran comunes serpientes de diseño similar; en el lienzo rectangular se aplicaban imágenes de dragones.
Diamante (diamante arqueado) –en forma de diamanteserpiente. El marco está hecho en forma de listones que se cruzan. Pertenece a la categoría inclinada. Hay muchos esquemas para hacer una cometa cóncava, como usar una cruz central donde las varillas transversales corren en ángulo, o encordar una cuerda de arco en una varilla transversal, lo que le da a la varilla transversal una curvatura similar a la de un arco. Con una forma de V grande, una cometa de este tipo no necesita cola; sin embargo, con un aumento significativo en la forma de V, la cometa pierde fuerza de elevación. La brida suele estar atada al riel longitudinal en dos lugares.
Delta (delta, delta arqueado) es una serpiente, que en planta se asemeja a un ala delta. El marco es algo más complicado, ya que requiere al menos tres lamas, que se fijan rígidamente en forma de triángulo (dos voladizas y una transversal). La peculiaridad del diseño es que durante el vuelo, la presión del viento dobla las lamas en voladizo y la cometa adquiere forma de V. La estructura abovedada del revestimiento también aporta estabilidad adicional. Además, cuanto más fuerte sopla el viento, más estable se comporta la cometa. Los modelos de cometas deportivas controladas recibieron este formulario. La capacidad de control se logra mediante un esquema de dos capas. El piloto sostiene ambos rieles en sus manos. Al cambiar la tensión de los rieles se consigue un vuelo controlado.
Rokkaku: esta serpiente japonesa hexagonal (de ahí su nombre) es originaria de la región central japonesa de Niigata, en la costa del Mar de Japón. Tiene un carril central y dos transversales. A los listones transversales se les da una forma curva (forma arqueada), debido a esto, las serpientes tipo rokkaku son muy estables incluso sin cola. Esta es una forma muy común de cometa ya que es fácil de hacer.
Bermudas (Bermuda): una cometa suele tener forma hexagonal, pero puede tener la forma de un octágono e incluso una figura más multifacética. La estructura consta de varias lamas planas que se cruzan en el centro. A lo largo del perímetro de las lamas se tensa una cuerda de arco, dando rigidez a la estructura. La vela ya está tensada entre los listones y la cuerda del arco. Muy a menudo, cada lado de la cometa está hecho de diferentes colores para obtener un color más variado. Requiere una cola larga. La serpiente comparte el mismo nombre con la isla donde tradicionalmente se volaban en Semana Santa como símbolo de la ascensión de Cristo.
Cometas de caja
Las serpientes de caja aparecieron como resultado del desarrollo de las serpientes planas. La gente ha notado que las superficies verticales afectan en gran medida la estabilidad del vuelo de una cometa. Así apareció la primera cometa con forma de caja. Las serpientes de caja generalmente no requieren cola.
La cometa rómbica es la cometa con forma de caja más simple, no tiene un diseño complicado, es estable en vuelo y fácil de lanzar. Se basa en cuatro
listones longitudinales (largueros). Entre ellos se insertan dos cruces, cada una de las cuales consta de dos listones distanciadores. La funda de la cometa está hecha de dos tiras de papel o tela sintética. Esto crea dos cuadros: delantero y trasero. Este diseño de cometa fue inventado por el explorador australiano Lawrence Hargrave en 1893 mientras intentaba construir un avión tripulado.
Potter's es una cometa en forma de caja que tiene aletas especiales para aumentar la fuerza de elevación. Consta de cuatro lamas longitudinales (largueros) y cuatro lamas-cruces transversales pareadas, dos cajones y dos solapas.
cometas sin marco
Las serpientes sin marco son serpientes que no tienen partes duras. Toma la forma de una serpiente al inflarse debido al flujo de aire que se aproxima. De ahí las dos ventajas de estas cometas: la probabilidad de rotura al caer es cero y la compacidad durante el transporte. La segunda ventaja te permite hacer cometas de tamaños muy grandes.
El trineo (trineo) es una cometa con un marco no rígido. En vuelo, su caparazón mantiene su forma debido al viento, como si estuviera inflado. Sólo se utilizan dos listones longitudinales cosidos a la carcasa, que no están conectados entre sí. Estas lamas mantienen la forma de la carcasa y evitan que se arrugue. Este tipo de cometa se comporta de forma bastante caprichosa con vientos racheados. Para un vuelo estable, una cometa requiere una cola larga. Las ventajas de una cometa de este tipo incluyen la facilidad de fabricación y la compacidad durante el transporte, ya que se puede enrollar en un tubo sin necesidad de montarla ni desmontarla.
Sled foil es un desarrollo posterior de la cometa del modelo anterior. No hay ningún elemento rígido en este diseño. La rigidez de la cúpula está dada por los cilindros inflados por el flujo de aire que viene. La presión creada en los cilindros que se estrechan hacia el borde trasero de la cometa es suficiente para mantener la vela recta en vuelo. Sin embargo, una cometa de este diseño también tiene desventajas, por ejemplo, la cúpula puede arrugarse fácilmente cuando el viento amaina y esto provocará que la cometa se caiga, incluso si el viento vuelve a aumentar, la cúpula ya no podrá enderezarse por sí sola. También tiene ciertas dificultades de arranque. Pero la innegable ventaja de que las serpientes no se pueden romper permitió que este diseño continuara desarrollándose.
El foil Super Sled es otro desarrollo del “trineo”. Tres secciones inflables hacen que esta cometa sea más resistente al colapso. También te permite hacer esta cometa de un tamaño considerable y obtener un empuje importante. Se puede utilizar para levantar objetos, incluida una cámara.
FlowForm es un diseño de cometa muy común, ya que es una de las cometas de una sola línea sin marco más estables. Con el entrenamiento adecuado, con viento constante puede volar sin cola. Sin embargo, en caso de viento fuerte y racheado, se sigue recomendando el uso de la cola. Se pueden fabricar en tamaños verdaderamente gigantescos; el más común es un área de 3 metros cuadrados. También se fabrican con una gran cantidad de tramos, seis, ocho e incluso más.
La cometa Nasa Para Wing es el resultado de una investigación de la Agencia Espacial Nacional de EE. UU., que sacó a la luz cometas sin marco de una sola capa bastante interesantes. Se llevaron a cabo desarrollos en busca de sistemas óptimos para el lanzamiento de naves espaciales. Como “subproducto”, personas de todo el mundo construyen una cometa. Varias soluciones originales hacen que este modelo sea fácil de fabricar. Algunos modelos son controlables. A pesar de muchas ventajas (bajo consumo de material, alto empuje, etc.), estas cometas tienen un inconveniente importante: una calidad aerodinámica relativamente baja, que, sin embargo, aumenta constantemente debido a las mejoras adicionales en el diseño de la cometa.
Parafoil es una subclase especial de cometas sin marco. Este tipo de cometa está hecha de tela hermética con espacios internos cerrados y una entrada de aire orientada al flujo entrante. El aire, al penetrar en el orificio de entrada de aire, crea un exceso de presión dentro del espacio cerrado de la cometa e infla la cometa como un globo. Sin embargo, el diseño de la cometa es tal que cuando se infla, la cometa adquiere una cierta forma aerodinámica, que es capaz de crear la fuerza de elevación de la cometa. Hay muchos tipos de cometas: parafoils: de una sola línea, controladas por dos líneas, controladas por cuatro líneas. Las cometas de doble línea son principalmente cometas acrobáticas o cometas con una superficie de hasta 3 metros cuadrados. Las cometas de cuatro hilos son cometas con una superficie bastante grande, a partir de 4 m2, que se utilizan en deportes como fuerza motriz (cometa). Las serpientes de una sola línea sirven para entretener, vienen en una variedad de diseños y formas e incluso pueden representar todo tipo de objetos y animales.
Inflable: otro modelo interesante es un intento de combinar las ventajas de los parafoils y los modelos con estructura. También hay un caparazón, pero ahora no se infla con el viento, sino mediante una bomba en el suelo (como anillos de goma). La cometa tampoco tiene marco, pero debido al exceso de presión dentro del caparazón, ya tiene forma de volar en el suelo. Nuevamente, por analogía con un anillo inflable: la cometa no se hunde en el agua cuando cae, por esta razón se usa en kitesurf cuando se navega sobre la superficie del agua.
¿Por qué vuelan las cometas?
La capacidad de las cometas para mantenerse en el aire y levantar cargas se debe a que tienen fuerza de elevación. Damos la siguiente experiencia. Si sacas la mano con un plato (un trozo de cartón o madera contrachapada) por la ventana de un autobús o vagón en movimiento, colocándolo verticalmente, sentirás que tu mano es llevada hacia atrás con cierta fuerza. Esta fuerza surge porque una corriente de aire fluye sobre la placa y ejerce presión sobre ella. Esta presión será mayor si se aumenta el tamaño de la placa o la velocidad de movimiento; A alta velocidad, esta fuerza puede ser tan grande que sacar la mano será peligroso. La fuerza de presión sobre la placa de contraflujo se puede reducir muchas veces si la placa se coloca con el borde hacia el flujo de aire. Si la placa se coloca en un ligero ángulo, la mano comenzará a inclinarse no solo hacia atrás, sino también hacia arriba. El ángulo relativo al flujo de aire se llama ángulo de ataque (generalmente denotado α - alfa). Las serpientes vuelan con un ángulo de ataque promedio de 10 a 20°.
Entonces, ¿por qué vuela una cometa?
Hay cuatro fuerzas que actúan sobre una cometa: arrastre, sustentación, gravedad y sustentación. A B α F 2 F 3 F 1 (ver figura).
En un dibujo simplificado, la línea AB representa una sección transversal de una cometa plana. Supongamos que nuestra cometa imaginaria vuela de derecha a izquierda en un ángulo α - alfa con respecto al horizonte o al viento que se aproxima. Consideremos qué fuerzas actúan sobre una cometa en vuelo.
La densa masa de aire impide el movimiento de la cometa durante el despegue, es decir, ejerce cierta presión sobre ella, denotémosla F1. Ahora construyamos el llamado paralelogramo de fuerzas y descompongamos la fuerza F1 en dos componentes: F2 y F3. La fuerza F2 empuja la cometa lejos de nosotros, lo que hace que a medida que asciende reduce su velocidad horizontal inicial. Por tanto, es una fuerza de resistencia. La otra fuerza (F3) lleva la cometa hacia arriba, así que llamémosle elevación. Hemos determinado que hay dos fuerzas que actúan sobre la cometa: la fuerza de arrastre F2 y la fuerza de sustentación F3.
Al levantar la cometa en el aire (remolcarla por el riel), parece que aumentamos artificialmente la fuerza de presión sobre la superficie de la cometa, es decir, la fuerza F1. Y cuanto más rápido corremos, más aumenta esta fuerza. Pero la fuerza F1, como hemos determinado, se descompone en dos componentes: F2 y F3. El peso de la cometa es constante, pero el pasamano impide la acción de la fuerza F2, la fuerza de elevación aumenta y la cometa despega.
La velocidad del viento aumenta con la altura, por eso al lanzar una cometa se intenta elevarla a una altura tal que el viento pueda sostener el modelo en un punto. En vuelo, la cometa siempre forma un cierto ángulo con la dirección del viento.
La fuerza de arrastre se crea por el movimiento del aire que fluye alrededor de la cometa.
La sustentación es la porción de arrastre que se convierte en fuerza hacia arriba.
La fuerza de atracción se debe al peso de la cometa y se aplica en un punto llamado centro de gravedad.
La fuerza motriz se transmite a la cometa mediante una línea de vida que actúa como motor. La cometa volará si las líneas de acción de todas estas fuerzas se cruzan en el centro de gravedad. De lo contrario, el vuelo de la cometa será inestable. Para cumplir con estos requisitos, la superficie de la cometa debe estar inclinada al viento en el ángulo correcto. La estabilidad longitudinal de la cometa está asegurada por la cola o la forma de la superficie aerodinámica, la estabilidad transversal está asegurada por los planos de la quilla instalados paralelos al riel, o por la curvatura y simetría de la superficie aerodinámica. A la hora de fabricar cometas no hay que olvidar estos factores. La estabilidad del vuelo de la cometa también depende de la posición del centro de gravedad de la cometa. La cola desplaza el centro de gravedad de la cometa hacia abajo y ralentiza las oscilaciones de la cometa si el viento es racheado o desigual.
Calculemos la fuerza de elevación de una cometa usando la fórmula:
Fh=K*S*V*N*cos(a),Dónde
K=0,096 (coeficiente),
S - superficie de carga (m2),
V - velocidad del viento (m/s),
N - coeficiente de presión normal (ver tabla)
Velocidad del viento, V, m/s 1 2 4 6 7 8 9 10 12 15
Coeficiente de presión normal N, kg/m2
0,14 0,54 2,17 4,87 6,64 8,67 10,97 13,54 19,5 30,47
a es el ángulo de inclinación.
Ejemplo.
Datos iniciales:
S=0,5 m2;
V=6m/s,
a=45°.
norte=4,87kg/m2. (ver tabla)
Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos:
Fç=0,096*0,5*6*4,87*0,707=1 kg.
El cálculo mostró que esta cometa se elevará sólo si su peso no supera 1 kg. Calculamos la fuerza de elevación en el antiguo sistema de unidades (kg*s, kilogramo-fuerza), y no en el sistema SI (N, Newton). El hecho es que en la vida cotidiana nos resulta más fácil evaluar la fuerza en kilogramos que en newtons, es decir, Sabemos cuánto esfuerzo debemos hacer para levantar un saco de 5 kg de patatas. Lo mismo ocurre con las cometas. Para ser justos, traduzcamos el kilogramo-fuerza al sistema SI: 1 kg*s = 9,81 N. Pero no todo es tan simple como parece desde fuera. Es muy difícil saber la velocidad del viento, incluso si vuelas una cometa mientras sostienes un anemómetro en tus manos, los resultados no serán ciertos. La velocidad del viento cambia con la altura. Y el ángulo de inclinación cambia ligeramente durante el vuelo. Sólo la práctica te ayudará a volar una cometa.
Así, habiendo considerado los principios básicos del vuelo de una cometa, podemos decir con seguridad que una cometa, que es más sencilla de diseñar y controlar, es el prototipo de un avión más complejo.
Muchos diseñadores que antes estaban interesados en hacer cometas pasaron a trabajar en aviones. Pero su experiencia en la construcción de cometas no pasó desapercibida. Sin duda, jugó un papel en la historia de la aviación durante la primera etapa del desarrollo de los aviones.
CONCLUSIÓN
Después de examinar la historia de la cometa, estudiar los principales tipos y diseños y realizar un análisis comparativo, llegué a la siguiente conclusión.
Hoy en día volar cometas, al ser un juego de niños, requiere mucha imaginación y ayuda a ampliar horizontes. En el proceso de elección del tipo y la forma de la cometa, se desarrollan inclinaciones por el diseño, el diseñador tiene la oportunidad de expresión artística en el proceso de inventar emblemas y otros elementos decorativos, por lo que el vuelo de una cometa es siempre un espectáculo emocionante.
Para otros es un deporte apasionante. En todo el mundo se están creando clubes y comunidades que unen a los amantes de las cometas, tanto a los diseñadores como a quienes simplemente las vuelan. Uno de los más famosos es KONE, el Kite Club of New England, que forma parte de la Kite Flying Association of America. Algunas personas consideran que volar cometas es una buena tradición, por ejemplo en Japón.
En el extranjero, las cometas son muy populares entre los niños y jóvenes. Son especialmente populares en Cuba, dijo el P. Bali. A menudo se puede ver cómo los niños, incluso en la playa, no abandonan su pasatiempo favorito: cometas de los más variados diseños y los colores más brillantes se elevan en el aire sobre el mar. Hoy en día, la construcción de cometas no puede servir ni de defensa ni de seguridad. importancia científica. Dado que con el desarrollo de la aviación su papel en estas áreas ha disminuido.
Diseñar y volar cometas para personas que no lo ven como entretenimiento ayuda a comprender los principios básicos del vuelo de todos los aviones combinados. La fabricación de cometas se ha convertido en una de las secciones de la formación aeronáutica inicial de los escolares, y las cometas se han convertido en aviones de pleno derecho junto con modelos de aviones y planeadores, ya que permiten estudiar las leyes de la física, la aerodinámica y su aplicación práctica.
Este acercamiento a las cometas es el paso inicial para los niños que planean conectar sus vidas en el futuro con el diseño u operación de aeronaves. Sin conocimientos de cálculo, sin tener en cuenta las características de las capas inferiores de la atmósfera, dirección del viento, etc. No volar cometas, planeadores o aviones.
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4. http://www.airwar.ru/other/article/engines.html
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