Latawce należą do najstarszych maszyn latających. Pierwsze dokumenty na ich temat odnaleziono kilka wieków przed początkiem nowej ery. Chińskie rękopisy mówią, że podczas festiwali ludowych puszczano latawce. Chińczycy budowali węże w kształcie ptaków, ryb, motyli, chrząszczy i postaci ludzkich, które malowali w najjaśniejszych kolorach (ryc. 1).
Najpopularniejszym typem chińskiego węża był smok, fantastyczny skrzydlaty wąż. Ogromny smok uniesiony w powietrze był symbolem nadprzyrodzonych mocy. W wielu miejscach w Chinach do niedawna zachowały się ślady zwyczaju masowego puszczania latawców dziewiątego dnia dziewiątego miesiąca, czyli Dnia Latawca.
Latający smok jest strukturalnie złożony. Dwa lub trzy tuziny lekkich papierowych stożków tworzyły długie, okrągłe ciało potwora, malowniczo wijącego się w locie. Wąż-smok miał dużą głowę z obnażonymi ustami. Przez usta wiatr wnikał w puste ciało i nadmuchując je, podtrzymywał je w powietrzu. Czasami zamiast stożków konstrukcja ramy smoka obejmowała stopniowo mniejsze okrągłe dyski, które były połączone ze sobą sznurkami. Każdy krążek przecięto cienkim bambusowym paskiem, na końcu którego przymocowano duże pióra (ryc. 2).
Dla wzmocnienia efektu wymyślono specjalną „muzykę węża”, przypominającą wycie wiatru w kominie. Urządzenie wytwarzające te dźwięki wykonano z suchych główek maku, do których włożono rurki trzcinowe. Do pyska smoka przyczepiono poręcz, a do ogona dwie długie jedwabne wstążki, które wiły się w powietrzu wraz z latawcem.
Ciekawy widok prezentowały latarnie wykonane z cienkiego kolorowego papieru (ryc. 3) oraz fajerwerki (ryc. 4) przyczepione do węży.
Latawce stały się powszechne w Korei. Początkowo ich użycie miało charakter czysto religijny, później puszczanie latawców stało się fascynującą formą aktywności i spektaklu.
Latawiec japoński „Kero”
Na starożytnych rysunkach japońskich można znaleźć także wizerunki latawców, które znacznie różniły się kształtem od chińskich (ryc. 5).
Japońskie węże: a - „motyl”; b - „Yatsuhana”; c - „Gonbo”; g - z regionu Nagasaki; d - „Bozo”; e - „Ato”
Typowy latawiec malajski (ryc. 6) ma kształt krzywoliniowego, symetrycznego trójkąta. Jego rama składa się z trzech przecinających się prętów, pokrycie wykonane jest z grubej tkaniny.
Europejscy historycy przypisują wynalezienie węża, niezależnie od tego, co istniało w krajach Wschodu, starożytnemu greckiemu naukowcowi Archytasowi z Tarentu (IV wiek p.n.e.).
Interesujące są starożytne wzmianki o pierwszych praktycznych zastosowaniach latawców. Jeden z nich tak twierdzi w IX wieku. Bizantyjczycy rzekomo podnieśli wojownika na latawcu, który z wysokości wrzucił do obozu wroga substancje zapalające. W 906 r. książę kijowski Oleg użył latawców podczas zdobywania Konstantynopola. Kronika podaje, że w powietrzu nad wrogiem pojawiły się „konie i ludzie z papieru, uzbrojeni i złoceni”. A w 1066 roku Wilhelm Zdobywca użył latawców do sygnalizacji wojskowej podczas podboju Anglii.
Niestety, nie zachowały się żadne dane na temat kształtu starożytnych latawców europejskich, ich właściwości konstrukcyjnych i lotnych.
Latawiec „żaluzje” projekt Raqqa
Europejscy naukowcy przez długi czas nie doceniali znaczenia latawca dla nauki. Dopiero od połowy XVIII w. Latawiec zaczyna być wykorzystywany w pracy naukowej. W 1749 r. A. Wilson (Anglia) za pomocą latawca podniósł termometr, aby określić temperaturę powietrza na wysokościach. W 1752 roku fizyk W. Franklin użył latawca do badania błyskawic. Odkrywszy elektryczną naturę błyskawicy za pomocą latawca, Franklin wynalazł piorunochron.
Latawce były używane do badania elektryczności atmosferycznej przez wielkiego rosyjskiego naukowca M. V. Łomonosowa i angielskiego fizyka I. Newtona.
Wąż zaczyna świadczyć cenne usługi nauce. Nic więc dziwnego, że w 1756 roku słynny matematyk L. Euler napisał następujące zdanie: „Latawiec, ta dziecięca zabawka, pogardzana przez naukowców, może jednak skłonić do głębokiej refleksji nad sobą”.
Latawiec został znacznie udoskonalony przez australijskiego naukowca L. Hargrave'a w latach 90-tych. ubiegłego wieku. Korzystając z pracy pierwszego pilota szybowcowego, niemieckiego inżyniera O. Lilienthala, Hargrav jako pierwszy zastosował dwie połączone ze sobą skrzynki przelotowe jako latawiec. Lilienthal projektując swoje szybowce zauważył, że tego typu urządzenia charakteryzują się dobrą stabilnością w powietrzu. Hargrave cierpliwie szukał najlepszych proporcji dla swoich pudełek. Ostatecznie pojawił się pierwszy latawiec pudełkowy, który nie potrzebował już ogona do zapewnienia stabilności w locie (ryc. 7).
Latające pudełka Hargrave'a były nie tylko większym impulsem do rozwoju biznesu latawców, ale niewątpliwie pomogły w projektowaniu pierwszych samolotów. Stanowisko to potwierdza podobieństwo do dwupłatowego latawca dwupłatowców Voisin, Santos-Duman, Farman i urządzeń innych wczesnych projektantów samolotów.
Hargrave dokonał również pierwszego wejścia człowieka na latawce pudełkowe. Pasażer unoszony był na czterech latawcach o łącznej powierzchni 22 m2.
Bezramowy „mnich”
Od 1894 roku latawce są systematycznie wykorzystywane do badania górnych warstw atmosfery. W 1895 roku w Washington Weather Bureau powstała pierwsza stacja wężowa. W 1896 roku w Obserwatorium Bostońskim podniesiono latawiec pudełkowy na wysokość 2000 m, a w 1900 roku latawiec na wysokość 4600 m.
W 1897 roku w Rosji rozpoczęto pracę z latawcami. Przeprowadzono je w Magnetycznym Obserwatorium Meteorologicznym w Pawłowsku, gdzie w 1902 roku otwarto specjalny wydział węży.
Latawiec był szeroko stosowany w obserwatoriach meteorologicznych w Niemczech, Francji i Japonii. Latawiec (wzniósł się na bardzo dużą wysokość. Na przykład w Obserwatorium Linderberg (Niemcy) udało się wznieść latawiec na wysokość ponad 7000 m. Pierwszą komunikację radiową przez Ocean Atlantycki nawiązano za pomocą latawca w kształcie pudełka. Włoski inżynier G. Marconi wypuścił go w 1901 r. na wyspę New Foundlain, duży latawiec, który leciał na drucie, który służył jako antena odbiorcza.
Latawcem pudełkowym Hargrave'a zainteresował się brytyjski departament wojskowy. Porucznik Cody z armii angielskiej zmodyfikował węże Hargrave'a. Zwiększył jego powierzchnię dodając boczne skrzydła umieszczone na wszystkich rogach pudełek, zwiększył wytrzymałość konstrukcji oraz wprowadził zupełnie nową zasadę montażu i demontażu latawca. Obserwatorzy wojskowi zaczęli wzbijać się w powietrze na takich latawcach.
Na początku XX wieku. Pracę Cody'ego nad wężami kontynuował kapitan armii francuskiej Sacconey. Stworzył jeszcze bardziej zaawansowany projekt latawca, który do dziś jest jednym z najlepszych. Sacconeus, korzystając z bogatych dotacji resortu wojskowego, miał możliwość prowadzenia swoich eksperymentów na szeroką skalę. Dokładnie opracował zasadę holowania latawców: jedna grupa latawców unosiła główną szynę (kabel) w powietrze, druga holowała ładunek po linie. Sacconei ustanowił pierwsze rekordy wysokości i nośności latawców.
Dzieła Sacconeusa znalazły swoich następców w wielu armiach Europy. W Rosji pułkownik Uljanin stworzył specjalny latawiec dla wojska (ryc. 8 i 9). Cenną i pomysłową innowacją w latawcach jego konstrukcji były przegubowe skrzydła, które automatycznie zwiększały powierzchnię latawca, gdy wiatr słabł. Oprócz Uljanina Kuzniecow, Prachow i inni lubili węże i tworzyli udane projekty. Podczas wojny rosyjsko-japońskiej 1904-1905. w armii rosyjskiej istniały specjalne jednostki wężowe.
Równolegle z pracą Cody'ego w Europie, głównie we Francji, swoje eksperymenty prowadzili także inni projektanci. Spośród nich należy wymienić Plottera, który zmienił miejsce mocowania uzdy i stworzył latawce ze płaszczyznami kilowymi, które zwiększyły nośność.
Ciekawy projekt oryginalnego latawca typu single-box zaproponował francuski inżynier Lecornu. Stworzył węża, którego pudełko przypomina plaster miodu (ryc. 10). Lecornu uzasadnił pomysł zbudowania swojego latawca obserwacją lotu ptaków. Jeśli spojrzysz na lecącego ptaka, zauważysz, że płaszczyzny ciała i skrzydeł tworzą pewien kąt. Lecornu wykonał taki sam kąt montażu 30° w płaszczyznach poziomych latawca.
Podczas I wojny światowej żołnierze różnych krajów, a zwłaszcza Niemiec, używali jako stanowisk obserwacyjnych balonów na uwięzi, których wysokość w zależności od warunków bojowych sięgała 2000 m. Umożliwiały one obserwację położenia wroga w głębi na froncie i bezpośredni ogień artyleryjski za pośrednictwem łączności telefonicznej. Kiedy wiatr stawał się zbyt silny, zamiast balonów używano latawców skrzynkowych. W zależności od siły wiatru pociąg składał się z 5-10 dużych latawców w kształcie pudełka, które były przymocowane do liny w określonej odległości od siebie na długich drutach. Do kabla przywiązany był koszyk dla obserwatora. Przy silnym, ale dość równomiernym wietrze obserwator wzniósł się w koszu na wysokość aż 800 m.
Ta metoda obserwacji miała tę zaletę, że umożliwiała zbliżenie się do wysuniętych pozycji wroga. Latawce nie dawały się tak łatwo wystrzelić jak balony na ogrzane powietrze, co stanowiło bardzo duży cel. Ponadto awaria pojedynczego latawca wpłynęła na wysokość wznoszenia się obserwatora, ale nie spowodowała jego upadku. Wystarczyła jedna rakieta zapalająca, która trafiła w kulę, aby ją zabić, ponieważ była wypełniona łatwopalnym wodorem.
Latawiec monoblokowy zaprojektowany przez Roche-Donzel
Podczas I wojny światowej latawce wykorzystywano także do ochrony ważnych obiektów wojskowych przed atakiem samolotów wroga, budując bariery składające się z małych balonów na uwięzi i latawców, które wznosiły się na wysokość 3000 m. Z balonów i latawców opuszczano liny stalowe zostały stworzone dla samolotu, w którym wróg jest w wielkim niebezpieczeństwie. Niemcy wykorzystały takie bariery do ochrony stoczni i hangarów dla łodzi podwodnych w Belgii.
Do wężowych barier hangarów pod Brukselą wykonano duże węże w postaci samolotów na uwięzi. Węże kopiowały kontury samolotów różnej konstrukcji (jednopłatowce, dwupłatowce), aby zmylić pilotów wroga.
Wiosną 1915 roku w Niemczech miał miejsce ciekawy incydent, kiedy na uwięzi samolot wprowadził w błąd nie pilotów wroga, ale własną baterię przeciwlotniczą. Pewnego dnia wczesnym rankiem w powietrze wzniósł się dwupłatowiec na uwięzi. Zaraz po wstaniu zniknął w chmurach. Kiedy chmury opadły w kierunku południa, ten samolot nagle pojawił się w ich szczelinie. Niemieccy obserwatorzy mieli wrażenie, że chmury stały w bezruchu, a dwupłatowiec leciał z dość dużą prędkością. Wkrótce zniknął w chmurze, by natychmiast pojawić się ponownie w następnej szczelinie. Stanowiska nadzoru powietrznego i łączności meldowały: „Samolot wroga”. Baterie przeciwlotnicze otworzyły ogień zaporowy. Działa grzmiały po lotnisku, próbując zniszczyć wroga powietrznego. Samolot zniknął w chmurach, po czym pojawił się ponownie, a ostrzał trwał nadal, aż Niemcy w końcu zorientowali się, że strzelali do własnego samolotu na uwięzi. Ten ostatni nie został zestrzelony tylko dlatego, że podczas strzelania dostosowano urojoną prędkość samolotu i pociski niezmiennie trafiały przed nieruchomy cel.
Produkcja latawców w Europie osiągnęła swój szczyt pod koniec wojny, w 1918 roku. Następnie zainteresowanie latawcami osłabło. Szybki rozwój lotnictwa zaczął wypierać węże ze spraw wojskowych.
Wielu projektantów, którzy wcześniej interesowali się tworzeniem latawców, przeszło na pracę na samolotach. Ale ich doświadczenie w budowaniu latawców nie minęło bez śladu. Z pewnością odegrał on rolę w historii lotnictwa w pierwszym etapie rozwoju samolotu.
Latawiec „gwiazda” zaprojektowany przez Babyuka
W Związku Radzieckim hobby latawców rozpoczęło się niemal równocześnie z modelarstwem samolotów. Już na pierwszych ogólnounijnych zawodach modeli latających w 1926 roku zaprezentowano dość dobrze latające latawce skrzynkowe zbudowane przez kijowskich modelarzy samolotów pod kierunkiem I. Babyuka. Jedenaście latawców płóciennych o łącznej powierzchni roboczej 42,5 m2 zostało zwodowanych na stalowej linie o grubości 3 mm za pomocą specjalnej wciągarki balonowej. Konstrukcja tych latawców to zmodyfikowany klasyczny typ Sacconeus.
Wzrosła liczba zestawów latawców zgłaszanych do ogólnounijnych konkursów modelowania samolotów. W konkursie w 1935 roku wzięło udział osiem pociągów. Wtedy po raz pierwszy najpełniej zademonstrowano różne zastosowania latawców. „Listonosze lotnicy” biegali po poręczy, przy pomocy których skakały lalki „spadochronistów”, zrzucano „bomby” i ulotki oraz demonstrowano zasłonę dymną. Lalki „spadochroniarze” wykonywały długie skoki po upuszczonym na żywo „desantowym” - białych myszach w klatce. Zrzucanie modeli szybowców z latawców stało się powszechne. Po wystrzeleniu na dużej wysokości wiele modeli szybowców przeleciało kilka kilometrów dalej.
W obozach pionierskich coraz częściej używano latawców do sygnalizacji podczas gier wojennych. Zimą nierzadko można było zobaczyć narciarza ciągniętego przez latawiec, który z łatwością ślizgał się po śniegu.
Wykonywanie latawców stało się jednym z działów początkowego szkolenia lotniczego pionierów i uczniów, a latawce stały się pełnoprawnymi samolotami wraz z modelami samolotów i szybowców.
W Domu Pionierów Serpuchowa w 1931 r. Utworzono i z powodzeniem prowadzono stację wężową dla dzieci. Liderzy tej stacji byli co roku zapraszani wraz ze swoim zespołem latawców na ogólnounijne zawody modelowania samolotów.
Wkrótce doświadczenia Serpuchowitów stały się powszechnie znane. Ogólnounijne zawody zaczęto organizować niezależnie co roku. Stacje wężowe w Saratowie, Kijowie, Tule, Stalingradzie i innych miastach reprezentowały swoje drużyny na zawodach.
Liderzy dziecięcych stacji latawców i młodzi „jeźdźcy węży” z wielkim entuzjazmem projektowali latawce i je uruchamiali, prowadzili pracę wśród pionierów i uczniów.
W 1937 roku w Zwienigorodzie Rada Centralna Osoawiachim ZSRR zorganizowała Pierwsze Ogólnounijne Zawody Latawców Boxowych. Niesprzyjające warunki meteorologiczne (brak niezbędnego wiatru) nie pozwoliły na osiągnięcie rekordowych lotów latawców. Ale mimo to, choć na małej wysokości, można było przetestować ich cechy konstrukcyjne.
W 1938 roku we wsi Szczerbinka (obecnie miasto w obwodzie moskiewskim) odbyły się II Ogólnounijne Zawody Latawców Boxowych, podczas których zaprezentowano projekty cieszące się szczególnym zainteresowaniem. Na przykład stacja latawców dla dzieci Serpukhov zaprezentowała latawce o zmodyfikowanej konstrukcji „Grund” o powierzchni nośnej 20 m 2. Latawiec uniósł ładunek o masie do 60 kg. Pokazano spadochron z latawcem, szybowiec z latawcem i inne.
Podczas III Ogólnounijnych Zawodów Latawców Box, które odbyły się w 1939 roku w Serpuchowie, ustanowiono rekordy w locie latawców na wysokość. Pojedynczy latawiec, zaprojektowany przez kijowskiego modelarza samolotów (tak zaczęto nazywać twórców latawców) Gromowa, został podniesiony na wysokość 1550 m. Pociąg złożony z latawców w kształcie pudełka zaprojektowanych przez modelarza samolotów z Saratowa Grigorenki , został podniesiony do wysokości 1800 m. Podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej (1943 r.) A. Grigorenko został odznaczony za bojowe użycie latawców skrzynkowych.
Na IV zawodach ogólnounijnych jasno określono wymagania techniczne dotyczące konstrukcji latawców. Przykładowo każdy latawiec musiał być trzymany w powietrzu przy prędkości wiatru nie większej niż 4-5 m/s przy ziemi, powierzchnia nośna każdego latawca powinna wynosić co najmniej 5 m2, całkowita powierzchnia wyciągu powinna być taka, aby przy wietrze nie większym niż 7 m/s możliwe było podniesienie ładunku o masie co najmniej 80 kg. Liczba latawców nie powinna przekraczać 10 sztuk. Głowa węża mogła mieć dużą powierzchnię, konfiguracja i kolor latawców był dowolny.
Na każdym pociągu wężowym proszono o zainstalowanie różnych urządzeń i mechanizmów, np. „listonoszów lotniczych” zdolnych unieść ładunek o wadze do 2 kg, zamków do komponowania pociągu wężowego (o średnicy szyny co najmniej 3 mm), urządzenia do fotografii lotniczej i inne.
Zgodnie z regulaminem konkursu, każda drużyna musiała przedstawić scenariusz gry, podczas którego miała za zadanie uruchomić pociąg wężowy. Scenariusz mógłby obejmować np. bombardowanie, czyli zrzucenie „bomb” na jakiś wcześniej zaplanowany cel, „atak powietrzno-desantowy” (zrzucanie lalek), wyścigi narciarskie, przewożenie rannego na saniach ciągniętych przez latawiec, dźwięk, światło i inne rodzaje alarmów z latawca, zrzucanie raportów i ulotek.
Zawody odbywały się na wysokość lotu pojedynczego latawca, wysokość startu zestawu latawców, maksymalne obciążenie zestawu latawców oraz prędkość składania i wypuszczania pojedynczego latawca.
Aby zapewnić sobie sukces w zawodach, wiele grup kół tworzyło różne środki pomocnicze. Na przykład w Domu Pionierów w Serpuchowie uczniowie modeli samolotów wykonali dynamometr, aby sprawdzić wytrzymałość poręczy. Dynamometr zamontowany na wężu zapalił czerwone światło przy krytycznym napięciu. Ten sam zespół wykonał anemometr ze starego budzika i za pomocą tego urządzenia rejestrowano zmiany siły wiatru.
Uczniowie zainstalowali na wężu barograf, urządzenie umożliwiające zrzucenie w wybrane miejsce pojedynczej lalki „spadochroniarza” lub naziemnej „lądującej” lalki.
Młodzi modelarze samolotów na Stacji Młodych Techników w Kolomnej (obwód moskiewski) zbudowali latawce w kształcie pudełka z klapami na skrzydłach, co zapewniło latawcowi większą stabilność pod kątem około 50°. Modelarze samolotów w Stacji Młodych Techników w Woroneżu zbudowali latawce profilowane.
Modelarze samolotów z Saratowa przywieźli na konkurs zestaw latawców składający się z pięciu latawców w kształcie pudełka. Każdy wąż waży do 9 kg. Głowa węża miała łączną powierzchnię 17 m2. W wężowym pociągu zainstalowano kamerę, która wykonała 12 zdjęć. Pociąg był w stanie przewozić jednego narciarza.
Zespół kijowskich modelarzy samolotów przywiózł na zawody zestaw sześciu latawców. Można było z niego zrzucić dużą lalkę „spadochroniarza” (do 70 cm, przy średnicy kopuły spadochronu 4 m).
Młodzi modelarze samolotów ciężko pracowali, przygotowując się do nowych startów. Wiosną 1941 roku w Leningradzie w miejskich zawodach latawców wzięło udział ponad 150 uczestników.
Po Wielkiej Wojnie Ojczyźnianej zawody nie odbywały się.
W dzisiejszych czasach konstrukcja latawców nie może mieć znaczenia ani obronnego, ani naukowego. Jednakże, jako prosta, bardzo przystępna i ekscytująca czynność, tworzenie i puszczanie latawców nie straciło i nie straci na znaczeniu.
Za granicą, zwłaszcza w krajach socjalistycznych, latawce cieszą się ogromną popularnością wśród dzieci i młodzieży. Są szczególnie popularne na Kubie. Często można zobaczyć, jak kubańskie dzieci nawet na plaży nie rozstają się ze swoim ulubionym sposobem spędzania czasu - w powietrzu nad morzem unoszą się latawce o najróżniejszych wzorach i najjaśniejszych kolorach.
YUT Dla zręcznych rąk 1977 nr 7
Kto z Was nie puszczał latawca? Ale czy wszyscy wiedzą, czym one są? Kiedy się pojawili?
Po raz pierwszy latawiec wzbił się w niebo 25 wieków temu. Nikt wówczas nie potrafił wyjaśnić, dlaczego latawiec wzbija się w powietrze i jakie siły działają na niego w locie.
Początkowo latawce puszczano dla zabawy i rozrywki. Na przykład w krajach wschodnich organizowano bitwy na latawce. W niebo wypuszczono dwa latawce, uprzednio posmarowane klejem i posypane kruszonym szkłem na sznurkach trzymających je na smyczy. Zwycięzcą był ten, kto jako pierwszy przepił sznurek wroga.
Później latawce zaczęto wykorzystywać do celów naukowych. W swoich eksperymentach z elektrycznością atmosferyczną amerykański fizyk Benjamin Franklin używał bardzo dużych latawców. Siła udźwigu niektórych z nich była tak duża, że naukowiec miał trudności z utrzymaniem ich na smyczy. Latawce pomogły Franklinowi udowodnić elektryczne pochodzenie pioruna, ustalić obecność dwóch ładunków, dodatniego i ujemnego, oraz przetestować koncepcję piorunochronu,
A pod koniec ubiegłego i na początku obecnego wieku węże były szeroko wykorzystywane do badań meteorologicznych. Z ich pomocą naukowcy podnieśli instrumenty na wysokość ponad 1000 m i zmierzyli prędkość wiatru, temperaturę i wilgotność powietrza, ciśnienie atmosferyczne...
Obecnie zainteresowanie latawcami nie zostało utracone.
Twórcza myśl wynalazców w wielu krajach rodzi coraz to nowe projekty latawców: samolotów dyskowych, kół zamachowych itp.
Dzisiaj porozmawiamy o dwudziestu trzech wężach. W asortymencie znajdują się modele proste, mało pracochłonne, jak i te bardziej złożone. Nie ma wśród nich dwóch takich samych: wszystkie latawce różnią się od siebie właściwościami lotu, konstrukcją lub technologią produkcji.
Dowolnego węża z tej kolekcji można wykonać w obozie pionierskim lub na podwórku. Specjalnie dla początkujących modelarzy wybraliśmy cztery projekty. Mówimy o nich bardziej szczegółowo (są połączone na rysunku).
Więc latawce...
DLACZEGO LATAWCA SIĘ UKŁADA?
Odpowiedź na to pytanie pomoże nam uproszczony rysunek (ryc. 1). Niech linia AB reprezentuje przekrój płaskiego latawca. Załóżmy, że nasz wyimaginowany latawiec leci od prawej do lewej pod kątem A do horyzontu lub nadchodzącego wiatru. Zastanówmy się, jakie siły działają na model w locie.
Podczas startu gęsta masa powietrza utrudnia ruch latawca, czyli wywiera na niego pewien nacisk. Oznaczmy to ciśnienie F1. Skonstruujmy teraz tzw. równoległobok sił i rozłóżmy siłę F1 na dwie składowe - F2 i F3. Siła F2 odpycha latawiec od nas, co oznacza, że w miarę wznoszenia się zmniejsza swoją początkową prędkość poziomą. Jest to zatem siła oporu. Kolejna siła (F3) unosi latawiec w górę, więc nazwijmy to podnoszeniem.
Ustaliliśmy więc, że na latawiec działają dwie siły: siła oporu F2 i siła nośna F3.
Unosząc model w powietrze (holując go za poręcz) sztucznie zwiększamy siłę nacisku na powierzchnię latawca, czyli siłę F1. A im szybciej biegniemy, tym bardziej ta siła wzrasta. Ale siła F1, jak już wiesz, dzieli się na dwie składowe: F2 i F3. Ciężar modelu jest stały, a działaniu siły F2 zapobiega poręcz. Oznacza to, że siła nośna wzrasta – latawiec startuje.
Wiadomo, że prędkość wiatru rośnie wraz z wysokością. Dlatego też puszczając latawiec, starają się podnieść go na taką wysokość, aby wiatr w jednym miejscu mógł utrzymać model. W locie latawiec jest zawsze ustawiony pod pewnym kątem w stosunku do kierunku wiatru. Spróbujmy wyznaczyć ten kąt.
Weźmy prostokątny arkusz tektury (ryc. 2). Dokładnie w środku przymocujemy go do osi O-O. Załóżmy, że blacha obraca się wokół osi bez tarcia i że w dowolnym położeniu znajduje się w stanie równowagi. Załóżmy, że wiatr wieje ze stałą siłą prostopadle do płaszczyzny tafli. Oczywiście w tym przypadku nie będzie mógł obrócić arkusza wokół osi O-O, ponieważ jego działanie jest rozłożone równomiernie na całym arkuszu. Spróbujmy teraz zamontować arkusz pod pewnym kątem do wiatru. Zobaczymy, jak przepływ powietrza natychmiast przywróci go do pierwotnej pozycji, to znaczy ustawi go bezpośrednio
kąt do kierunku wiatru. Z tego doświadczenia wynika, że połowa arkusza pochylona w kierunku wiatru doświadcza większego ciśnienia niż ta po przeciwnej stronie. Dlatego też, aby płaszczyzna blachy pozostawała w pozycji pochylonej, konieczne jest podniesienie osi obrotu O-O. Im mniejszy kąt nachylenia blachy, tym wyżej należy przesunąć oś. W ten sposób wyznacza się środek nacisku. A siła wiatru utrzymująca samolot w pozycji nachylonej to siła nośna przyłożona w środku nacisku. Ale kąt latawca nie pozostaje stały: w końcu wiatr nigdy nie wieje z tą samą prędkością. Dlatego gdybyśmy przywiązali sznurek do latawca w jednym miejscu, na przykład w miejscu, w którym zbiega się środek ciśnienia i środek ciężkości, latawiec po prostu zacząłby salto w powietrzu. Jak rozumiesz, położenie środka ciśnienia zależy od kąta a, a przy porywistych wiatrach punkt ten stale się przesuwa. Dlatego, aby model był bardziej stabilny, przywiązuje się do niego uzdę złożoną z dwóch, trzech lub więcej sznurków. Zróbmy jeszcze jeden eksperyment.
Weźmy kij AB (ryc. A). Niech symbolizuje także przekrój płaskiego węża. Zawieszamy go na nitce pośrodku tak, aby przyjął pozycję poziomą. Następnie przyczepiamy obciążnik P niedaleko jego środka ciężkości, symulując środek nacisku. Kij natychmiast straci równowagę i przyjmie pozycję niemal pionową. Spróbujmy teraz zawiesić ten kij (ryc. 3b) na dwóch nitkach i ponownie przywiązać do niego ten sam ciężarek: drążek będzie utrzymywał równowagę w dowolnym położeniu ciężarka. Ten przykład wyraźnie pokazuje znaczenie uzdy, która pozwala na swobodne poruszanie się środka nacisku bez zakłócania równowagi.
PROSTE OBLICZENIA
Dowiedzieliśmy się, dlaczego latawiec startuje. Spróbujmy teraz obliczyć jego siłę nośną.
Siłę podnoszenia latawca określa się ze wzoru:
Fз=K*S*V*N*cos(a), gdzie
K=0,096 (współczynnik),
S - powierzchnia nośna (m2),
V - prędkość wiatru (m/s),
N - normalny współczynnik ciśnienia (patrz tabela) i
a jest kątem nachylenia.
Przykład. Dane wstępne: S=0,5 m2; V=6 m/s, a=45°.
W tabeli znajdujemy normalny współczynnik ciśnienia: N = 4,87 kg/m2. Podstawiając wartości do wzoru, otrzymujemy:
Fз=0,096*0,5*6*4,87*0,707=1 kg.
Obliczenia wykazały, że latawiec ten uniesie się w górę tylko wtedy, gdy jego waga nie przekroczy 1 kg.
Właściwości lotne latawca w dużej mierze zależą od stosunku jego masy do powierzchni nośnej: im mniejszy jest stosunek tych wartości, tym model lata lepiej.
Z CZEGO ROBIĆ WĘŻE
Do budowy modeli używaj lekkich i trwałych materiałów. Pamiętaj: im lżejszy latawiec, tym łatwiej go wystrzelić, tym lepiej będzie latał. Przyklej ramę z cienkich, równych gontów - sosny, lipy lub bambusa. Małe modele okryj cienkim papierem (najlepiej kolorowym), folią lub w skrajnych przypadkach gazetą, a większe węże tkaniną, folią plastikową lub lavsan, a nawet cienką tekturą. Połącz poszczególne elementy i części za pomocą gwintów, cienkiego drutu i kleju. Pamiętaj, aby nasmarować gwinty owinięte wokół części klejem. W przypadku uzd i lin asekuracyjnych wybierz cienką, mocną nić.
PROSTE WĘŻE
Są to modele papierowe dla początkujących. Niektóre można wykonać w ciągu godziny lub dwóch, inne w ciągu zaledwie kilku minut. Takie latawce latają dobrze i nie wymagają skomplikowanego sterowania. Więc najpierw...
Papierowe ptaki
Doświadczenie wielu badaczy pokazało, że zakrzywiona powierzchnia latawca ma większą siłę podnoszenia i stabilność niż płaski latawiec tej samej wielkości.
Najprostsze węże amerykańskiego inżyniera Raymonda Ninneya są zaskakująco podobne do małych ptaków. Latają dobrze, wykazując się doskonałą stabilnością w locie. Jest ich kilka na rycinie 1 (patrz a, b, c). W ciągu zaledwie dwóch, trzech minut wynalazca wycina prostokąt (proporcje 4:5) z grubego papieru lub cienkiej tektury, forniru i folii i wygina z niego ptaka. Następnie w jednym lub dwóch miejscach przyczepia uzdę do korpusu - i latawiec jest gotowy. W ten sposób możesz wykonać modele o dowolnej wielkości - wszystko zależy od wytrzymałości materiału.
Poniższy projekt (ryc. 2a) został opracowany przez amerykańskiego wynalazcę Daniela Kariana. Czy to prawda, że przypomina nieco ptaki Ninney? Należy pamiętać, że sztywność tego latawca zapewnia rama wykonana z patyków sosnowych lub świerkowych oraz skrzydełka zamknięte w półkolu. Do pokrycia ramy autorka sugeruje zastosowanie tkanin: jedwabiu, diagonalu, cienkiego lnu. Zainteresowani mogą poeksperymentować z projektem dwu- lub trzyskrzydłowym. Wynalazca wierzy, że jeśli do długiego pręta dołączysz kilka geometrycznie podobnych skrzydeł, otrzymasz bardzo zabawny latawiec (ryc. 26).
Zarówno ptaki Raymonda Ninneya, jak i węże Daniela Kariana będą latać nawet w dużych pomieszczeniach i korytarzach, ale pod jednym warunkiem: osoba je wypuszczająca musi poruszać się ze stałą prędkością.
Węże są płaskie...
Początkowo wszystkie latawce były wyposażone w mokre ogony. Ale... Pewnego razu kanadyjski meteorolog Eddie, który dużo pracował z latawcami, zauważył, że mieszkańcy malajskiej wioski puszczali latawce bezogonowe o nieregularnym czworokątnym kształcie. Obserwacje pomogły meteorologowi skonstruować latawiec, który widać na ryc. 3. Ten czworokąt z parami równych boków przypomina równoległobok. Liczbę tę uzyskuje się, dodając dwa trójkąty wraz z ich podstawami, z których jeden, ABD, jest równoboczny, a drugi, ASV, jest równoramienny, gdzie AB:SD wynosi 4:5. Strona AB przewiązana jest na końcach nieco mniejszym metalowym sznurkiem. Dlatego jest lekko zakrzywiony. Uzda mocowana jest w punktach O i D, a materiał (pokrycie) jest naciągnięty w górnej części, gdzie tworzy dwie małe fałdy. Pod wpływem wiatru latawiec ugina się i przybiera kształt tępego klina. W locie jego krawędzie natarcia wydają się odrzucać napływający strumień powietrza w obu kierunkach, dzięki czemu latawiec jest stabilny.
Czterdzieści lat później Anglik G. Irwin ulepszył projekt Eddiego (ryc. 4).
Wiadomo, że zakłócenie przepływu powietrza za krawędzią natarcia prowadzi do powstania obszaru wirów nad latawcem o kącie rozwartym. W rezultacie stabilność jest zakłócana przy porywistym wietrze. Irwin zrobił to po prostu - wyciął w ościeżnicy dwa trójkątne okna, a nadchodzący strumień zaczął wpadać do tych okien. Pozycja latawca w locie ustabilizowała się.
Model pokazany na rysunku 5 został zaproponowany przez Francuza A. Milliera. Składa się z drewnianej listwy AB, ściągniętej sznurkiem w łuk (cięciwa AB stanowi 9/10 długości listwy). W punktach O i O1 do szyny przymocowane są dwa identyczne paski SD i EF (AO1=OB=0,2*AB). Podobnie jak szyna AB, listwy są również ściągane razem za pomocą sznurka w łuk i tworzą w rzucie równoboczny sześciokąt. Końce wszystkich listew są przymocowane innym sznurkiem przechodzącym przez wierzchołki sześciokąta.
Wąż widoczny na ryc. 6 jest dobrze znany w Korei. Jej prostokątna rama, sklejona z patyków bambusowych, pokryta jest tkaniną. Jeśli przyjmiemy, że rozmiar dwóch boków wynosi 800, a pozostałych dwóch - 700, wówczas średnica otworu w środku powinna wynosić 300 mm.
Spójrz na rysunek 7. Model ten, podobny do ptaka drapieżnego, został wynaleziony przez Amerykanina Sandy Langa. Wynalazca najpierw próbował przetestować na nim zasady lotu zapożyczone z natury. Lang wykonał kadłub i ogon z jednej drewnianej deski. Rozłupił go na jednym końcu i w otwory drewnianej tulei włożył okrągłe listwy skrzydeł nośnych. Rozdwojoną część ogona, końce skrzydeł i nos zawiązałem grubą żyłką - w efekcie otrzymaliśmy bardzo elastyczną konstrukcję. Listwy skrzydłowe również zostały wyposażone w gumowe amortyzatory. Wąż Langa jest wrażliwy na najmniejsze podmuchy wiatru. W locie niczym motyl macha skrzydłami, zmieniając w ten sposób siłę nośną, siłę oporu i stabilność.
...I w kształcie pudełka
Rysunek 8 przedstawia jedną z opcji latawca w kształcie pudełka. Jest on stabilny w locie, ponieważ jego płaszczyzny nośne są skierowane w stronę nadchodzącego strumienia pod optymalnym kątem natarcia (generowana na nich siła nośna jest większa). Ponadto jego przekrój może być nie tylko kwadratowy, ale także rombowy. W przypadku rombu stosunek między przekątnymi pionowymi i poziomymi wynosi 2:3. Głębokość pudełka jest 0,7 razy większa niż długość większego boku latawca.
Rama składa się z czterech listew podłużnych i czterech listew dystansowych o przekroju prostokątnym. Rysunek pokazuje sposób połączenia elementu dystansowego i szyny podłużnej.
Ale rosyjski wynalazca Iwan Konin zaproponował projekt latawca w kształcie pudełka, nieco przypominającego samolot. Posiada dwa skrzydła (ryc. 9). Dzięki nim latawiec szybciej się wznosi, pozostaje stabilny w locie i nie przewraca się przy gwałtownych, bocznych podmuchach wiatru.
...A WĘŻE SĄ BARDZIEJ ZŁOŻONE
Zarówno pod względem konstrukcji, wykorzystania materiałów, jak i czasu produkcji, samoloty te różnią się od poprzednich. Są bardziej nowoczesne i wyrafinowane. Ale prawdopodobnie doświadczonym modelarzom będzie jeszcze przyjemniej majstrować przy nich: zrozumieć schemat, zrozumieć zasadę lotu i uchwycić niektóre funkcje.
Napędzany odrzutowcem
Wielu z Was prawdopodobnie zauważyło, że jeśli rzeka jest szeroko wylewana, jej przepływ staje się znacznie wolniejszy. I odwrotnie: w wąskim gardle prędkość przepływu gwałtownie wzrasta. W powietrzu, podobnie jak w wodzie, to prawo fizyczne również obowiązuje. Spróbuj skierować strumień powietrza w stronę szerszego końca stożkowej rury (zwężający się dyfuzor), a zobaczysz jak zmienia się prędkość powietrza: będzie większa na wylocie niż na wlocie. Aby w praktyce uzyskać ciąg strumienia (a tak można ocenić zmianę prędkości przepływu w rurze) konieczny jest jeden warunek: zamocowanie dyfuzora na dużej płycie.
Kiedy płaski latawiec jest w powietrzu, pod nim tworzy się strefa wysokiego ciśnienia, a nad nim strefa niskiego ciśnienia. Pod wpływem różnicy ciśnień strumień powietrza przedostaje się do nawiewnika i przechodzi przez rurę. Ale dyfuzor jest stożkowy, więc prędkość przepływu wychodzącego będzie większa niż przepływu przychodzącego (pamiętajcie o rzece). Oznacza to, że dyfuzor działa jak silnik odrzutowy.
Na rysunku 1 (patrz strona 6) widać latawiec autorstwa Anglika Frederica Bensona, którego konstrukcja wykorzystuje efekt dyfuzora. Wynalazca twierdzi, że ciąg odrzutowy nie tylko zwiększa prędkość wznoszenia latawca, ale także zapewnia mu dodatkową stabilność w locie.
Konstrukcja latawca odrzutowego jest dość prosta. Dwie prostokątne poprzeczki są mocowane poprzecznie pośrodku i wiązane na krawędziach mocną nicią. Na tej ramce montowany jest dyfuzor wygięty z grubego papieru lub folii. Pokrycie jest zwyczajne: papier, tkanina...
Zgodnie z zasadą WUA
Wiadomo, że pojazdy na poduszce powietrznej (AHV) unoszą się pod wpływem różnicy ciśnień: ciśnienie pod spodem jest zawsze większe niż na górze. A stabilność urządzenia zapewnia specjalne urządzenie, które równomiernie rozprowadza przepływ gazu na całym obwodzie.
Amerykański inżynier Franklin Bell udowodnił, że urządzenia podobne do AVP mogą latać w powietrzu. Kaprys? NIE. Świadkiem tego jest model latawca (ryc. 3 na stronie 7).
Gładkie dno i boki, mały kil, gładkie kontury kadłuba – to złożona konstrukcja. Ale napływający strumień powietrza opływa ciało bez zakłóceń i turbulencji i łatwo podnosi latawiec. Łatwo zauważyć, że te zalety aerodynamiczne sprawdzają się nie tylko podczas wznoszenia. Zakrzywione boki kadłuba dobrze stabilizują pozycję latawca w powietrzu na dużych wysokościach. I ostatnia rzecz. Przyjrzyj się bliżej: czyż nie jest prawdą, że w przekroju podłużnym model przypomina nieco szybką motorówkę?
Startuje spadochron
Powszechnie przyjmuje się, że człowiek może spaść tylko na spadochronie. Spadochron nie jest w stanie podnieść człowieka w górę, nawet przy prądzie wstępującym. Ale grupa polskich inżynierów próbowała obalić tę opinię. Udowodnili, że w pewnych warunkach spadochron może wznieść się w górę.
Przypomnijmy sobie grę znaną z dzieciństwa. Jeśli dmuchniesz w mały spadochron – nasionko mniszka lekarskiego – od dołu, uniesie się on w górę. Oczywiście porównania mniszka lekarskiego do współczesnego spadochronu można dokonać tylko warunkowo – polscy wynalazcy tworzą pionowo wznoszący się strumień powietrza za pomocą potężnych wentylatorów. Ale nawet zwykłego wiatru nie można lekceważyć, mówi Amerykanin Jack Carman i oferuje zabawkę - spadochron z latawcem (ryc. 4).
Strumień powietrza uderza w lekko nachyloną czaszę spadochronu i unosi ją do góry. Konstrukcyjnie model nie różni się od znanych spadochronów dla dzieci (o jednym z nich pisaliśmy już w Załączniku nr 4, 1974). Ale są też różnice. Na przykład, aby ustabilizować lot, do spadochronu latawca przymocowany jest ogon, a pośrodku pod kopułą przymocowana jest rura teleskopowa. Służy zarówno jako sztywna rama, jak i regulator położenia środka ciężkości modelu.
Dysk w locie
Urządzenie uzyska dobrą stabilność w locie, jeśli otrzyma kształt dysku. Jeden z wariantów latającego dysku pokazano na rysunku 2 (patrz strona 6). Model bardzo przypomina dwa złożone ze sobą niskie stożki. Ale stożki nie będą dobrze latać, mówi wynalazca Wilbur Bodel ze Szwajcarii, więc uzupełnia projekt stępką, a także niewielkim ciężarkiem, który przesuwa środek ciężkości w dół (zwiększając w ten sposób stabilność urządzenia) i otworem w dolnej części skóry. Ale po co ta dziura?
Na wysokościach wiatr wieje mocniej niż na ziemi. Oznacza to, że zmienia się nie tylko jego prędkość, ale także ciśnienie. Czy możliwe jest wykorzystanie różnic ciśnień do wytworzenia dodatkowego ciągu odrzutowego? Okazuje się, że jest to możliwe. Kiedy wieje silny podmuch wiatru, wewnętrzna komora latawca wypełnia się nieco większą ilością powietrza. Oznacza to, że wewnątrz latawca powstaje nadciśnienie. Kiedy podmuch osłabnie, ciśnienie na zewnątrz spada, a powietrze z wnętrza wylatuje przez otwór w obudowie. Pojawia się strumień odrzutowy, choć słaby. To właśnie tworzy dodatkową siłę nośną. Charakterystyczną cechą tego latawca jest to, że można nim latać w nocy. W tym celu zamiast obciążnika Bodel instaluje miniaturową latarkę z odbłyśnikiem, żarówką i baterią 1,5 V.
Na rysunku „Widok z boku” widać, że rama latawca zbudowana jest z wielu listew sztywno połączonych ze sobą. Zwróć uwagę na charakterystyczne węzły łączące listwy z pierścieniem zewnętrznym – wieńcem, piastą i stępką.
Ale płaszczyzna dyskowa francuskiego inżyniera Jeana Bortiera ma już trzy stępki. Dobrze startuje, sprawnie manewruje w powietrzu nawet przy silnym wietrze, a przy słabym wietrze wisi nieruchomo na smyczy. Powiemy Ci bardziej szczegółowo, jak to zrobić (patrz rysunek na stronie 10).
Podobnie jak wiele innych latawców, jego rama wykonana jest z cienkich drewnianych listew, mocowanych drucianym obrzeżem i pokrytym cienkim papierem. Zatem wszystko w porządku.
Przygotuj cztery równe listwy o przekroju 3x3 mm na ramę, złóż je razem jak pokazano na rysunku „Widok z góry”, przyklej na środku, przewiąż nitkami i posmaruj klejem. Wzdłuż obwodu ramy zegnij obręcz z drutu stalowego o średnicy 0,4-0,5 mm, zawiąż ją nitkami i przyklej do końców listew (patrz rysunek). Połącz końce obręczy ze sobą i owiń je nitkami i klejem. Najwygodniej jest zadokować je z przodu, w obszarze środkowej szyny „a”. Jeśli nie masz odpowiedniego drutu, wykonaj felgę z grubej nici. Nie zapomnij przykleić go do listew.
Przykryj krążek i stępki bibułką lub gazetą. Przyklej skórę do dysku od dołu - znacznie zmniejszy to opór modelu. Ale możesz też położyć papier na wierzchu. To prawda, że \u200b\u200bwtedy skóra będzie musiała zostać przyklejona do wszystkich listew i obręczy, w przeciwnym razie silny podmuch wiatru ją oderwie.
Zainstaluj trzy stępki na dolnej powierzchni dysku (można obejść się z jednym lub dwoma, ale wtedy trzeba będzie zwiększyć rozmiar stępek) - Obręcze stępek najłatwiej wykonać z cienkich listew bambusowych lub sosnowych - materiały te łatwo się wyginają i można uzyskać gładkie kontury.
Jeśli chcesz zrobić duży latawiec, nie zapomnij wzmocnić jego ramy dwoma lub trzema dodatkowymi listwami.
Przywiąż uzdę do gotowego latawca - trzy krótkie nitki. Utrzymują model pod wymaganym kątem natarcia. Przetnij środkowy gwint uzdy na pół i przywiąż jego końce do gumowego pierścienia kompensacyjnego. Pierścień ten rozciągając się podczas silnych podmuchów wiatru i niespodziewanych szarpnięć, odciąża część ramy. Przywiąż poręcz do uzdy. W przypadku małego latawca odpowiednie są ostre nici (linka). Przetestuj gotowy model.
Jak już powiedzieliśmy, latawcem discowym można latać nawet przy słabym wietrze. A jeśli w ogóle go nie ma, spróbuj odpalić model, ciągnąc go za sobą w biegu.
Bądź przygotowany na wszelkie niespodzianki. Jeśli latawiec nagle zapętli się lub zacznie gwałtownie opadać, nie wahaj się puścić poręczy z rąk – model nie pęknie przy uderzeniu o ziemię. Podnieś latawiec i dokładnie go obejrzyj; korygować zniekształcenia; jeśli to konieczne, zmniejsz kąt natarcia (zwiększ długość linii środkowej) i ponownie wypuść latawiec. Jeśli nie da się tego wyregulować, oznacza to, że płaszczyzna dysku jest nieodwracalnie przekrzywiona. Spróbuj przymocować ogon do modelu z paska papieru, pęczka nitek o długości półtora metra lub z kawałka papieru na nitce.
Zamiast ramki... powietrze
Wielu wynalazców do wykonania swoich modeli nie wykorzystuje listew i papieru, ale... powietrza.
Spójrz na rysunek 5. Jest to nadmuchiwany latawiec autorstwa kanadyjskiego wynalazcy Paula Russella (patrz strona 7). Na zdjęciu wygląda to skomplikowanie tylko z zewnątrz. Rzeczywiście bardzo proste: do zrobienia modelu Russellowi wystarczyły dwa arkusze szczelnego materiału. Podłużne i poprzeczne szwy spawalnicze dzielą objętość wewnętrzną na kilka połączonych ze sobą nadmuchiwanych wnęk. Szwy nadają całej konstrukcji niezbędną wytrzymałość objętościową. I jeszcze jedno. Napompowany korpus nie posiada ostrych wystających krawędzi. Oznacza to, że na powierzchni nadmuchiwanego latawca nie będzie żadnych turbulencji, dzięki czemu model będzie stabilny w locie. Ale wykonanie takiego latawca nie jest łatwe - wymagane są pewne warunki pracy.
Model fińskiego inżyniera S. Ketoli (patrz rysunek na stronie 11) jest znacznie łatwiejszy w produkcji.
Czy można wymyślić coś prostszego? Wziąłem dwa kawałki folii, zgrzałem je wzdłuż krawędzi i pośrodku gorącym żelazkiem lub lutownicą - i latawiec był gotowy. Ale ilu z Was wie, jak zgrzewać folię, aby szwy były szczelne? Z góry ostrzegamy początkujących modelarzy: ta operacja nie jest łatwa. Zanim zaczniesz robić latawiec, spróbuj zespawać kilka szwów na plastikowej torbie i sprawdź je pod kątem wycieków. Używaj żelazka z regulatorem temperatury. Nie zapomnij odtłuścić półfabrykatów polietylenowych przed spawaniem.
Zgodnie z wymiarami wskazanymi na rysunku wytnij z folii dwa wykroje. Złóż je razem i cofając się od krawędzi o 10-15 mm, powoli przesuń krawędź gorącego żelazka lub lutownicy po całym obwodzie obrabianych przedmiotów. W trzech miejscach powstałego szwu: po bokach - u dołu i gdziekolwiek u góry - pozostaw małe dziury. Przez nie będziesz pompować węże. Następnie zespawaj elementy po przekątnej. Abyś był spokojny co do szczelności szwów, stop krawędzie przedmiotów nad ogniem świecy. Zrób to w urządzeniu pokazanym na rysunku.
Aby przymocować uzdę i ogon, wypal w szwach sześć otworów o średnicy 1-2 mm. Zrób to za pomocą bardzo chłodnego paznokcia lub czubka płomienia świecy.
Gotowy model nadmuchujemy i przyspawamy świecą otwory w zewnętrznym szwie lub składając brzegi skóry na pół, spinamy je spinaczami, po zwilżeniu otworów wodą lub nasmarowaniu olejem technicznym.
Kiedy już nauczysz się robić małe nadmuchiwane latawce, spróbuj zrobić i latać większym modelem - o długości jednego metra lub dwóch metrów. Ale czy jesteś wystarczająco silny, aby ją utrzymać?
Oto model (ryc. 7, s. 8). Ale który? „Helikopter” – pomyślą zapewne niektórzy z nas, gdy zobaczą wirniki. „Latawiec” – powiedzą inni, zauważając uzdę i poręcz modelu.
Napływający strumień powietrza uderza w płaszczyznę latawca (w tym przypadku w rotor), powstaje siła nośna i model unosi się. Mogło się to zdarzyć, gdyby wirnik stał nieruchomo. Ale obraca się, co oznacza, że siła nośna powstaje również na jego ostrzach. Dzięki temu w locie latawiec otrzymuje dodatkowy impuls energii wypychający model do góry. Jak widać, istnieją oczywiste zalety w porównaniu z innymi typami latawców.
A ten latawiec helikopterowy został wykonany w Brazylii przez R. Fugesta (zdjęcie na stronie 10). Naszym zdaniem model brazylijski jest najciekawszym z podklasy samolotów typu helikopter. Ten latawiec ma trzy rotory: dwa rotory i jeden ogon. Wirniki główne obracające się w różnych kierunkach tworzą siłę nośną, a śmigła ogonowe stabilizują pozycję modelu podczas startu i utrzymują go na wysokości. Konstrukcja latawca jest niezwykle prosta.
Rama składa się z dwóch listew podłużnych, klejonych pod kątem i dwóch listew poprzecznych. Listwy są sklejane ze sobą i wzmacniane nitkami i klejem dla większej sztywności. Wirniki główne są zamontowane na zębatce poprzecznej, a wirniki ogonowe na podłużnych. Aby zapewnić łatwe obracanie się wszystkich wirników, są one zamontowane na osiach drucianych.
Produkcja wirników jest najbardziej krytyczną operacją. Części należy skleić ostrożnie, bez pośpiechu. Siła podnoszenia latawca zależy od tego, jak dobrze wykonasz rotor.
Oferujemy dwie opcje rotora, ale może być ich więcej. Spróbuj samodzielnie zaprojektować wirnik. Wypróbuj. W międzyczasie porozmawiajmy o tych pokazanych na rysunku.
Pierwsza opcja. Ten rotor jest najbardziej odpowiedni do dużych modeli. Latawiec z czterema, sześcioma lub ośmioma ostrzami dobrze startuje i dobrze utrzymuje się na wysokości. Wirnik jest wykonany w ten sposób.
Sklej na krzyż dwie listwy sosnowe lub bambusowe i oklej je papierem whatman lub okleiną lipową (brzozową). Na środku wirnika z obu stron przyklejamy podkładkę wykonaną z cienkiej sklejki, forniru lub celuloidu i wywiercamy otwór przelotowy na oś.
Druga opcja. Wirnik ten przypomina dziecięcy wiatraczek. Nadaje się do małego, lekkiego latawca.
Taki rotor składa się z cienkich listew bambusowych (o przekroju 3x3 w środku i 1,5x1,5 mm na końcach), bibuły lub papieru gazetowego, dwóch podkładek (fornir, celuloid) i mocnej nici. Sklej listwy ze sobą, jak pokazano na rysunku, i za pomocą nitek pociągnij ich końce do podstawy ostrzy.
Wąż czy wiatraczek?
Obserwując lot pocisku artyleryjskiego Gustav Magnus odkrył dziwne zjawisko: gdy wiał boczny wiatr, pocisk odchylał się w górę lub w dół od celu. Powstało założenie, że nie da się tego zrobić bez sił aerodynamicznych. Ale które? Ani sam Magnus, ani inni fizycy nie potrafili tego wyjaśnić i być może dlatego efekt Magnusa przez długi czas nie znalazł praktycznego zastosowania. Jako pierwsi znaleźli dla niego zastosowanie piłkarze, choć nie wiedzieli o istnieniu takiego efektu. Prawdopodobnie każdy chłopiec wie, co to jest „suchy liść” i słyszał o mistrzach tego ciosu: Salnikowie, Łobanowskim i innych.
Dziś fizyka efektu Magnusa jest wyjaśniona w prosty sposób (więcej na ten temat w „Young Technician”, 1977, nr 7). Teraz istnieje nawet cała niezależna podklasa latawców, których zasada lotu opiera się na efekcie Magnusa. Jeden z nich znajduje się przed tobą (ryc. 6 na stronie 8). Jego autorem jest amerykański wynalazca Joy Edwards. Latawiec ten przypomina nieco wiatraczek. W locie korpus latawca, podobnie jak zaobserwowany przez niemieckiego fizyka pocisk artyleryjski, obraca się wokół własnej osi. Jednocześnie łopatki skrzydeł przekształcają ciśnienie wiatru w siłę nośną, a stabilność latawców jest utrzymywana dzięki symetrycznemu, opływowemu korpusowi i okrągłemu kilowi.
Tak zaprojektowany jest wąż. Pręt centralny o przekroju prostokątnym, okrągła stępka i łopatki skrzydeł tworzą dość mocny korpus, który obraca się wokół dwóch osi przymocowanych do końcówek pręta. Uszy i uzdę łączą tułów z poręczą. Należy podkreślić, że latawce tego typu stanowią niemal nietknięty obszar wynalazczej kreatywności.
Spróbuj teraz wykonać model wymyślony przez Amerykanina S. Albertsona (rys. na stronie 11). Zasada działania węża Magnusa (jak autor nazywa swój model) jest wyraźnie widoczna na rysunku.
Półcylindry, osadzone na listwach i zamknięte na końcach tarczami, obracają się wokół swoich osi pod wpływem napływającego strumienia powietrza. Jeśli zaczepisz uzdę na tych osiach i przywiążesz je do szyny, urządzenie z łatwością wystartuje.
Latawiec składa się z ramy z osiami, dwóch półcylindrów, czterech półtarczy i uzdy. Rama składa się z czterech listew podłużnych i dwóch poprzecznych (sosna, bambus). Zacznij od tego.
Sklej listwy ze sobą, a łączenia szczelnie owiń nitką i klejem. Zegnij końce środkowych listew podłużnych na lutownicy, jak pokazano na rysunku, przyklej i zawiąż nitkami. Następnie przymocuj do nich ośki z drutu (mocowanie jest takie samo jak w przypadku latawca helikoptera). Przywiąż uzdy do tych samych osi.
Zegnij półcylindry z papieru Whatman i przyklej je do podłużnych listew ramy. Na koniec zamontuj stępki na ramie. (Każdy z nich składa się z dwóch półkrążków.) Przyklejamy je do listew poprzecznych od wewnątrz tak, aby listwy znajdowały się na zewnątrz.
Więc zbudowałeś i latałeś latawcami Magnusa. Co dalej? Spróbuj poeksperymentować z tym samolotem. Na przykład zwiększ rozmiar półcylindrów i korpusu latawca. Możesz też zrobić latającą girlandę z kilku latawców (patrz zdjęcie). Przetestuj model. Daj nam znać o wynikach eksperymentu.
V. ZAVOROTOV, inżynier, A. VIKTORCHIK, inżynier, mistrz sportu ZSRR
Ryc. N. KIRSANOV i V. SKUMPE
Wiek: 13 lat
Miejsce nauki: MBOU „Szkoła-gimnazjum nr 10” im. E.K. Pokrovsky, Symferopol, Republika Krymu, Federacja Rosyjska
Kierownik: Roman Vitalievich Krivoshchekov, metodolog wydziału fizyki i matematyki PDO GBOU DO Republika Krymu MAN „Iskatel”, Symferopol
Prace badawcze historyczne na temat:
Latawce: zabawa dla dzieci czy aeronautyka praktyczna?
Plan
1 Wprowadzenie
2 Historia powstania i użytkowania latawców
3 Dlaczego i jak lata latawiec?
4 Rodzaje latawców
6 Lista referencji
Wstęp
Wielu rodziców, kupując latawiec dla swojego dziecka, nawet nie zdaje sobie sprawy, że tworzenie i puszczanie latawców to z jednej strony dziecięca zabawa, która przyciąga osoby w każdym wieku, z drugiej zaś jest to hobby, które promuje rozwój obserwacji, pomysłowości i potencjału twórczego. I na pierwszy rzut oka tak prosta i powszechna dla nas zabawka nie jest tak prosta, jak mogłoby się wydawać.
Cel pracy- przestudiować latawiec jako samolot, określić obszary zastosowań, zaprojektować i latać latawcem.
Zadania:- przestudiować historię latawców;
Poznaj rodzaje i obszary ich zastosowania;
Dowiedz się dlaczego i jak lata latawiec;
Zaprojektuj latawiec i przetestuj go.
Historia powstania i użytkowania latawców
Historia latawców sięga starożytnych Chin i sięga co najmniej 2000 lat wstecz. Historia powstania latawca opiera się przede wszystkim na tradycjach i legendach, gdyż materiały, z których wykonano latawce (drewno, papier, tkanina, liście i gałęzie drzew) dość szybko uległy zniszczeniu. Najstarsze znaleziska archeologiczne pochodzą sprzed około 200 lat.
Węże budowano w postaci motyli, ptaków, ryb, chrząszczy, które pomalowano na jasne kolory. Najczęstszym był smoczy wąż, który wyglądał jak pół-krokodyl, pół-wąż.
W późniejszym czasie zaczęto budować latawce w formie płaskich ramek pokrytych papierem lub tkaniną. Nie przypominały już baśniowego węża, ale nazwa przetrwała do dziś.
Od samego początku swojego istnienia latawiec był używany w trzech głównych obszarach - operacjach wojskowych, rytuałach i życiu codziennym. Wykorzystanie latawca do celów wojskowych ograniczało się przede wszystkim do pomiaru odległości do obiektów wroga i zastraszania wrogów. W historii Rosji są też wzmianki o latawcach: w 906 roku, podczas zdobywania Konstantynopola, książę Oleg nakazał wykonanie wielu latawców w postaci jeźdźców i pieszych, aby zaszczepić przerażenie obrońców miasta: oni nagle zobaczyli, że niezliczona ilość rzeczy spada na nich z nieba armii rosyjskiej.
W rytuałach używano także latawców. Wierzono, że zbliżając się trochę do nieba, w którym żyli bogowie, i przyciągając ich uwagę swoim jasnym wyglądem, istnieje większa szansa na zwrócenie uwagi bogów na modlitwy ludzi. Na przykład puszczając latawiec odstraszali złe duchy i chronili przed siłami zła, chorobami i prosili o obfite żniwa.
Latawce były również używane w Azji do połowu ryb, odstraszania ptaków od upraw, podnoszenia materiałów budowlanych na szczyty budynków i oczywiście jako zabawki.
Naukowcy przyjrzeli się także bliżej tej zabawce dla dzieci. Słynny fizyk, matematyk i astronom Leonhard Euler napisał: „Latawiec, dziecięca zabawka zaniedbywana przez dorosłych, pewnego dnia stanie się przedmiotem głębokich badań”. I nie mylił się. W 1749 roku szkocki astronom A. Wilson uniósł termometr na wężu, aby zmierzyć temperaturę powietrza na dużej wysokości. Słynny amerykański naukowiec B. Franklin za pomocą latawców przeprowadził badania elektryczności atmosferycznej i udowodnił, że piorun podczas burzy to nic innego jak wyładowanie elektryczne o ogromnej sile. W wyniku tych badań Franklin odkrył elektryczną naturę błyskawicy i wynalazł piorunochron.
Wielki rosyjski naukowiec Michaił Łomonosow również zbudował latawce do badania elektryczności w atmosferze. 26 czerwca 1753 r. Łomonosow „za pomocą latawca wydobył błyskawicę z chmur”. Wypuścił latawiec w burzę i wywołał wyładowanie elektrostatyczne wzdłuż sznurka pełniącego funkcję przewodnika. Eksperymenty te prawie kosztowały go życie, ale jego naśladowca, akademik Richman, zginął w wyniku wyładowania elektrycznego.
W XIX wieku latawce były również szeroko wykorzystywane do obserwacji meteorologicznych. Na początku XX wieku latawce przyczyniły się do powstania radia. JAK. Popow za pomocą węży uniósł anteny na znaczną wysokość. Należy zwrócić uwagę na wykorzystanie latawców przy opracowywaniu wczesnych samolotów. W szczególności A.F. Mozhaisky przed rozpoczęciem budowy swojego samolotu przeprowadził serię testów z latawcami. Na podstawie wyników tych badań dobrano wymiary samolotu, które powinny zapewnić mu wystarczającą siłę nośną.
Praktyczne możliwości latawca przyciągnęły uwagę wojska. W 1848 roku K.I. Konstantinow opracował system ratowania statków znajdujących się w niebezpieczeństwie w pobliżu brzegu za pomocą latawców. Podczas I wojny światowej żołnierze z różnych krajów używali latawców do podnoszenia obserwatorów, obserwatorów ognia artyleryjskiego i rozpoznania pozycji wroga. Latawce używano także na frontach Wielkiej Wojny Ojczyźnianej. Na przykład przy ich pomocy nasi żołnierze rozrzucali ulotki.
W latach powojennych latawce stały się ekscytującym zajęciem dla uczniów. Ale wraz z tym są one również często wykorzystywane w meteorologii do badań i obserwacji dolnych warstw atmosfery. Latawce pudełkowe służą do podnoszenia przyrządów, które rejestrują temperaturę, ciśnienie, wilgotność i kierunek wiatru na wysokości. Na odległej Antarktydzie nasi naukowcy szeroko wykorzystywali węże do badania atmosfery do wysokości około 1000 m.
W dzisiejszych czasach nie zapomina się o latawcach; prowadzą one pełne, aktywne życie. Latawce pomagają meteorologom badać górne warstwy atmosfery. Do węża można podłączyć nie tylko barometr i termometr, ale także sprzęt fotograficzny i wideo, a następnie wykorzystać uzyskane dane do map topograficznych. Wykorzystanie latawca do takich celów jest znacznie bardziej opłacalne, prostsze i tańsze niż używanie ciężkiego sprzętu latającego. Również radioamatorzy, podobnie jak 100 lat temu, nadal używają latawca do odbioru stabilnego sygnału.
Latawiec również ma swoje święto. Co roku w drugą niedzielę października na całym świecie obchodzony jest Światowy Dzień Latawca.
Dlaczego i jak lata latawiec?
Latawiec należy do maszyny latającej cięższej od powietrza. Dlaczego wąż unosi się i co utrzymuje go na szczycie? Głównym warunkiem tego jest ruch powietrza względem latawca. Prędkość i kierunek wiatru stale się zmieniają. Nie tylko góry, ale także domy, mosty, budynki i drzewa odchylają wiatr na powierzchni ziemi od jego kierunku poziomego. Jak więc lata latawiec? Uproszczony rysunek pomoże odpowiedzieć na to pytanie. Niech linia AB reprezentuje przekrój płaskiego latawca i niech płynie kąt do nadchodzącego wiatru. Zastanówmy się, jakie siły działają na węże w locie. Podczas startu gęsta masa powietrza uniemożliwia ruch latawca, czyli wywiera na niego pewien nacisk. Oznaczmy siłę nacisku F1. Skonstruujmy teraz równoległobok sił i rozłóżmy siłę F1 na dwie składowe - F2 i F3. Siła F2 popycha latawiec w naszą stronę, co oznacza, że w miarę unoszenia się zmniejsza swoją początkową prędkość poziomą. Jest to zatem siła oporu. Kolejna siła F3 ciągnie latawce do góry, jest to siła nośna.
Unosząc latawce w powietrze sztucznie zwiększamy siłę nacisku F1 na powierzchnię latawca. Ale siła F1, jak już wiemy, dzieli się na dwie składowe: F2 i F3. Masa modelu jest stała, a działanie siły F2 zapobiega poręcz. Oznacza to, że siła nośna wzrasta – latawiec startuje. Wiadomo, że prędkość wiatru wzrasta wraz z wysokością, gdyż im wyżej od ziemi, tym mniej obiektów utrudniałoby jego ruch. Dlatego podczas startu starają się podnieść latawiec na wysokość, na której wiatr będzie w stanie go utrzymać.
Rodzaje latawców
Wszystkie latawce można podzielić na dwie główne grupy: niekontrolowane i kontrolowane.
Do latawców niekontrolowanych zaliczają się znane latawce, które po wzniesieniu w niebo znajdują się mniej więcej w tym samym punkcie, a na ich ruch może mieć wpływ jedynie napływający strumień powietrza.
Najprostsze niekontrolowane węże są płaskie. Przodkowie wszystkich latawców, mają płaską ramę. Stabilizację osiąga się dzięki kształtowi latawca, przepływowi powietrza w żaglu i ogonom. Przykłady obejmują latawiec rosyjski, latawiec indyjski, latawiec gwiazdowy i latawiec ze skrzydłem delta.
Zakrzywione latawce mają poprzeczne wygięcie w swojej konstrukcji, które pozwala im być bardziej stabilnymi niż latawce płaskie, eliminując potrzebę używania ogona do stabilizacji, poprawiając w ten sposób zakres wiatru latawca. Zaginanie konstrukcji odbywa się albo poprzez specjalnie zakrzywiony element łączący, albo poprzez naciągnięcie poprzecznych elementów ramy niczym łuk.
Po zapoznaniu się z konstrukcjami latawców płaskich dowiedzieliśmy się, że ani długość, ani szerokość większości latawców płaskich nie przekraczają 1 m. Dlaczego tak jest? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy wziąć pod uwagę dwa ważne parametry: siłę nośną i siłę latawca. Trudno jest zrobić płaski latawiec o dużej rozpiętości skrzydeł bez znacznego zwiększenia wytrzymałości jego elementów. Jednak wzrost wytrzymałości prowadzi do wzrostu szerokości i grubości elementów konstrukcyjnych ramy, co wpływa na masę latawca. Nie da się zwiększać masy w nieskończoność; przychodzi moment, w którym siła nośna nie jest już wystarczająca, aby latawiec wystartował. Twórcy próbowali obejść tę sprzeczność. Tak powstały latawce w kształcie pudełka, których siła jest znacznie większa niż wytrzymałość latawców płaskich.
Węże pudełkowe. Latawce z tej grupy posiadają przestrzenną ramę, są iście trójwymiarowe, a dzięki ramie stabilność wzrasta jeszcze bardziej, a zwiększenie płaszczyzn pracy pociąga za sobą wzrost siły nośnej. Każdy dobrze zna takie latawce, nazwane na cześć ich projektantów, jak latawiec Haragrav i latawiec Pottera.
Węże niesztywne. Jest to hybrydowa grupa latawców, których główna różnica polega na tym, że kształt przyjmuje napływający strumień powietrza. Jednocześnie w konstrukcji nadal zastosowano oddzielne sztywne i półsztywne elementy ramy.
Bezramowe węże. Kształt, jaki przyjmuje przenikające do wnętrza latawca powietrze oraz całkowity brak samej ramy to cechy wyróżniające tę grupę. Głównymi zaletami są pełna dowolność w wielkości i kształcie latawca oraz niska waga.
Latawce kontrolowane obejmują latawce, których lot można kontrolować za pomocą dwóch lub więcej linek.
Podwójna linia. Samoloty, tak zwane latawce sportowe lub akrobacyjne, mają zwykle kształt trójkątny (w kształcie delty) z dwiema linkami, po jednej w każdej ręce. Dzięki linkom możliwa jest kontrola kierunku lotu tego latawca. Dodatkowo dzięki swojej konstrukcji latawiec potrafi manewrować nie tylko w dwóch płaszczyznach względem pilota, ale także w trzeciej.
Czteroliniowy. Cztery linki przymocowane do dwóch uchwytów pozwalają w pełni kontrolować kąt natarcia tych latawców. Pod kontrolą pilota latawiec jest w stanie latać w dowolnym kierunku, obracać się i zatrzymywać w dowolnym miejscu okna wiatrowego.
Bezszkieletowy. W tej kategorii latawców sterowanych znajdują się latawce przeznaczone do holowania; mogą być dwu- lub czterolinowe. Żagiel nabiera kształtu zarówno pod wpływem nadchodzącego przepływu, jak i dzięki ramie utworzonej ze sprężonego powietrza. Głównym celem jest holowanie osoby.
Przyjrzeliśmy się głównym typom latawców, ale istnieją latawce, które różnią się od nich konstrukcją i zastosowanymi materiałami. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.
Węże według zasady WUA. Wiadomo, że pojazdy na poduszce powietrznej (AHV) unoszą się pod wpływem różnicy ciśnień: ciśnienie pod spodem jest zawsze większe niż na górze. A stabilność urządzenia zapewnia specjalne urządzenie, które równomiernie rozprowadza przepływ gazu na całym obwodzie. Węże mogą również latać, korzystając z tej zasady.
Latawiec to spadochron. Strumień powietrza uderza w lekko nachyloną czaszę spadochronu i unosi ją do góry. Aby ustabilizować lot, do spadochronu latawca przymocowany jest ogon, a pośrodku pod kopułą zamocowana jest rura teleskopowa. Służy zarówno jako sztywna rama, jak i regulator położenia środka ciężkości modelu.
Dysk węża. Kształt takiego latawca zapewnia dobrą stabilność w locie. Model bardzo przypomina dwa złożone ze sobą niskie stożki. Dopełnieniem konstrukcji jest stępka, a także niewielki obciążnik przesuwający środek ciężkości w dół i tym samym zwiększający stabilność aparatu oraz otwór w dolnej części obudowy. Otwór ten pozwala na wykorzystanie różnic ciśnień, które powstają podczas silnych podmuchów wiatru.
Węże wiatrakowe. Błystki obracając się pod wpływem napływającego powietrza, tworzą nie tylko powierzchnię spełniającą tę samą rolę, co płaszczyzna latawca w kształcie pudełka lub płaskiego, ale także dzięki kątowi natarcia wytwarzają dodatkową siłę nośną . Pozwala to, przy zachowaniu niezmienionych warunków, na tworzenie mniejszych latawców.
Helikopter węża. W mieście znalezienie dużej otwartej przestrzeni, na której można swobodnie biegać z latawcem, może być trudne. Helikopter latawcowy do swojego startu nie wymaga dużo miejsca, a zła pogoda nie jest dla niego przeszkodą.
Węże z dyfuzorami. Postanowiliśmy zbudować i przetestować tego typu latawiec. Konstrukcja takiego latawca jest bardzo prosta. Obie listwy są mocowane poprzecznie pośrodku i wiązane na krawędziach mocną nicią. Latawiec pokryty jest wiatroszczelną tkaniną przeciwdeszczową, do której przymocowany jest dyfuzor wykonany z tej samej tkaniny (zdjęcie 1). Puściliśmy latawiec na stadionie szkolnym. (zdjęcie 2). Powietrze przepływające przez dyfuzor z coraz większą prędkością zwiększa prędkość latawca, a co ważniejsze, zapewnia mu dodatkową stabilność w locie (fot. 3,4,5).
zdjęcie 1 
zdjęcie 2
zdjęcie 3 
zdjęcie 4 
zdjęcie 5
Wnioski
Na podstawie przeprowadzonych badań doszedłem do następujących wniosków:
1 Latawiec ma długą historię. Budowano je z różnych materiałów i nadano im różne kształty.
2 Zastosowanie i wykorzystanie latawca było bardzo różnorodne: w operacjach wojskowych, rytuałach, życiu codziennym, a także w badaniu zjawisk fizycznych. I oczywiście zawsze był używany jako zabawka dla dzieci.
3 Obecnie latawiec nie jest używany do celów obronnych i jego rola w badaniach naukowych nie jest zbyt duża, ale dla osób zainteresowanych aeronautyką pomaga zrozumieć podstawowe zasady lotu wszystkich statków powietrznych.
Dlatego możemy śmiało powiedzieć, że taka dziecięca zabawa jak latawiec to przede wszystkim przykład praktycznej aeronautyki.
Wykaz używanej literatury
- www.kite.ru/news/kitestaff/the-kite-story.php
Ermakow A.M. Najprostsze modele samolotów: Książka dla uczniów klas 5-8. - M.: Edukacja, 1984. - 160 s.: il.
Zavorotov V.A. Od pomysłu do modelu: Książka dla uczniów klas 4-8 - M., Prosveshchenie, 1988. - 160 s.: il. - (Zrób to sam).
Perelman Ya.I. Zabawna fizyka. Książka pierwsza - M.: Nauka, 1976. - 224 s.: il.
prokite.ru/kites/tipyi-vozdushnyih-zmeev/
O. BULANOVA
Latawce wynaleziono w Chinach jeszcze zanim historycy zaczęli pisać swoje kroniki. Chińczycy zaczęli robić pierwsze latawce z bambusa i liści roślin. Po wynalezieniu jedwabiu w 2600 r. p.n.e. Chińczycy zaczęli robić latawce z bambusa i jedwabiu.
Chińskie rękopisy wspominają o latawcach w kształcie ptaków, ryb, motyli, chrząszczy i postaci ludzkich, które pomalowano w najjaśniejszych kolorach.
Najpopularniejszym typem chińskiego węża był smok, fantastyczny skrzydlaty wąż. Ogromny smok uniesiony w powietrze był symbolem nadprzyrodzonych mocy.
W chińskim folklorze istnieje wiele opowieści o latawcach puszczanych zarówno dla przyjemności, jak i w interesach. Używano ich najczęściej do celów wojskowych. Ponadto Chińczycy używali latawców do pomiaru odległości między swoją armią a murami zamku wroga.
Mówią, że dowódca Han Xin, próbując ratować cesarza, wypuścił latawiec ze swojego obozu i wykorzystując długość liny określił dokładną odległość do muru oblężonej stolicy, dzięki czemu udało mu się stworzyć tunel.
Również za pomocą latawców wzniesiono w niebo zwiadowców i obserwatorów.
Istnieje legenda, że w 202 roku p.n.e. Generał Huang Teng i jego armia zostali otoczeni przez przeciwników i groziło im całkowite zniszczenie. Mówi się, że przypadkowy podmuch wiatru zdmuchnął generałowi kapelusz z głowy i wtedy przyszedł mu do głowy pomysł stworzenia dużej liczby latawców wyposażonych w urządzenia dźwiękowe.
Według chińskich kronik, chiński cesarz Liu Bang, oblężony w swojej stolicy, wystrzelił ich nad obóz rebeliantów. Pozornie niewidzialne w nocy węże wyposażone w gwizdki wydawały straszne dźwięki, demoralizując żołnierzy wroga.
W środku nocy te latawce przeleciały tuż nad głowami armii wroga, która słysząc tajemnicze wycie na niebie, spanikowała i uciekła.
Jednak w Azji Południowo-Wschodniej i Nowej Zelandii urządzenie, które może unosić się w powietrzu, zostało najwyraźniej wynalezione niezależnie od Chin. Robiono go z liści palmowych i używano do wędkowania, zawieszając haczyki na nitce unoszącej się nad wodą. Ponadto był używany przez chłopów jako strach na wróble ogrodowe.
Nie powinniśmy zapominać o religijnym znaczeniu latawców: w większości kultur Dalekiego Wschodu nić sięgająca nieba służyła jako symbol połączenia z bogami powietrza i duszami przodków. W Tajlandii zaprojektowano go do odpędzania deszczów monsunowych.
W VII wieku Latawiec poleciał do Japonii. Być może sprowadzili je do kraju misjonarze buddyjscy w czasach starożytnych, około 618-907.
W Japonii popularne stały się latawce, zaczęto nadawać im kształt żurawia, ryby i żółwia. Latawce zaczęły pojawiać się w postaci kolorowo malowanych płócien.
Na starożytnych japońskich rysunkach można również znaleźć wizerunki latawców, które znacznie różniły się kształtem od chińskich.
Latawce w tym kraju służyły jako łącznik między człowiekiem a bogami. Latawce puszczano, aby odstraszyć siły zła, chronić przed nieszczęściami oraz zapewnić dobre zbiory i zdrowie.
Historie o tym, jak te urządzenia unosiły w powietrze „krakersy”, materiały budowlane, a nawet ludzi, są bardzo liczne. Na przykład samuraj Tamemoto i jego syn zostali zesłani na wyspę Hachijo. Ten japoński Dedal zbudował gigantyczny latawiec, na którym jego synowi udało się odlecieć z wyspy.
Fabuła jest pozornie bajkowa, ale węże „Van-Van” o rozpiętości skrzydeł 24 mi długości ogona 146 m są historycznie potwierdzone. Taki kolos ważący około 3 ton z łatwością uniósłby człowieka w powietrze.
W Indiach walki latawców zyskały na popularności i nadal przyciągają ogromne rzesze widzów podczas święta Makar Sankranti.
Latawce stały się powszechne w Korei. Początkowo ich użycie miało charakter czysto religijny, później puszczanie latawców stało się fascynującą formą aktywności i spektaklu.
W Malezji popularne były także latawce. Typowy latawiec malajski ma kształt krzywoliniowego, symetrycznego trójkąta. Jego rama składa się z trzech przecinających się prętów, pokrycie wykonane jest z grubej tkaniny.
W Europie oczywiście też mieli pojęcie o sile nośnej wiatru. Z pewnością greckim żeglarzom nie raz zrywano żagle i trzepotały w powietrzu, a rzymskim prostakom podmuch wiatru zrywał kapelusz i podrywał go na sznurkach.
Do stworzenia latawca nie jest wymagana żadna specjalna pomysłowość. A jednak faktem pozostaje: jedyną rzeczą, jaką wymyślił Zachód, jest „smok” (greckie słowo oznaczające węża).
A więc od około 100 r. n.e. zwany rzymskim sztandarem kawalerii w kształcie nowoczesnej siatki na motyle, tylko dłuższy. „Smok” wzmagał się wraz z wiatrem (wskazując łucznikom swój kierunek), wił się i straszył wroga swoim gwizdkiem. Opływowy, cylindryczny ogon wiatrowskazu, wykonany z tkaniny skręcającej się jak ciało smoka, dodawał jeźdźcom pewności siebie i stwarzał groźny wygląd, który budził strach u wroga.
Wiatrowskazy wskazywały także łucznikom kierunek i siłę wiatru. Ale krótki trzonek nie jest nitką wznoszącą się. W porównaniu z arcydziełami orientalnymi pomysł „smoka” należy uznać za bardzo przyziemny.
Ogólnie rzecz biorąc, zgodnie z tradycjami europejskimi, wynalezienie latawców przypisuje się greckiemu matematykowi Arcitasowi z Tarentu, który około 400 roku p.n.e. zaprojektował drewnianego ptaka na podstawie badań lotu ptaków. Uważa się, że zainspirował go widok chińskiego latawca.
Ciekawe są starożytne wzmianki o pierwszych praktycznych zastosowaniach latawców; jedna z nich mówi, że już w IX wieku. Bizantyjczycy rzekomo podnieśli wojownika na latawcu, który z wysokości wrzucił do obozu wroga substancje zapalające.
W 906 r. książę kijowski Oleg użył latawców podczas zdobywania Konstantynopola. Kronika podaje, że w powietrzu nad wrogiem pojawiły się „konie i ludzie z papieru, uzbrojeni i złoceni”.
A w 1066 roku Wilhelm Zdobywca użył latawców do sygnalizacji wojskowej podczas podboju Anglii. Niestety, nie zachowały się żadne dane na temat kształtu starożytnych latawców europejskich, ich właściwości konstrukcyjnych i lotnych.
Niespokojny Marco Polo, który wrócił z Chin w 1295 roku, zapoznał swoich rodaków ze szybującym latawcem. Podobała mi się ta zabawka, ale nie zyskała popularności. Pierwszy (niedokończony) europejski rysunek latawca typu „tajska kobra” pochodzi z 1326 roku.
W 1405 roku pojawił się pierwszy poprawny opis latawca – w traktacie o technice wojskowej. A na obrazie z 1618 roku przedstawiającym życie w holenderskim miasteczku Middelburg widzimy chłopców puszczających latawce w kształcie rombu, który znamy dzisiaj.
Ale dopiero w XVII w. latawce stały się powszechne w Europie. Na początku XVIII w. hobby puszczania latawców było już niezwykle popularne. Latawce wykorzystywano w hipnotyzujących spektaklach i różnych przedstawieniach, a nie tylko jako nieszkodliwą zabawkę dla dzieci.
Zatem w Europie przedmiot ten nie nabył ani znaczenia mistycznego, ani religijnego. Ale wiedzę naukową zdobyłem, choć nie od razu. W 1749 roku szkocki meteorolog Alexander Wilson podniósł termometr na wysokość 3000 stóp.
Trzy lata później Benjamin Franklin przeprowadził w Filadelfii słynny eksperyment z elektrycznością: podczas burzy puścił latawiec z przymocowanym do niego kawałkiem drutu. Wszystko natychmiast zmokło od deszczu. Rezultat: metalowy klucz w rękach Franklina błyszczał. Odkrywszy elektryczną naturę błyskawicy za pomocą latawca, Franklin wynalazł piorunochron.
Latawce były używane do badania elektryczności atmosferycznej przez wielkiego rosyjskiego naukowca Michaiła Łomonosowa i angielskiego fizyka Izaaka Newtona.
Newton, będąc jeszcze uczniem, przeprowadził kilka praktycznie niezarejestrowanych eksperymentów dotyczących najbardziej ekonomicznej formy latawca.
W 1826 roku George Pocock opatentował wózek napędzany latawcem: osiągał prędkość do 30 km/h, a Pocock straszył chłopów, jeżdżąc po przedmieściach Bristolu wozem bez koni.
W 1847 roku, podczas przeprawy przez wodospad Niagara, za pomocą latawca przerzucono pierwszą linę z brzegu na brzeg (250 m).
Pojawiło się wiele innych pomysłów: na przykład użycie latawców do ratowania ludzi z tonącego statku. Naukowcy przeprowadzili wiele eksperymentów związanych z podnoszeniem wszelkiego rodzaju ciężarów, a także ludzi. Od 1894 roku latawce są systematycznie wykorzystywane do badania górnych warstw atmosfery.
Latawiec został znacząco udoskonalony przez australijskiego naukowca Lawrence'a Hargrave'a w latach 90-tych. XIX wiek W 1893 roku Hargrave stworzył latawiec w formie pudełka bez dna. Było to pierwsze zasadnicze udoskonalenie konstrukcji od czasów starożytnych.
Latające pudełka Hargrave'a były nie tylko wielkim impulsem do rozwoju biznesu „wężowego”, ale także niewątpliwie pomogły w projektowaniu pierwszego samolotu.
Ale wkrótce rozpoczęła się era samolotów i węże zostały zapomniane. Choć podczas obu wojen światowych stosowano je - na okrętach podwodnych dla poprawy widoczności oraz w zestawach ratunkowych pilotów do podnoszenia anteny radiowej.
Latawiec był szeroko stosowany w obserwatoriach meteorologicznych w Niemczech, Francji i Japonii. 3 maja wzniósł się na bardzo dużą wysokość.
Na przykład w Obserwatorium Linderberg (Niemcy) osiągnęli podniesienie latawca na wysokość ponad 7000 m.
Pierwsza komunikacja radiowa przez Ocean Atlantycki została nawiązana przy użyciu latawca pudełkowego. Włoski inżynier G. Marconi wypuścił w 1901 roku na wyspę New Foundlain duży latawiec, który latał na drucie służącym jako antena odbiorcza.
Na początku XX wieku. Prace nad wężami kontynuował kapitan armii francuskiej Sacconey. Stworzył jeszcze bardziej zaawansowany projekt latawca, który do dziś jest jednym z najlepszych.
Nowe życie latawca rozpoczęło się w latach 50-tych, kiedy Francis Rogallo wynalazł konstrukcję bez drążków – wiatr trzymał go w powietrzu. To była paralotnia, która zatarła granicę pomiędzy spadochronem, lotnią i latawcem.
Instytucja samorządu miejskiego, wydział edukacji administracji obwodu miejskiego Nieftekamsk, Republika Baszkortostanu
Miejska edukacyjna instytucja budżetowa
szkoła średnia nr 8
miejskie miasto powiatowe Nieftiekamsk
Republika Baszkortostanu
Prace badawcze w zakresie historii
"Latawiec:
dziecinna zabawa czy praktyczna aeronautyka?
Ukończył: Vinokurov Anton klasa 7A
MOBU Gimnazjum nr 8
Kierownik: Nasipova G.U.
nauczyciel fizyki.
Nieftiekamsk, 2014
Treść
Wstęp …………………………………………………………………… .3-5
Historia latawca ………………………………………………. .6-8
Klasyfikacja (rodzaje) latawców ………………………… …9-15
16-19
Wniosek …………………………………………………………………..20
Referencje …………………………………………………………21
Wstęp
Od najmłodszych lat wiemy, czym jest latawiec: jak nim latać i jak nim sterować. Jesteśmy przyzwyczajeni do jego kształtu i kolorystyki, ale czy zastanawialiście się kiedyś, kiedy i dlaczego wynaleziono węże? Do czego służyły i dlaczego latają? Czy wiesz, że latawiec bez przesady można nazwać podstawową zasadą wszystkich maszyn latających i że aerodynamika skrzydła samolotu opiera się na aerodynamice latawca? Główną cechą latawca jest jego prostota. Jest prosty w wykonaniu i obsłudze, ale jakie wrażenia zyskuje dziecko bawiąc się latawcem! Ponadto zainteresowanie wężami nie maleje wraz z wiekiem człowieka. Przez wiele lat od pojawienia się pierwszego latawca nabrały nowego wyglądu, a teraz pojawiła się nowa generacja latawców – latawce. Kitesurfing i kitesurfing od dawna cieszą się popularnością wśród fanów sportów ekstremalnych.
Latawce - to cały świat o różnych obliczach, świat kreatywności, świat nauki, świat sztuki. Każdy wie od najmłodszych lat, co to jest
latawiec: jak nim latać i jak nim sterować. Ich kształt i kolor są niesamowite, ale czy zastanawiałeś się kiedyś, kiedy i dlaczego wynaleziono węże? Studiując historię latawców, dowiadujemy się, że latawce były wykorzystywane w badaniach naukowych, w meteorologii do badania górnych warstw atmosfery i fotografii lotniczej, do zrzucania ładunków. Latawce odgrywają aktywną rolę w modelowaniu samolotów, sygnalizacji, a mianowicie w biegach na orientację, grach rozrywkowych i sportowych.
Niemiecka firma SkySails wykorzystała latawce jako dodatkowe źródło zasilania statków towarowych, testując je po raz pierwszy w styczniu 2008 roku na statku MS BelugaSkysails. Testy na tym 55-metrowym statku wykazały, że w sprzyjających warunkach zużycie paliwa spada o 30%.
Bez przesady latawiec można nazwać podstawową zasadą wszystkich latających maszyn.
Temat mojej pracy brzmi: „Latowanie: zabawa dla dzieci czy aeronautyka praktyczna?”
Co to jest aeronautyka? Aeronautyka (aeronautyka) to nazwa sztuki wznoszenia się w powietrze za pomocą znanych urządzeń i poruszania się w określonym kierunku.
Znaczenie wybranego przeze mnie tematu jest oczywiste. Z jednej strony jest to dziecięca zabawa, która wymaga dużej wyobraźni i pozwala poszerzać horyzonty. Z drugiej strony projektowanie i puszczanie latawców dla osób, które nie uważają tego za ekscytujące zajęcie, pozwala zrozumieć podstawowe zasady lotu wszystkich samolotów razem wziętych. Zapoznaj się z prawami fizyki i aerodynamiki oraz ich praktycznym zastosowaniem.
Pierwsze wzmianki o latawcach pochodzą z II wieku p.n.e., w Chinach (tzw. latawiec smoczy).
Przez długi czas węże nie znajdowały praktycznego zastosowania. Od drugiej połowy XVIII w. zaczynają być szeroko stosowane w badaniach naukowych dotyczących atmosfery. W 1749 r. A. Wilson użył latawca do pomiaru temperatury powietrza na wysokościach. W 1752 r. B. Franklin przeprowadził doświadczenie, w którym przy pomocy latawca odkrył elektryczną naturę błyskawicy, a następnie dzięki uzyskanym wynikom wynalazł piorunochron. M.V. Łomonosow przeprowadził podobne eksperymenty i niezależnie od Franklina doszedł do tych samych wyników.
Temat badań : Latanie latawcem: dziecinnie proste czy aeronautyka praktyczna?
Cel badania : Zidentyfikuj czynniki wpływające na start i lot latawca.
Przedmiot badań : Model latawca, warunki terenowe i pogodowe mające wpływ na lot latawca.
Przedmiot badań : Charakterystyka jakościowa lotu latawcem.
Hipoteza badawcza : Używając improwizowanych środków, możesz stworzyć samolot cięższy od powietrza.
Zadania:
Studiowanie historii latawców;
Uwzględnienie rodzajów latawców;
Nauka zasad lotu latawcem.
Metody badawcze : praca z literaturą naukową, zasobami Internetu, dobór materiału ilustracyjnego, jego projektowanie, badania, przeprowadzenie lotów próbnych z modelami latawców.
Historia latawca
Latawce należą do najstarszych maszyn latających cięższych od powietrza, wynalezionych przez człowieka. Nie da się z całą pewnością powiedzieć, kto i kiedy wynalazł latawiec i kiedy po raz pierwszy wzniósł się w powietrze. Źródła starożytnej Grecji podają, że wydarzyło się to w IV wieku p.n.e., a zaszczyt ich wynalazku należy do Archytasa z Tarentu. Ale jedno jest pewne – w IV wieku p.n.e. latawce były w Chinach powszechne. Uważa się, że pierwsze chińskie latawce były wykonane z drewna. Budowano je w kształcie ryb, ptaków, chrząszczy i malowano na różne kolory. Najczęstszą postacią był wąż – smok. Prawdopodobnie stąd wzięła się nazwa „latawiec”.
Szybko rozprzestrzenili się po całej Azji Wschodniej. Zaczęto je wykorzystywać do rozwiązywania problemów militarnych. Istnieje legenda, że w 202 roku p.n.e. generał Huang Teng i jego armia zostali otoczeni przez przeciwników i groziło im całkowite zniszczenie. Mówi się, że przypadkowy podmuch wiatru zdmuchnął generałowi kapelusz z głowy i wtedy przyszedł mu do głowy pomysł stworzenia dużej liczby latawców wyposażonych w grzechotki i fajki. Wróg w strachu uciekł z pola bitwy wśród wycia i ogłuszających trzasków. Interesujące są starożytne wzmianki o pierwszych praktycznych zastosowaniach latawców. Jeden z nich tak twierdzi w IX wieku. Bizantyjczycy rzekomo podnieśli wojownika na latawcu, który z wysokości wrzucił do obozu wroga substancje zapalające. Również w 559 r. w królestwie Północnego Wei udokumentowano mężczyznę puszczającego latawiec.
Na Rusi w 906 roku książę Oleg podczas oblężenia Konstantynopola użył latawca, aby zastraszyć wroga. A w 1066 roku Wilhelm Zdobywca użył latawców do sygnalizacji wojskowej podczas podboju Anglii. Niestety, nie zachowały się żadne dane na temat kształtu starożytnych latawców europejskich, ich właściwości konstrukcyjnych i lotnych. Europejscy naukowcy przez długi czas nie doceniali znaczenia latawca dla nauki. Dopiero od połowy XVIII w. Latawiec zaczyna być wykorzystywany w pracy naukowej. W 1749 r. A. Wilson (Anglia) za pomocą latawca podniósł termometr, aby określić temperaturę powietrza na wysokościach. W 1752 roku fizyk W. Franklin użył latawca do badania błyskawic. Odkrywszy elektryczną naturę błyskawicy za pomocą latawca, Franklin wynalazł piorunochron.
Latawce były używane do badania elektryczności atmosferycznej przez wielkiego rosyjskiego naukowca M. V. Łomonosowa i angielskiego fizyka I. Newtona. W 1804 r. dzięki latawcowi Sir J. Keilowi udało się sformułować podstawowe prawa aerodynamiki. Pierwszy załogowy lot latawcem odbył się w 1825 roku. Dokonał tego angielski naukowiec D. Pocock, który podniósł swoją córkę Martę na wężu na wysokość kilkudziesięciu metrów. W 1873 roku A.F. Mozhaisky wspiął się na latawiec ciągnięty przez trzy konie. Od 1894 roku latawce są systematycznie wykorzystywane do badania górnych warstw atmosfery. W 1895 roku w Washington Weather Bureau powstała pierwsza stacja wężowa. W 1896 roku w Obserwatorium Bostońskim osiągnięto wysokość podnoszenia latawca pudełkowego wynoszącą 2000 m, a w 1900 roku podniesiono tam latawiec na wysokość 4600 m. W 1897 roku rozpoczęto prace z latawcami w Rosji. Prowadzono je w Magnetycznym Obserwatorium Meteorologicznym w Pawłowsku, gdzie w 1902 roku otwarto specjalny wydział węży.
Latawiec był szeroko stosowany w obserwatoriach meteorologicznych w Niemczech, Francji i Japonii. 3 maja wzniósł się na bardzo dużą wysokość. Na przykład w Obserwatorium Linderberg (Niemcy) osiągnęli wysokość ponad 7000 m. Pierwszą komunikację radiową przez Ocean Atlantycki nawiązano za pomocą latawca w kształcie pudełka. Włoski inżynier G. Marconi wypuścił w 1901 roku na wyspę New Founden duży latawiec, który latał na drucie służącym jako antena odbiorcza. W 1902 roku na krążowniku „porucznik Iljin” przeprowadzono udane eksperymenty mające na celu podniesienie obserwatora na wysokość do 300 metrów za pomocą zestawu latawców. W tym przypadku wykorzystano węże w kształcie pudełka, których projekty opracował L. Hargrava w 1892 r. W latach 1905-1910 armia rosyjska była uzbrojona w latawiec oryginalnego projektu autorstwa Siergieja Uljanina. Całe plutony wężowych nautów wchodziły w skład zarówno jednostek lądowych, jak i morskich, w tym Floty Czarnomorskiej. Podczas I wojny światowej żołnierze różnych krajów, a zwłaszcza Niemiec, używali balonów na uwięzi jako stanowisk obserwacyjnych, których wysokość unoszenia była zależna od bitwy. warunkach osiągnęły wysokość 2000 m. Umożliwiły obserwację pozycji wroga w głębi frontu i bezpośrednie prowadzenie ognia artyleryjskiego za pośrednictwem łączności telefonicznej. Kiedy wiatr stawał się zbyt silny, zamiast balonów używano latawców skrzynkowych. W zależności od siły wiatru pociąg składał się z 5-10 dużych latawców w kształcie pudełka, które były przymocowane do liny w określonej odległości od siebie na długich drutach. Do kabla przywiązany był koszyk dla obserwatora. Przy silnym, ale dość równomiernym wietrze obserwator wznosił się w koszu na wysokość do 800 m. Ta metoda obserwacji miała tę zaletę, że umożliwiała zbliżenie się do wysuniętych pozycji wroga. Latawce nie dawały się tak łatwo wystrzelić jak balony na ogrzane powietrze, co stanowiło bardzo duży cel. Ponadto awaria pojedynczego latawca wpłynęła na wysokość wznoszenia się obserwatora, ale nie spowodowała jego upadku.
Podczas I wojny światowej latawce wykorzystywano także do ochrony ważnych obiektów wojskowych przed atakiem samolotów wroga, budując bariery składające się z małych balonów na uwięzi i latawców, które wznosiły się na wysokość 3000 m. Z balonów i latawców opuszczano liny stalowe zostały stworzone dla samolotu, w którym wróg jest w wielkim niebezpieczeństwie.
W dzisiejszych czasach budowanie latawca jest ekscytującym zajęciem, jego tworzenie i latanie nie straciło i nie straci na znaczeniu. Teoretyczna myśl wynalazców w wielu krajach rodzi coraz to nowe projekty latawców: płaskich i pudełkowych. Nadmuchiwane i obrotowe. Wśród latawców, które spotkasz, nie ma dwóch identycznych - wszystkie różnią się między sobą wyglądem, osiągami w locie czy technologią wykonania.
Klasyfikacja latawców
Klasyfikacja latawców nie jest precyzyjnie określona. Latawce mogą być duże lub niezbyt duże. Istnieje bardzo szeroka gama kształtów latawców. Starożytne węże wykonywano przy użyciu drewnianych ram i naciągniętych na nie arkuszy jedwabiu lub papieru. Prawie wszystkie nowoczesne latawce są wykonane z tworzyw sztucznych z włókna węglowego i tkanin syntetycznych.
Latawce płaskie dzielą się na dwa typy w zależności od ich aerodynamicznej konstrukcji:
Płaskie - płaskie latawce. Najstarsza forma puszczania latawców. I najprostszy. Są to w przenośni płaska płyta o kształcie prostokąta lub innego kształtu (gwiazda, trójkąt w kształcie rzutu ptaka itp.), Do której za pomocą uzdy przymocowana jest poręcz.
Bowed to kategoria latawców, które z ziemi wyglądają bardzo podobnie do latawców flat. Jednak ten typ latawców jest dalszym rozwinięciem latawców płaskich pod względem stabilności. Aby zapewnić stabilność, węże te mają zagięcie lub załamanie na osi podłużnej, co niejako unosi końce skrzydła i tworzy skrzydło w kształcie litery V. Rozwiązanie to zapewnia znaczny margines stabilności. William Eddy opatentował ten projekt latawca w 1900 roku.
Kształt: płaskie węże w planie można wykonać w najróżniejszych kształtach, od kwadratowych po wyobraźnię artysty. Rozważmy główne:
Latawiec prostokątny jest najpopularniejszym podręcznikowym przykładem latawca, ale nie jest zbyt stabilny w porównaniu do swoich większych kuzynów. Latawiec posiada trzy paski: dwa z nich służą jako przekątne („krzyż”), a trzeci znajduje się u góry i zapina przekątne. Wzdłuż konturu przyszłego latawca przeciąga się mocną nić, łącząc wszystkie rogi i przykleja się osłonę wykonaną z papieru lub tkaniny. Latawiec musi być wyposażony w długi i dość ciężki ogon, aby zapewnić mu stabilność w locie. Węże o podobnym wzorze były powszechne w Japonii; na prostokątnym płótnie naniesiono wizerunki smoków.
Diament (wygięty diament) –w kształcie diamentuwąż. Rama wykonana jest w formie przecinających się listew. Należy do kategorii łukowatych. Istnieje wiele sposobów wykonania wklęsłego latawca, na przykład użycie środkowej poprzeczki, w której poprzeczki biegną pod kątem, lub przeciągnięcie sznurka na poprzeczce, co powoduje, że poprzeczka wygina się jak łuk. Przy dużym kształcie litery V taki latawiec nie potrzebuje ogona, ale przy znacznym wzroście kształtu litery V latawiec traci siłę nośną. Uzda jest najczęściej przywiązywana do szyny podłużnej w dwóch miejscach.
Delta (delta, łukowata delta) to wąż, w planie przypominający skrzydło delty. Rama jest nieco bardziej skomplikowana, ponieważ wymaga co najmniej trzech listew, które są sztywno zamocowane w kształcie trójkąta (dwa wsporniki i jedna poprzeczna). Osobliwością tej konstrukcji jest to, że podczas lotu napór wiatru ugina listwy wspornika, a latawiec przyjmuje kształt litery V. Kopułowa konstrukcja okładziny zapewnia również dodatkową stabilność. Co więcej, im silniejszy wiatr wieje, tym stabilniej zachowuje się latawiec. Modele latawców sterowanych sportowo otrzymały tę formę. Możliwość sterowania osiąga się za pomocą schematu dwuwarstwowego. Pilot trzyma w rękach obie szyny. Zmieniając napięcie szyn, uzyskuje się kontrolowany lot.
Rokkaku – Ten sześciokątny japoński wąż (stąd jego nazwa) pochodzi ze środkowo-japońskiego regionu Niigata na wybrzeżu Morza Japońskiego. Posiada szynę środkową i dwie poprzeczne. Poprzecznym listwom nadano zakrzywiony kształt (kształt łukowy), dzięki temu węże typu rokkaku są bardzo stabilne nawet bez ogonów. Jest to bardzo popularna forma latawca, ponieważ jest łatwa do wykonania.
Bermudy (Bermudy) - latawiec ma zwykle kształt sześciokąta, ale może mieć kształt ośmiokąta, a nawet bardziej różnorodną figurę. Konstrukcja składa się z kilku płaskich listew przecinających się pośrodku. Cięciwa jest rozciągnięta wzdłuż obwodu listew, nadając konstrukcji sztywność. Żagiel jest już naciągnięty pomiędzy listwami a cięciwą. Bardzo często każda strona latawca jest wykonywana w różnych kolorach, aby uzyskać bardziej urozmaiconą barwę. Wymaga długiego ogona. Wąż ma tę samą nazwę co wyspa, na którą tradycyjnie przelatywał w Wielkanoc jako symbol wniebowstąpienia Chrystusa.
Latawce pudełkowe
Węże pudełkowe pojawiły się w wyniku rozwoju węży płaskich. Ludzie zauważyli, że pionowe powierzchnie znacząco wpływają na stabilność lotu latawca. Tak pojawił się pierwszy latawiec w kształcie pudełka. Węże pudełkowe na ogół nie wymagają ogona.
Latawiec rombowy to najprostszy latawiec w kształcie pudełka, nie jest skomplikowany w konstrukcji, jest stabilny w locie i łatwy do wodowania. Opiera się na czterech
listwy podłużne (dźwigary). Pomiędzy nimi wstawione są dwa krzyże, z których każdy składa się z dwóch listew dystansowych. Pokrowiec na latawiec wykonany jest z dwóch pasków papieru lub tkaniny syntetycznej. Tworzy to dwa pudełka - przód i tył. Ten projekt latawca został wynaleziony przez australijskiego odkrywcę Lawrence'a Hargrave'a w 1893 roku podczas próby zbudowania załogowego samolotu.
Potter's to latawiec w kształcie pudełka, który posiada specjalne klapy zwiększające siłę nośną. Składa się z czterech podłużnych listew (dźwigarów) i czterech sparowanych poprzecznych listew-krzyżyków, dwóch skrzynek i dwóch klap.
Bezramowe latawce
Węże bezramowe to węże, które nie mają twardych części. Przybiera postać węża, napełniając się pod wpływem napływającego przepływu powietrza. Stąd dwie zalety tych latawców - prawdopodobieństwo stłuczenia przy upadku wynosi zero oraz zwartość podczas transportu. Druga zaleta pozwala na wykonanie latawców o bardzo dużych rozmiarach.
Sanki (sanki) to latawiec z niesztywną ramą. W locie jego skorupa zachowuje swój kształt pod wpływem wiatru, jakby była napompowana. Wykorzystano jedynie dwie podłużne listwy, wszyte w skorupę, które nie są ze sobą połączone. Listwy te utrzymują kształt muszli i zapobiegają jej zgniataniu. Ten typ latawca zachowuje się dość kapryśnie przy porywistym wietrze. Do stabilnego lotu latawiec wymaga długiego ogona. Zaletami takiego latawca są łatwość produkcji i zwartość podczas transportu, ponieważ można go zwinąć w tubę bez konieczności montażu i demontażu.
Sled Foil to dalsze rozwinięcie latawca z poprzedniego modelu. W tej konstrukcji w ogóle nie ma sztywnych elementów. Sztywność kopuły zapewniają cylindry napompowane nadlatującym strumieniem powietrza. Ciśnienie wytworzone w cylindrach zwężających się ku tylnej krawędzi latawca jest wystarczające, aby czasza była wyprostowana w locie. Jednak latawiec tej konstrukcji ma również wady, na przykład kopuła może łatwo się zgiąć, gdy wiatr ucichnie, co doprowadzi do upadku latawca, nawet jeśli wiatr ponownie się podniesie, kopuła nie będzie już mogła sama się wyprostować. Ma również pewne trudności z uruchomieniem. Ale niezaprzeczalna zaleta polegająca na tym, że węży nie można złamać, pozwoliła temu projektowi na dalszy rozwój.
Folia Super Sled to kolejne rozwinięcie „sanek”. Trzy nadmuchiwane sekcje sprawiają, że latawiec jest bardziej odporny na zapadnięcie się. Pozwala także na wykonanie tego latawca o znacznych rozmiarach i uzyskaniu znacznego ciągu. Można go używać do podnoszenia przedmiotów, w tym aparatu.
FlowForm to bardzo popularna konstrukcja latawców, ponieważ jest to jeden z najbardziej stabilnych latawców bezramowych z pojedynczą linką. Przy odpowiednim treningu przy stałym wietrze może latać bez ogona. Jednak przy silnym i porywistym wietrze nadal zalecane jest używanie ogona. Można je wykonać w naprawdę gigantycznych rozmiarach; za najczęstszą uważa się powierzchnię 3 m2. Produkowane są również z dużą liczbą sekcji, sześcioma, ośmioma, a nawet więcej.
Latawiec Nasa Para Wing jest efektem badań amerykańskiej Narodowej Agencji Kosmicznej, które wyszły na jaw całkiem ciekawe jednowarstwowe latawce bezramowe. Prowadzono prace w poszukiwaniu optymalnych systemów wystrzeliwania statków kosmicznych. Jako „produkt uboczny” latawiec jest budowany przez ludzi na całym świecie. Szereg oryginalnych rozwiązań sprawia, że model ten jest łatwy w produkcji. Niektóre modele można kontrolować. Pomimo wielu zalet (niskie zużycie materiału, duży ciąg itp.), latawce te mają istotną wadę - stosunkowo niską jakość aerodynamiczną, która jednak stale wzrasta dzięki dalszemu udoskonalaniu konstrukcji latawców.
Parafoil to specjalna podklasa latawców bezramowych. Ten typ latawca wykonany jest z hermetycznego materiału z zamkniętymi przestrzeniami wewnętrznymi i wlotem powietrza skierowanym w stronę nadchodzącego strumienia. Powietrze przedostające się do otworu wlotowego powietrza wytwarza nadciśnienie wewnątrz zamkniętej przestrzeni latawca i nadmuchuje latawiec niczym balon. Jednakże konstrukcja latawca jest taka, że po napompowaniu latawiec przyjmuje pewien aerodynamiczny kształt, który jest w stanie wytworzyć siłę nośną latawca. Istnieje wiele rodzajów latawców - parafoilów: jednolinkowe, sterowane dwulinowo, sterowane czterolinowo. Latawce dwulinowe to głównie latawce akrobacyjne, czyli latawce o powierzchni do 3m2. Latawce czterolinowe to latawce o dość dużej powierzchni od 4m2, wykorzystywane w sporcie jako siła napędowa (kiteing). Węże jednoliniowe służą rozrywce, występują w różnych wzorach i kształtach, a nawet mogą przedstawiać wszelkiego rodzaju przedmioty i zwierzęta.
Dmuchany - kolejny ciekawy model to próba połączenia zalet parafoli i modeli ramowych. Jest też skorupa, ale teraz jest ona napompowana nie przez wiatr, a za pomocą pompki umieszczonej na ziemi (jak gumowe pierścienie). Latawiec również nie posiada ramy, ale dzięki nadmiernemu ciśnieniu panującemu wewnątrz skorupy ma już na ziemi kształt latający. Ponownie analogicznie do dmuchanego pierścienia - latawiec podczas upadku nie tonie w wodzie, dlatego wykorzystuje się go w kitingu podczas pływania po powierzchni wody.
Dlaczego latawce latają?
Zdolność latawców do utrzymywania się w powietrzu i podnoszenia ładunków wynika z faktu, że mają one siłę nośną. Przedstawmy następujące doświadczenie. Jeśli wystawisz rękę z okna jadącego autobusu lub wagonu z płytką (kawałkiem tektury lub sklejki), ustawiając ją pionowo, poczujesz, że Twoja ręka jest cofana z pewną siłą. Siła ta powstaje w wyniku napływu strumienia powietrza na płytę i wywierania na nią nacisku. Ciśnienie to będzie większe, jeśli zwiększy się rozmiar płyty lub prędkość ruchu; Przy dużej prędkości siła ta może być tak duża, że wystawienie ręki będzie niebezpieczne. Siłę nacisku na płytę przeciwprądową można wielokrotnie zmniejszyć, jeśli płytę umieścimy krawędzią skierowaną w stronę przepływu powietrza. Jeśli talerz zostanie ustawiony pod niewielkim kątem, dłoń zacznie się przechylać nie tylko do tyłu, ale także do góry. Kąt względem przepływu powietrza nazywany jest kątem natarcia (zwykle oznaczanym α - alfa). Węże latają ze średnim kątem natarcia 10-20°.
Dlaczego więc latawiec lata?
Na latawiec działają cztery siły: siła oporu, siła nośna, grawitacja i siła nośna. A B α F 2 F 3 F 1 (patrz rysunek).
Na uproszczonym rysunku linia AB przedstawia przekrój płaskiego latawca. Załóżmy, że nasz wyimaginowany latawiec leci od prawej do lewej pod kątem α - alfa do horyzontu lub nadchodzącego strumienia wiatru. Zastanówmy się, jakie siły działają na latawiec w locie.
Gęsta masa powietrza utrudnia ruch latawca podczas startu, czyli wywiera na niego pewien nacisk, nazwijmy go F1. Skonstruujmy teraz tzw. równoległobok sił i rozłóżmy siłę F1 na dwie składowe - F2 i F3. Siła F2 odpycha latawiec od nas, co oznacza, że w miarę unoszenia się zmniejsza swoją początkową prędkość poziomą. Jest to zatem siła oporu. Druga siła (F3) unosi latawiec w górę, więc nazwijmy to podnoszeniem. Ustaliliśmy, że na latawiec działają dwie siły: siła oporu F2 i siła nośna F3.
Unosząc latawiec w powietrze (holując go za poręcz), sztucznie zwiększamy siłę nacisku na powierzchnię latawca, czyli siłę F1. A im szybciej biegniemy, tym bardziej ta siła wzrasta. Ale siła F1, jak ustaliliśmy, rozkłada się na dwie składowe: F2 i F3. Ciężar latawca jest stały, a działanie siły F2 zapobiega poręcz, siła nośna wzrasta - latawiec wystartuje.
Prędkość wiatru rośnie wraz z wysokością, dlatego też podczas wypuszczania latawca starają się go podnieść na taką wysokość, na której wiatr byłby w stanie w jednym punkcie utrzymać model. W locie latawiec jest zawsze ustawiony pod pewnym kątem w stosunku do kierunku wiatru.
Siła oporu powstaje w wyniku ruchu powietrza opływającego latawiec.
Podnoszenie to część oporu, która zamienia się w siłę skierowaną w górę.
Siła przyciągania wynika z ciężaru latawca i jest przyłożona w punkcie zwanym środkiem ciężkości.
Siła napędowa jest przekazywana latawcowi przez linę ratunkową, która działa jak silnik. Latawiec poleci, jeśli linie działania wszystkich tych sił przetną się w środku ciężkości. W przeciwnym razie lot latawca będzie niestabilny. Aby spełnić te wymagania, powierzchnia latawca musi być nachylona do wiatru pod odpowiednim kątem. Stabilność wzdłużną latawca zapewnia ogon lub kształt powierzchni aerodynamicznej, stabilność poprzeczną zapewniają płaszczyzny stępki ustawione równolegle do poręczy lub krzywizna i symetria powierzchni aerodynamicznej. Tworząc latawce, nie należy zapominać o tych czynnikach. Stabilność lotu latawca zależy również od położenia środka ciężkości latawca. Ogon przesuwa środek ciężkości latawca w dół i spowalnia jego oscylacje, jeśli wiatr jest porywisty lub nierówny.
Obliczmy siłę podnoszenia latawca korzystając ze wzoru:
FH=K*S*V*N*cos(a),Gdzie
K=0,096 (współczynnik),
S - powierzchnia nośna (m2),
V - prędkość wiatru (m/s),
N - normalny współczynnik ciśnienia (patrz tabela)
Prędkość wiatru, V, m/s 1 2 4 6 7 8 9 10 12 15
Normalny współczynnik ciśnienia N, kg/m2
0,14 0,54 2,17 4,87 6,64 8,67 10,97 13,54 19,5 30,47
a jest kątem nachylenia.
Przykład.
Dane początkowe:
S=0,5 m2;
V=6 m/s,
A=45°.
N=4,87 kg/m2. (patrz tabela)
Podstawiając wartości do wzoru, otrzymujemy:
Fз=0,096*0,5*6*4,87*0,707=1 kg.
Obliczenia wykazały, że latawiec ten uniesie się w górę tylko wtedy, gdy jego waga nie przekroczy 1 kg. Siłę podnoszenia obliczaliśmy w starym układzie jednostek (kg*s, kilogram-siła), a nie w układzie SI (N, Newton). Faktem jest, że w życiu codziennym łatwiej jest nam oceniać siłę w kilogramach niż w niutonach, czyli np. wiemy, ile wysiłku trzeba włożyć, aby podnieść worek 5 kg ziemniaków. To samo dotyczy latawców. Żeby było sprawiedliwie, przeliczmy kilogram-siła na układ SI: 1 kg*s = 9,81 N. Jednak nie wszystko jest tak proste, jak wygląda z zewnątrz. Bardzo trudno jest poznać prędkość wiatru, nawet jeśli będziesz puszczał latawiec, trzymając w rękach anemometr, wyniki nie będą prawdziwe. Prędkość wiatru zmienia się wraz z wysokością. A kąt nachylenia zmienia się nieznacznie podczas lotu. Tylko praktyka pomoże ci latać latawcem.
Zatem po rozważeniu podstawowych zasad latania latawcem możemy śmiało powiedzieć, że latawiec, który jest prostszy w projektowaniu i sterowaniu, jest prototypem bardziej złożonego statku powietrznego.
Wielu projektantów, którzy wcześniej interesowali się tworzeniem latawców, przeszło na pracę na samolotach. Ale ich doświadczenie w budowaniu latawców nie minęło bez śladu. Z pewnością odegrał on rolę w historii lotnictwa w pierwszym etapie rozwoju samolotu.
WNIOSEK
Po zbadaniu historii latawca, przestudiowaniu głównych typów i konstrukcji oraz przeprowadzeniu analizy porównawczej doszedłem do następującego wniosku.
W dzisiejszych czasach puszczanie latawców, będące dziecinną zabawą, wymaga dużej wyobraźni i pozwala poszerzać horyzonty. W procesie wyboru rodzaju i kształtu latawca rozwijają się skłonności projektowe, projektant ma możliwość artystycznego wyrazu w procesie wymyślania emblematów i innych elementów dekoracyjnych, dzięki czemu lot latawca jest zawsze ekscytującym widowiskiem.
Dla innych jest to ekscytujący sport. Na całym świecie powstają kluby i społeczności, zrzeszające miłośników latawców – zarówno projektantów, jak i tych, którzy po prostu nimi latają. Jednym z najbardziej znanych jest KONE – Kite Club of New England, będący częścią Kite Flying Association of America. Niektórzy uważają puszczanie latawców za dobrą tradycję, np. w Japonii.
Za granicą latawce cieszą się ogromną popularnością wśród dzieci i młodzieży. Są one szczególnie popularne na Kubie, ks. Bali. Często można zobaczyć, jak dzieci nawet na plaży nie rozstają się ze swoją ulubioną rozrywką - latawce o najróżniejszych wzorach i najjaśniejszych kolorach szybują w powietrzu nad morzem. W dzisiejszych czasach konstrukcja latawców nie może mieć ani obrony, ani znaczenie naukowe. Ponieważ wraz z rozwojem lotnictwa ich rola w tych obszarach malała.
Projektowanie i puszczanie latawców dla osób, które nie traktują tego jako rozrywki, pomaga zrozumieć podstawowe zasady lotu wszystkich samolotów razem wziętych. Wykonywanie latawców stało się jednym z działów wstępnego szkolenia lotniczego dzieci w wieku szkolnym, a latawce stały się pełnoprawnymi samolotami wraz z modelami samolotów i szybowców, gdyż pozwalają poznawać prawa fizyki, aerodynamiki i ich praktyczne zastosowanie.
Takie podejście do latawców to pierwszy krok dla dzieci, które planują w przyszłości związać swoje życie z projektowaniem lub eksploatacją samolotów. Bez znajomości obliczeń, bez uwzględnienia cech dolnych warstw atmosfery, kierunku wiatru itp. nie lataj ani latawcem, ani modelem szybowca, ani samolotem
Literatura
1. Ermakov A.M. Najprostsze modele samolotów: Książka. Dla uczniów klas 5 – 8. śr. szkoła M.: Edukacja, 1989, - 144 s.
2. Encyklopedia produktów domowych. – M.:AST – PRESS, 2002. – 352.: il. – (Zrób to sam).
3. Rozhov V.S. Koło modelowania samolotów. Dla liderów klubów w szkołach i placówkach pozaszkolnych M.: Prosveshchenie, 1986.-144p.
4. Ermakov A. M. „Najprostsze modele samolotów”, 1989
5. „Kurs fakultatywny z fizyki” – M: Edukacja, 1998.
6. A.A.Pinsky, V.G.Razumovsky „Fizyka i astronomia” - Oświecenie, 1997.
7. Encyklopedia dla dzieci. Tom 14. Technologia. Ch. wyd. lekarz medycyny Aksenow. - M.:
Avanta+, 2004.
Zasoby internetowe:
1. http://media.aplus.by/page/42/
2. http://sfw.org.ua/index.php?cstart=502&
3.http://www.atrava.ru/08d36bff22e97282f9199fb5069b7547/news/22/news-17903
4. http://www.airwar.ru/other/article/engines.html
5. http://arier.narod.ru/avicos/l-korolev.htm
6. http://www.library.cpilot.info/memo/beregovoy_gt/index.htm
7. http://aviaclub33.ru/?page_id=231
8. http://sitekd.narod.ru/zmey_history.html
9. http://sitekd.narod.ru/zmey_history.html