Самолеты, воздушные змеи и воздушные шары своими руками

При изготовлении конструктивных частей могут быть использованы различные материалы, о чем было рассказано выше. Разные материалы, использованные для изготовления конструкции, оказывают свое влияние на полетные характеристики.

Воздушный змей из картона или бумаги достаточно просто изготовить в домашних условиях. Для этого понадобятся лишь несколько тонких плоских деревянных реек и клей. Простому змею несложно придать красочный вид, но эта модель будет недолговечной. Она легко поднимется вверх уже при самом легком ветре. Однако, если ветер будет чуть сильнее, он может опрокинуть такой змей. Сильный же ветер может просто разорвать его. Модели из бумаги и картона, к сожалению, не поддаются разборке, поэтому экземпляры больших размеров сложно перевозить, не повредив.

Воздушный змей из полиэтилена хорош тем, что он прочнее бумажного, и переносит достаточно сильные порывы ветра. Во многом прочность зависит от толщины полиэтилена. Если материал тонкий, змей будет так же недолговечен, как и бумажный. Этот вид летательного аппарата можно складывать, что удобно при транспортировке. На него легко можно нанести любой красочный рисунок. Однако из полиэтилена можно изготовить лишь ограниченное число конструкций. Воздушные змеи из этого материала можно не только самостоятельно изготовить дома, но и купить в готовом виде.

...

Воздушные змеи долгое время использовались в военных целях. Иногда их начиняли порохом и поджигали с тем, чтобы они разорвались в лагере противника. Большие змеи служили делу разведки – на них военачальники поднимались в воздух и сверху определяли размеры армии противника.

Воздушный змей из ткани – это отдельный вид искусства. Их делают из продуваемых и непродуваемых тканей, но все используемые материалы должны быть очень легкими.

Теперь нужно разобраться, почему воздушные змеи летают, что же поднимает и удерживает их в воздухе. Это можно понять, познакомившись с азами аэродинамики, весьма интересной темой для любознательных людей.

И воздушный змей, и самолет, являются летательными аппаратами, которые по своему весу тяжелее воздуха. Все эти конструкции поднимаются и держатся в воздухе лишь по одной причине – встречному движению воздуха по отношению к ним. Разница состоит в том, что имеющий двигатели самолет движется поступательно, сам создает встречный набегающий поток воздуха, поддерживающий его. В то же время, воздушный змей подвергается действию движущегося воздуха (ветра), находясь в неподвижном состоянии по отношению к земле. Для того чтобы поток воздуха мог поднять модель, конструкцию нужно расположить под некоторым углом к потоку. Угол, который образуют плоскость змея и направление потока воздуха, называют углом атаки (рис. 133).

Рисунок 133. Соотношение между плоскостью змея и направлением потока воздуха

Для простоты понимания, удобнее рассматривать давление воздуха на летательный аппарат (воздушный змей) плоской прямоугольной формы, т. е. самую простую конструкцию, поскольку и самые сложные модели состоят из этого элемента. Поток воздуха формирует общее давление на змея с силой, которую в формулах принято обозначать R. Она направлена перпендикулярно плоскости воздушного змея. Когда поток воздуха обтекает модель, впереди формируется зона с повышенным давлением, тогда как струйки воздуха сзади не успевают смыкаться, здесь зарождается зона с пониженным давлением, которая заполнена вихрями (рис. 134).

Рисунок 134. Схема движения воздуха вокруг воздушного змея

Сила давления воздуха R, в свою очередь, состоит из двух составляющих: это сила лобового сопротивления Q, она действует по направлению движения воздуха, и подъемная сила P, она действует вертикально вверх, поднимает и удерживает модель в воздухе (рис. 135).

Рисунок 135. Схема действия силы на воздушного змея