Историки говорят, что воздушный змей — самый первый летательный аппарат, который человек сумел поднять в воздух. Случилось это в Китае примерно 3500–4000 лет тому назад. Поначалу красивые воздушные змеи запускали в небо во время праздников, придавая им форму сказочных драконов — летающих змеев. Оттуда, кстати, и название. Потом воздушным змеям нашли работу. С них сбрасывали листовки, поднимали повыше метеоприборы, радиоантенны, аппараты для аэрофотосъемки. Ну, а ныне их пытаются использовать даже как летающие электростанции (статью «Электростанции взлетают в воздух» мы опубликуем в одном из последующих номеров). Постараемся вернуть снова змеям их первую ипостась — превратим их опять-таки в игрушки.

Основные правила и требования

Игрушки игрушками, но поскольку змеи являются летательными аппаратами, то при их постройке необходимо соблюдать ряд правил. Итак…

Требования, предъявляемые к конструкциям змеев, таковы. Они должны быть достаточно прочными. Дело в том, что давление на несущую поверхность змея при средней скорости ветра 7–8 м/с доходит до 2 кгс/м2. Кроме того, змей под действием ветра в полете не должен складываться, и в то же время он должен быть достаточно легким. Наконец, змей должен легко собираться и разбираться, в собранном виде должен занимать небольшое место.

С древнейших времен и до наших дней люди продолжают увлекаться воздушными змеями.

Центр тяжести корпуса змея должен быть расположен на оси его симметрии, то есть на продольной линии корпуса змея, делящей его корпус на две равные части. Иначе он не взлетит.

Стропы, при помощи которых змей прикрепляется к шнуру для запуска, следует тщательно подобрать по длине и прикрепить к корпусу в строго определенных точках. Так змею придают оптимальный угол наклона корпуса к потоку воздуха (угол атаки) для создания наибольшей подъемной силы. Иначе он будет летать плохо, а то и вовсе не поднимется в воздух.

Теперь, когда вы знаете основные правила, можно приступать к делу.

Многие десятилетия классической считалась конструкция змея-«монаха», представляющего собой бумажный прямоугольник на рамке с уздечкой из ниток и хвостом-мочалкой. Но на дворе все-таки XXI век; он принес и новые конструкции. Ознакомимся хотя бы с самыми простыми из них, которые придумали любители змеенавтики из США, Канады, Англии, Франции и Кореи.

Змеи-птицы.

Простейшие змеи американского инженера Р. Ниннея похожи на маленьких птичек. Они хорошо летают, демонстрируя в полете отличную устойчивость. На рисунке 1 их несколько (см. а, б, в).

Всего за 2–3 минуты моделист вырезает из плотной бумаги или тонкого картона, шпона, фольги прямоугольник (соотношение сторон 4:5) и сгибает из него птичку. Затем прикрепляет к корпусу в одном или двух местах уздечку — и змей готов. Таким способом можно делать модели любых размеров — все зависит от прочности материала.

Следующая конструкция (рис. 2 а) создана американским изобретателем Д. Карьяном. Жесткость конструкции придает каркас из сосновых или еловых палочек и замкнутые в полукольцо крылья. Для обшивки каркаса автор предлагает использовать ткань — шелк, саржу или нейлон. Желающие могут поэкспериментировать с двух- или трехкрылой конструкцией (рис. 2 б).

Еще одну модель, похожую на хищную птицу, придумал американец С. Ланга (рис. 7).

Фюзеляж и хвостовое оперение Ланга сделал из деревянной рейки. С одного конца он расщепил ее, а в отверстия деревянной втулки вставил круглые рейки несущих крыльев. Расщепленную часть хвоста, концы крыльев и нос связал толстой леской — получилась очень гибкая конструкция. А рейки крыльев еще и подрессорил резиновыми амортизаторами.

В итоге змей Ланги чутко реагирует на малейшие порывы ветра. В полете он, словно бабочка, взмахивает крыльями, меняя тем самым и величину подъемной силы, и силу сопротивления, и устойчивость.

Змеи четырехугольные

Сначала все воздушные змеи, как уже говорилось в самом начале, снабжались мочальными хвостами. Однако канадский метеоролог А. Эди однажды обратил внимание, как жители Малазийи пускали бесхвостых змеев. Тогда он сам сконструировал свой змей, который вы видите на рисунке 3.

Этот четырехугольник с попарно равными сторонами напоминает параллелограмм. Такая фигура получается, когда складывают основаниями два треугольника, из которых один, ABD — равносторонний, а другой, АСВ — равнобедренный, причем AB: CD как 4:5.

Сторона АВ по концам стянута металлической струной чуть меньшего размера, поэтому она слегка выгнута. Уздечка прикреплена в точках О и D, а обшивка натянута в верхней части, где образует две небольшие складки. Под действием ветра змей выгибается и приобретает форму тупого клина.

Недавно англичанин Г. Ирвин улучшил конструкцию Эди (рис. 4).

Улучшение главным образом касалось вот чего. Известно, что срыв потока воздуха за передней кромкой приводит к образованию области завихрений над тупоугольным змеем. В результате при порывистом ветре устойчивость нарушается. Тогда Ирвин вырезал в обшивке два треугольных окна, пропускающие поток, и положение змея в полете стабилизировалось. Модель, изображенная на рисунке 5, предложена французом А. Милье.

Она состоит из деревянной рейки АВ, стянутой струной в дугу (хорда АВ составляет 9/10 длины рейки). В точках О и 0 1 к рейке крепятся две одинаковые планки CD и EF. Подобно рейке АВ, планки тоже стянуты струной в дугу и образуют в плане равносторонний шестиугольник. Концы всех реек скреплены еще одной струной, проходящей через вершины шестиугольника.

Змей, который вы видите на рисунке 6, хорошо известен в Корее. Его четырехугольная рама склеена из бамбуковых палочек и обтянута тканью. Если размер двух сторон принять равным 800 мм, а двух других — 700 мм, то диаметр отверстия посередине должен составлять 300 мм.