Бумажный воздушный змей¶
Бумажный воздушный змей — простейшая летательная модель, изготавливаемая вручную из подручных материалов: бумаги, лёгких неревесинных реек или бамбуковых палочек и нитки. Относится к классу безмоторных летательных аппаратов, поднимающихся в воздух за счёт аэродинамической подъёмной силы, возникающей при обтекании плоского или изогнутого крыла потоком ветра. Изготовление бумажного змея — распространённое занятие в детском творчестве и народных промыслах, не требующее специального инструмента.
¶Принцип работы
Воздушный змей удерживается в воздухе благодаря относительному движению воздуха относительно его плоскости. При натяжении лески и наличии ветра поток воздуха, отклонённый плоскостью змея вниз, создаёт подъёмную силу, направленную вверх. Для устойчивого полёта необходимо соблюдение нескольких условий:
- симметрия конструкции относительно вертикальной оси;
- лёгкий вес;
- правильный центр тяжести, смещённый к носовой части;
- наличие киля или хвостовой ленты, стабилизирующих положение в потоке.
Угол атаки — угол между плоскостью змея и направлением потока воздуха — подбирается эмпирически. Слишком большой угол приводит к срыву потока и падению, слишком малый — к недостаточной подъёмной силе.
¶Материалы и инструменты
Для изготовления простейшего бумажного змея требуются:
| Материал | Назначение |
|---|---|
| Плотная бумага или тонкий картон | плоскость (крыло) змея |
| Две деревянные рейки или бамбуковые палочки | каркас (лонжерон и поперечина) |
| Клеящий состав (клей ПВА, скотч) | крепление каркаса к бумаге |
| Нить (леска, капроновая нить) | подвесная леска и хвост |
| Ножницы, карандаш, линейка | разметка и раскрой |
В качестве альтернативы деревянным рейкам могут использоваться соломинки для напитков, тонкая проволока или пластиковые стержни. Бумага должна быть достаточно плотной, чтобы не деформироваться под нагрузкой, но не настолько тяжёлой, чтобы снижать подъёмную силу.
¶Технология изготовления
¶Разметка и раскрой
Простейшая форма змея — ромб или прямоугольник. Для ромбовидного змея стороны чертятся на листе бумаги с помощью линейки. Классические пропорции: вертикальная диагональ примерно в 1,5 раза длиннее горизонтальной. Контур вырезается ножницами.
¶Сборка каркаса
Две рейки устанавливаются крест-накрест: вертикальная (лонжерон) и горизонтальная (поперечина). Точки пересечения фиксируются нитью или скотчем. Каркас приклеивается к бумаге по периметру или крепится скотчем по углам. При использовании бумажного змея без каркаса (так называемый «воздушный змей-ленточка») конструкция состоит из бумажной полосы с петлёй на одном конце и хвостом-лентой на другом.
¶Подвесная леска
Леска крепится к змею в точке, расположенной примерно на 25–30 % длины от носовой части. Правильное крепление подвесной лески определяет угол атаки и устойчивость полёта. Для регулировки используется узел или скотч, позволяющие смещать точку подвеса.
¶Хвост
Хвостовая лента (из бумаги или ткани) крепится к задней кромке змея и выполняет стабилизирующую функцию, удерживая конструкцию в потоке ветра. Длина хвоста подбирается экспериментально: слишком короткий не стабилизирует полёт, слишком длинный перегружает конструкцию.
¶Запуск
Запуск бумажного змея осуществляется при устойчивом ветре скоростью 3–8 м/с. Один человек удерживает леску, второй отпускает змея на расстоянии 10–20 метров вниз по ветру. При подъёме на достаточную высоту леска отпускается постепенно. При отсутствии ветра змей поднимается в движении — бегом, с автомобиля или с помощью друга, разбегающегося с леской.
¶Виды бумажных змеев
- Ромбовидный — классическая форма, простая в изготовлении.
- Плоский прямоугольный — изготавливается из одного листа бумаги без каркаса.
- Фигурный — сложная форма с декоративной отделкой, имитирующая птиц, рыб, насекомых.
- Боксёр — конструкция с несколькими парами крыльев, напоминающая составной змей.
¶Историческая справка
Воздушные змеи известны с древности. В Китае они применялись с I века н. э. в военных целях — для сигнализации и подъёма наблюдателей. В Японии и Индии змеи использовались в религиозных обрядах и фестивалях. В Европу воздушные змеи проникли в XVIII веке. В России змеи получили распространение в XIX веке как народная забава и предмет детских игр.
¶Интересные факты
- В 1749 году шотландский учёный Александр Уилсон с помощью воздушного змея проводил измерения температуры воздуха на высоте.
- В 1752 году Бенджамин Франклин использовал воздушного змея для подтверждения электрической природы молнии.
- В России в XIX веке воздушные змеи изготавливались из бересты и бумаги, распространены были змеи-«ласточки».
Источники:
- «Детская техническая энциклопедия», издательство «Машиностроение»
- «Юный техник», архивные выпуски
- Большая советская энциклопедия, статья «Воздушный змей»
- «Энциклопедия детского творчества», издательство «Просвещение»