Воздушный змей вызывает множество приятных эмоций и воспоминаний у каждого ребенка или взрослого. Каждый, кто хоть однажды запускал змея сам надолго запомнит это увлекательное занятие. Невозможно не полюбить то ощущение, когда представляешь, что летит не змей, запущенный тобой, а ты сам.
Воздушный змей – это самый известный в мире летательный аппарат тяжелее воздуха. Первые упоминания о воздушном змее датируются II веком до н.э., когда в Древнем Китае их делали из листьев растений с бамбуковым каркасом. Правда, чуть позже, когда китайцы изобрели шелк, именно он стал основным материалом для их изготовления.
В Китае до сих пор существует легенда, что когда-то очень давно один обычный крестьянин работал в поле. Вдруг подул ветер, и с головы слетела бамбуковая шляпа, спасающая его от палящего солнца. Но он успел поймать ее за тесьму и увидел, что шляпа все еще продолжала парить высоко в воздухе. Именно она и стала прототипом воздушного змея.
Начиная со II века н.э. и по сей день китайцы каждый год в сентябре устраивают праздник Дракона, когда запускают в небо огромные туловища из бумаги с головой змея, ведь именно дракон в этой стране считается символом власти и благополучия. Из Китая эта забава распространилась в Азию, Европу, Америку, а затем и в Австралию. В Японии монахи верили, что воздушные змеи отгоняли злых духов, приносили благополучие и защищали от несчастий.
Воздушные змеи бывают разных форм, размеров и конструкций – драконы, тигры, птицы, бабочки, бывают «музыкальные» змеи – змеи которые могут «петь», благодаря полой бамбуковой палочке.
Виды воздушных змеев:
- Парафойлы (Parafoils) представляют из себя несколько поверхностей, разделенных на клетки вертикальными ребрами. Наиболее распространённые и простые из них – «wind socks» так называемый носок развивающийся по ветру, турбины и баннеры.
- Дельта кайт (Delta) – следующие по распространённости воздушные змеи. Наиболее простая конструкция этого змея представляет собой простой треугольник. С запуском правильно собранной конструкции справится даже ребенок, поэтому первого воздушного змея хорошо иметь именно этой формы.
- Роккаку (Rokakku) – отличаются большей стабильностью и надежностью, особенно это становится заметным, когда скорость ветра приближается к критической для воздушных змеев. Этот виз воздушных змеев не нуждается в хвостах, потому что наличие хвоста делает его менее маневренным и более плавным в полетах.
Запустить воздушного змея очень просто. Вот несколько правильных шагов, если у вас есть напарник:
- Размотайте нить на 15 - 30 метров (Стандартная длина нити, которая прилагается к воздушному змею 30 метров);
- Сориентируйтесь по ветру (так чтобы нить повторяла направление ветра);
- Натяните нить и дерните за нее или бегите (Уже на высоте 10-15 метров воздушный змей может поймать ветерок. Если змей начинает вырываться у вас из рук, то дайте ему набрать высоту. Важно уловить момент натяжения).
Воздушный змей – это потрясающая игрушка, любоваться полётом которой можно в ветреный день. Запуск воздушных змеев – комплекс отличных упражнений, которые не имеют совершенно никаких противопоказаний, на координацию движения, развитие внимания и воображения.
Некоторые модели детских воздушных змеев может запустить ребенок уже в возрасте 3-х лет. Но все-таки стоит соблюдать основные меры предосторожности. Выберете безопасное место для запуска змея, это может быть парк или сквер, главное, это должно быть открытое пространство без деревьев, построек, проводов, шоссе и дорог.
В наши дни воздушные змеи вновь обрели свою популярность. Эта игра способствует развитию смекалки, наблюдательности, а также точности движений. Во второе воскресенье октября отмечают Всемирный день воздушного змея, где все любители запускают свои летающие объекты, проводятся различные конкурсы и фестивали, посвященные этим ярким летающим фигурам.
Существует даже вид спорта, связанный с воздушными змеями – кайтинг. Его родоначальник немец Отто Лилиенталь, который в 1891 году смог подняться на воздушном змее собственной конструкции. Именно тогда и зародился этот вид спорта, при котором спортсмены передвигаются по территории с помощью воздушных змеев.
Еще один вид спорта, связанный с воздушными змеями, называется Кайтсерфинг. Название говорит само за себя: серфингист, который ловит волны, держась за воздушный змей, превращается в кайтингиста. Воздушный змей здесь играет роль мотора, который позволяет спортсмену набирать огромную скорость при покорении волн.
Выбрать детский воздушный змей довольно просто, многие известные производители игрушек, такие, как «ABtoys», «Djeco», «Moulin Roty», «1TOY» и «Simba» предлагают родителям змеев разных цветов и размеров с различными героями мультиков или сказок.
Такие воздушные змеи можно найти в магазин по приемлемой цене, однако для профессиональных полетов и выполнения трюков в воздухе они не подходят. В этом случае нужно выбирать профессиональных воздушных змеев в специализированных магазинах.
Возраст: 13 лет
Место учебы: МБОУ “ Школа- гимназия №10”им. Э. К. Покровского г. Симферополя, Республика Крым, Российская Федерация
Руководитель: Кривощеков Роман Витальевич, методист физико- математического отдела ПДО ГБОУ ДО Республика Крым МАН “ Искатель”, г. Симферополя
Историко- исследовательская работа на тему:
Воздушные змеи: детские забавы или практическая аэронавтика?
План
1 Введение
2 История возникновения и применения воздушных змеев
3 Почему и как летает воздушный змей?
4 Виды воздушных змеев
6 Список использованной литературы
Введение
Многие родители, покупая своим детям воздушного змея, даже не догадываются, что изготовление и запуск воздушных змеев с одной стороны- детская забава, привлекающая к себе людей всех возрастов, с другой- увлечение, способствующее развитию наблюдательности, смекалки и творческого потенциала. И на первый взгляд такая простая и обычная для нас игрушка, не совсем уж проста, как может показаться.
Цель работы - изучить воздушный змей, как летательный аппарат, определить области применения, сконструировать и запустить воздушный змей.
Задачи: - изучить историю возникновения воздушных змеев;
Выяснить виды и области их применения;
Выяснить, почему и как летает змей;
Сконструировать змей и испытать его.
История возникновения и применения воздушных змеев
История воздушных змеев берет свое начало еще во времена древнего Китая и насчитывает, как минимум, 2000 лет. История происхождения воздушного змея основывается, прежде всего, на преданиях и легендах, т.к. материалы из которых изготавливали змеев (дерево, бумага, ткань, листья и ветки деревьев) разрушались довольно быстро. Самые старые археологические находки насчитывают около 200 лет.
Змеи строились в виде бабочек, птиц, рыб, жуков, которые раскрашивались в яркие цвета. Наиболее распространен был змей- дракон, похожий на полукрокодила - полузмею.
В более позднее время воздушные змеи стали строить в виде плоских рамок, обтянутых бумагой или тканью. Они уже ничем не напоминали сказочного змея, но название сохранилось до наших дней.
С самого начала своего существования воздушный змей применяли в трех основных направлениях - военные действия, обряды и быт. Применение змея в военных целях сводилось в первую очередь к измерению расстояния до вражеских объектов и устрашению врагов. В истории России тоже есть упоминания о воздушных змеях: в 906 году, во время взятия Царьграда, князь Олег приказал сделать много воздушных змеев в виде всадников и пеших воинов, чтобы внушить ужас защитникам города: они вдруг увидели, что на них с неба спускается несметное русское воинство.
Использовали воздушные змеи и в обрядах. Считалось, что немного приблизившись к небу, где жили боги и, привлекая их внимание своей яркой внешностью, было больше шансов обратить внимание богов на молитвы людей. Так, например, запуская змея, отпугивали нечисть и защищали от злых сил, болезней, просили богатый урожай.
Также воздушные змеи использовались в Азии для ловли рыбы, отпугивания птиц от зерновых культур, для поднятия строительных материалов к вершинам зданий, ну, и конечно, в качестве игрушек.
Приглядывались к этой детской игрушке и ученые. Знаменитый физик, математик и астроном Леонард Эйлер писал: “ Воздушный змей, детская игрушка, пренебрегаемая взрослыми, будет когда-нибудь предметом глубоких исследований”. И он не ошибся. Еще в 1749 году шотландский астроном А. Вильсон поднял на змее термометр для измерения температуры воздуха на высоте. Знаменитый американский ученый Б. Франклин с помощью воздушных змеев проводил исследования атмосферного электричества и доказал, что молния при грозе- не что иное, как электрический разряд огромной силы. Открыв в результате этих исследований электрическую природу молний, Франклин изобрел громоотвод.
Великий русский ученый Михаил Ломоносов тоже строил воздушные змеи для исследования электричества в атмосфере. 26 июня 1753 года Ломоносов “ при помощи змея извлек молнию из облаков”. Он запустил воздушный змей в грозу и по бечевке, используемой как проводник, извлек разряд статического электричества. Эти опыты едва не стоили ему жизни, а вот его последователь академик Рихман был убит разрядом электричества.
В 19 веке воздушные змеи также широко применялись для метеорологических наблюдений. В начале 20 века воздушные змеи внесли свою лепту в создание радио. А.С. Попов использовал змеи для подъема антенн на значительную высоту. Важно отметить использование воздушных змеев при разработке первых самолетов. В частности, А.Ф. Можайский, прежде чем начать строительство своего самолета, провел серию испытаний с воздушными змеями. На основании результатов этих испытаний были выбраны размеры самолета, которые должны были обеспечить ему достаточную подъемную силу.
Практические возможности воздушного змея привлекали внимание военных. В 1848 г. К.И. Константинов разработал систему спасения судов, терпящих бедствие вблизи берега, с помощью воздушных змеев. Во времена первой мировой войны войска различных стран применяли змеи для поднятия на высоту наблюдателей- корректировщиков артиллерийского огня, разведки вражеских позиций. Воздушные змеи использовались и на фронтах Великой Отечественной войны. Например, с их помощью наши бойцы разбрасывали листовки.
В послевоенные годы воздушные змеи стали увлекательным занятием для школьников. Но наряду с этим их еще часто применяют в области метеорологии для исследований и наблюдений нижних слоев атмосферы. Коробчатые змеи поднимают приборы, записывающие температуру, давление, влажность воздуха и направление ветра на высоте. В далекой Антарктиде наши ученые широко использовали змеи для изучения атмосферы до высоты примерно 1000 м.
В настоящее время воздушные змеи не то, чтобы не забыты, они живут полноценной, активной жизнью. Воздушные змеи помогают метеорологам в изучении верхних слоев атмосферы. На змее можно укрепить не только барометр и термометр, но и фото- и видеоаппаратуру, впоследствии используя полученные данные для топографических карт. Использование воздушного змея в таких целях значительно выгоднее, проще и дешевле, чем привлекать тяжелую летную технику. Также радиолюбители как и 100 лет назад, так и сейчас используют воздушного змея для получения устойчивого сигнала.
У воздушного змея есть и свой праздник. Ежегодно во второе воскресенье октября во всем мире празднуется Всемирный день воздушного змея.
Почему и как летает воздушный змей?
Воздушный змей принадлежит к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Почему же змей поднимается и что удерживает его на высоте? Основное условие для этого - движение воздуха относительно змея. Скорость и направление ветра постоянно меняются. Не только горы, но и дома, мосты, строения, деревья отклоняют ветер у поверхности земли от его горизонтального направления. Так как же взлетает воздушный змей? Ответить на этот вопрос поможет упрощенный чертеж. Пусть линия АВ изображает разрез плоского змея, а - угол к набегающему потоку ветра. Рассмотрим, какие силы действуют на змей в полете. На взлете плотная масса воздуха препятствует движению змея, то есть оказывает на него некоторое давление. Обозначим силу давления F1 . Теперь построим параллелограмм сил и разложим силу F1 на две составляющие- F2 и F3. Сила F2 толкает змей на нас, а это значит, что при подъеме она снижает его первоначальную горизонтальную скорость. Следовательно, это сила сопротивления. Другая сила F3 увлекает змей вверх, это подъемная сила.
Поднимая змей в воздух, мы как бы искусственно увеличиваем силу давления F1 на поверхность змея. Но сила F1, как мы уже знаем, раскладывается на две составляющие: F2 и F3. Масса модели постоянна, а действию силы F2 препятствует леер. Значит, увеличивается подъемная сила- змей взлетает. Известно, что скорость ветра с высотой возрастает, ведь чем выше от земли, тем меньше предметов, которые препятствовали бы его движению. Вот почему при запуске стараются поднять змей на такую высоту, где ветер мог бы его поддержать.
Виды воздушных змеев
Все воздушные змеи можно разделить на две основные группы: неуправляемые и управляемые.
К неуправляемым относятся привычные всем воздушные змеи, которые, будучи подняты в небо, находятся там примерно в одной и той же точке, и влияние на перемещение которых, может оказать только набегающий поток воздуха.
Простейшие неуправляемые змеи- плоские. Родоначальники всех воздушных змеев, они обладают плоским каркасом. Стабилизация достигается за счёт формы змея, воздушных потоков в парусе, хвостов. В качестве примера можно привести русский змей, индийский змей, змей “ звезда”, змей с дельтакрылом.
Изогнутые воздушные змеи имеют поперечный изгиб в конструкции, который позволяет им быть более устойчивыми по сравнению с плоскими змеями, избавляет от необходимости использовать для стабилизации хвост, следовательно улучшает ветровой диапазон змея. Изгиб в конструкции достигается или за счёт специально изогнутого соединительного элемента, или за счёт натягивания поперечных элементов каркаса наподобие лука.
Познакомившись с конструкциями плоских змеев мы узнали, что ни длина, ни ширина большинства плоских змеев не превышают 1 м. Почему так? Чтобы ответить на этот вопрос, надо рассмотреть два важных параметра: подъемную силу и прочность змея. Плоский змей с большим размахом крыльев сделать трудно, существенно не увеличивая прочность его элементов. Но увеличение прочности приводит к увеличению ширины и толщины конструкционных элементов каркаса, что сказывается на массе змея. Беспредельно увеличивать массу нельзя- наступает момент, когда уже подъемной силы недостаточно для взлета змея. Изобретатели попытались обойти это противоречие. Так появились коробчатые змеи, прочность которых много выше прочности плоских змеев.
Коробчатые змеи. Воздушные змеи данной группы обладают пространственным каркасом, они по-настоящему трёхмерны, также за счёт каркаса ещё больше возрастает устойчивость, а увеличение рабочих плоскостей влечёт за собой увеличение подъёмной силы. Хорошо всем известны такие воздушные змеи, названые по имени их конструкторов, как змей Хараграва, змей Поттера.
Нежесткие змеи. Это гибридная группа змеев, основное отличие которой заключается в том, что форма принимается за счёт набегающего потока воздуха. При этом в конструкции всё-таки применяются отдельные жёсткие и полужёсткие элементы каркаса.
Бескаркасные змеи. Форма, принимаемая за счёт проникающего внутрь змея воздуха, и полное отсутствие каркаса как такового — отличительные признаки этой группы. Главными достоинством является полная свобода в размерах и форме воздушного змея, малый вес.
К управляемым воздушным змеям относятся змеи,полётом которых можно управлять за счёт наличия двух и более строп.
Двухстропные. Воздушные, так называемые спортивные или пилотажные, змеи обычно треугольной (дельтавидной) формы с двумя стропами, по одной в каждую руку. За счёт строп возможно управление направлением полёта этого змея. Кроме того за счёт конструкции воздушный змей способен осуществлять манёвры не только в двух плоскостях относительно пилота, но и в третьей плоскости.
Четырехстропные. Четыре стропы, прикреплённые к двум ручкам, позволяют полностью контролировать угол атаки этих воздушных змеев. Под управлением пилота змей способен лететь в любом направлении, вращаться и останавливаться в любой точке ветрового окна.
Бескаркасные. В этой категории управляемых змеев находятся змеи, предназначенные для буксировки, они могут быть двух- и четырёхстропными. Форму парус принимает как за счёт набегающего потока, так и за счёт каркаса, сформированного сжатым воздухом. Основное предназначение — буксировка человека.
Мы рассмотрели основные типы воздушных змеев, но есть змеи, которые по конструкции и применяемым материалам отличаются от них. Рассмотрим некоторые из них.
Змеи по принципу АВП . Известно, что аппараты на воздушной подушке (АВП) приподнимаются благодаря разности давлений: под днищем давление всегда больше, чем сверху. А устойчивость аппарата создается особым устройством, равномерно распределяющим поток газа по всему периметру. По такому принципу могут летать и змеи.
Змей- парашют. Воздушный поток ударяет в слегка наклоненный купол парашюта и поднимает его вверх. Для стабилизации полета к змею- парашюту прикрепляют хвост, а в центре под куполом закреплена телескопическая трубка. Она служит одновременно и жестким каркасом, и регулятором положения центра тяжести модели.
Змей- диск. Форма такого змея придает неплохую устойчивость в полете. Модель очень похожа на два невысоких конуса, сложенных вместе. Конструкция дополнена килем, а также небольшим грузиком, смещающим центр тяжести вниз и таким образом увеличивающим устойчивость аппарата, и отверстием в нижней части обшивки. Это отверстие позволяет использовать те перепады давления, которые создаются при сильных порывах ветра.
Змеи- вертушки. Вертушки, вращаясь под действием набегающего потока воздуха создают не только поверхность, играющую ту же ролью что и плоскость коробчатого или плоского змея, а и благодаря углу атаки с их помощью создается дополнительная подъемная сила. Это позволяет при прочих равных условиях делать змеев меньших размеров.
Змей- вертолет. В городе бывает трудно найти большую открытую площадку, где можно было бы свободно разбежаться с воздушным змеем. Змей- вертолет не требует много места для своего запуска, и непогода ему не помеха.
Змеи с диффузорами . Змей такого типа мы решили построить и испытать. Конструкция такого змея очень проста. Две рейки скреплены в центре крест- накрест и связаны по краям прочной нитью. Обшивкой змея служит не продуваемая плащевая ткань, на которую прикреплен диффузор из этой же ткани(фото 1). Мы запустили наш змей на школьном стадионе. (фото 2). Движущийся по диффузору со все возрастающей скоростью воздух, увеличивает скорость змея, а еще, что более существенно, придает ему дополнительную устойчивость в полете(фото 3,4,5).
фото 1 
фото 2
фото 3 
фото 4 
фото 5
Выводы
На основании проведенных мной исследований я пришел к следующим выводам:
1 Воздушный змей имеет многовековую историю. Их строили из разных материалов и придавали им различные формы.
2 Применение и использование воздушного змея была очень разнообразна: в военных действиях, обрядах, быту, а также для изучения физических явлений. Ну и конечно, его всегда использовали как детскую игрушку.
3 В наши дни змей не используют для оборонного значения и в научных исследованиях его роль не очень значительна, но для людей, заинтересованных в аэронавтики, он помогает понять основные принципы полета всех летательных аппаратов.
Поэтому можно с уверенностью утверждать, что такая детская забава, как воздушный змей, является, прежде всего, примером практической аэронавтики.
Список использованной литературы
- www.kite.ru/news/kitestaff/the-kite-story.php
Ермаков А.М. Простейшие авиамодели: Книга для учащихся 5-8 классов. — М.: Просвещение, 1984. — 160 с.: ил.
Заворотов В.А. От идеи до модели: Книга для учащихся 4-8 классов.- М., Просвещение, 1988.- 160 с.: ил. — (Сделай сам).
Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга первая.-М.: Наука, 1976. - 224с.:ил.
prokite.ru/kites/tipyi-vozdushnyih-zmeev/
О.БУЛАНОВА
Воздушные змеи были изобретены в Китае еще до того, как историки начали писать свои хроники. Первые воздушные змеи китайцы начали делать из бамбука и листьев растений. После изобретения шелка в 2600 г. до н.э. китайцы стали делать воздушные змеи из бамбука и шелка.
В китайских рукописях рассказывается, о воздушных змеях в форме птиц, рыб, бабочек, жуков, человеческих фигур, которые раскрашивали в самые яркие цвета.
Наиболее распространенным типом китайского змея был дракон – фантастический крылатый змей. Огромный дракон, поднимаемый в воздух, являлся символом сверхъестественных сил.
В китайском фольклоре много историй о том, что воздушных змеев запускали как для удовольствия, так и для дела. Наиболее часто их применяли в военных целях. Кроме этого, китайцы использовали воздушных змеев для того, чтобы измерить расстояние между своей армией и стенами замка противника.
Рассказывают, что полководец Хань Синь, пытаясь вызволить императора, запустил змея из своего лагеря и по длине веревки определил точное расстояние до стены осажденной столицы, благодаря чему сумел устроить подкоп.
Еще при помощи змеев в небо поднимали разведчиков – наблюдателей.
Существует легенда о том, что в 202 г. до н.э. генерал Хуан Тенг и его армия были окружены противниками и им грозило полное уничтожение. Говорится, что случайный порыв ветра сорвал с головы генерала шляпу, и тогда к нему пришла идея создания большого количества воздушных змеев, снаряженных звуковыми устройствами.
Согласно китайским хроникам, осажденный в своей столице китайский император Лю Бан запускал их над лагерем мятежников. Якобы невидимые ночью, снабженные свистульками змеи издавали страшные звуки, деморализуя солдат противника.
Глубокой ночью эти воздушные змеи летали прямо над головами армии противников, которые, услышав загадочные завывания в небе, запаниковали и убежали.
Однако в Юго-Восточной Азии и Новой Зеландии умеющее парить в воздухе устройство, видимо, придумали независимо от Китая. Его сооружали из пальмовых листьев и использовали в рыбной ловле, подвешивая к парящей над водой нити крючки. Кроме того, он применялся крестьянами в качестве огородного пугала.
Не стоит забывать и о религиозном значении воздушных змеев: в большинстве культур Дальнего Востока уходящая в небо нить служила символом связи с богами воздуха и душами предков. В Таиланде она призвана была отгонять муссонные дожди.
В VII в. воздушный змей долетел до Японии. Возможно, они были принесены в страну Буддийскими миссионерами в давние времена, около 618-907 гг.
В Японии воздушные змеи приобрели популярность, ему стали придавать форму журавля, рыбы, черепахи. Стали появляться воздушные змеи в виде красочно раскрашенных полотен.
На древних японских рисунках также можно встретить изображение воздушных змеев, по форме значительно отличавшихся от китайских.
Воздушные змеи в этой стране служили как бы связующим звеном между человеком и богами. Змеев запускали для того, чтобы отпугнуть злые силы, защититься от несчастий, обеспечить хороший урожай и здоровье.
Рассказы о том, как эти устройства поднимали в воздух “шутихи”, строительные материалы и даже людей, весьма многочисленны. Например, самурай Тамемото был вместе с сыном сослан на остров Хатидзе. Этот японский Дедал соорудил гигантский воздушный змей, на котором его сын сумел улететь с острова.
Сюжет, видимо, сказочный, однако исторически засвидетельствованы змеи “Ван-Ван” с размахом крыльев 24 м и длиной хвоста 146 м. Такая махина весом под 3 тонны легко могла поднять в воздух человека.
В Индии популярность приобрели сражения змеев, они и сейчас во время праздника Макар Санкранти собирают огромные толпы зрителей.
Широкое распространение воздушные змеи получили в Корее. Вначале их применение носило чисто религиозный характер, а затем запуск змеев стал увлекательным видом занятий и зрелищ.
В Малайзии воздушные змеи тоже были популярны. Типичный малайский воздушный змей имеет форму криволинейного симметричного треугольника. Каркас его состоит из трех пересекающихся прутьев, обтяжка – из грубой ткани.
В Европе, разумеется, тоже имели представление о подъемной силе ветра. Наверняка у греческих моряков не раз срывало парус и он трепыхался в воздухе, а у римских простофиль порывом сносило шляпу, и она взмывала на тесемках.
Какой-то особенной изобретательности для создания воздушного змея не требуется. И все-таки факт остается фактом: единственное, до чего додумался Запад, это “дракон” (греческое слово, обозначавшее змею).
Так примерно с 100 г. н.э. именовали римское кавалерийское знамя в форме современного сачка для бабочек, только подлиннее. “Дракон” надувался от ветра (указывая лучникам его направление), извивался и пугал неприятеля свистом. Ниспадающий цилиндрический хвост флюгера из ткани, извивающейся как туловище дракона, придавал всадникам уверенности в себе и создавал угрожающий вид, который придавал страх врагу.
Также флюгера указывали стрельцам направление и силу ветра. Но короткое древко – это не уходящая ввысь нить. По сравнению с восточными шедеврами идею “дракона” следует считать весьма приземленной.
Вообще же, согласно европейским традициям, изобретение воздушных змеев приписывается греческому математику Аркитасу Тарентскому, который около 400 г. до н.э. сконструировал деревянную птицу, основываясь на исследования полетов птиц. Считается, что его воодушевил увиденный китайский воздушный змей – птица.
Любопытны старинные записи о первых практических применениях воздушных змеев, в одной из них говорится, что в IX в. византийцы якобы поднимали на воздушном змее воина, который с высоты бросал в неприятельский стан зажигательные вещества.
В 906 г. киевский князь Олег воспользовался воздушными змеями при взятии Царьграда. Летопись говорит, что над неприятелем в воздухе появились “кони и люди бумажны, вооружены и позлащены”.
А в 1066 г. Вильгельм Завоеватель использовал воздушные змеи для военной сигнализации при покорении Англии. Но, к сожалению, о форме древних европейских змеев, об их конструктивных и летных свойствах не сохранилось никаких данных.
С парящим змеем земляков познакомил вернувшийся из Китая в 1295 г. неугомонный Марко Поло. Игрушка понравилась, но популярной не стала. Первый (незаконченный) европейский рисунок змея типа “тайская кобра” датируется 1326 г.
В 1405 г. появляется первое верное описание воздушного змея – в трактате по военной технологии. А на картинке 1618 г., изображающей жизнь голландского Миддельбурга, мы видим мальчишек, запускающих змеев знакомой нам и сегодня ромбовидной формы.
Но только к XVII в. воздушные змеи стали обычным явлением в Европе. В начале XVIII в. увлечение запуском воздушных змеев было уже чрезвычайно популярно. Воздушные змеи использовались в завораживающих зрелищах и различных шоу, а не только как безобидная игрушка для детей.
Таким образом, в Европе этот предмет не приобрел ни мистического, ни религиозного значения. Зато приобрел научное, правда, не сразу. В 1749 г. шотландский метеоролог Александр Вильсон поднял на высоту 3000 футов градусник.
Тремя годами позже Бенджамен Франклин в Филадельфии поставил знаменитый эксперимент с электричеством: во время грозы он запустил змея с прикрепленным к нему куском проволоки. От дождя все сразу же намокло. Результат: металлический ключ в руках Франклина заискрил. Открыв при помощи змея электрическую природу молнии, Франклин изобрел молниеотвод.
Воздушные змеи применялись для изучения атмосферного электричества великим русским ученым Михаилом Ломоносовым и английским физиком Исааком Ньютоном.
Ньютон, когда он был еще школьником, провел несколько фактически незафиксированных экспериментов касательно наиболее экономной формы воздушного змея.
В 1826 г. Джордж Покок запатентовал тележку, приводимую в движение воздушным змеем: она развивала скорость до 30 км/ч, и Покок пугал крестьян, разъезжая по окрестностям Бристоля на повозке без лошадей.
В 1847 г., когда протягивали переправу над Ниагарским водопадом, первую веревку с берега на берег (250 м) перебросили с помощью воздушного змея.
Возникало много и других идей: например, использовать змеев для спасения людей с тонущего корабля. Исследователи делали множество экспериментов связанных с подъемом всяческих грузов, а также людей. Начиная с 1894 г., воздушный змей систематически применяется для изучения верхних слоев атмосферы.
Значительное усовершенствование змея произвел австралийский ученый Лоренс Харграв в 90-х гг. XIX в. В 1893 г. Харгрейв создал змея в виде коробки без дна. Это было первое принципиальное усовершенствование конструкции с древнейших времен.
Летающие коробки Харграва явились не только большим толчком для развития “змейкового” дела, но и, несомненно, помогли при конструировании первых самолетов.
Но вскоре началась эра аэропланов и о змеях забыли. Хотя во время обеих мировых войн их использовали – на подводных лодках для улучшения обзора и в спасательных наборах летчиков для поднятия антенны радиоприемника.
Широкое применение воздушный змей нашел в метеорологических обсерваториях Германии, Франции и Японии. 3мей поднимался на очень большую высоту.
Например, в обсерватории Линдерберга (Германия) добились подъема воздушного змея более чем на 7000 м.
Первая радиосвязь через Атлантический океан была налажена с помощью коробчатого воздушного змея. Итальянский инженер Г. Маркони запустил в 1901 г. на острове Нью- Фаундлен большой воздушный змей, который летал на проволоке, служившей приемной антенной.
В начале XX в. работу над змеями продолжил капитан французской армии Сакконей. Он создал еще более совершенную конструкцию воздушного змея, являющуюся одной из лучших и по настоящее время.
Новая жизнь воздушного змея началась в 50-х гг., когда Фрэнсис Рогалло изобрел конструкцию без перекладин – распростертой в воздухе ее держал ветер. Это был параплан, стирающий грань между парашютом, дельтапланом и воздушным змеем.
Каждый год в апреле месяце в Китайском городе Вэйфань проходит оригинальный праздник — международный фестиваль воздушных змеев, на который собираются любители этого развлечения, профессиональные спортсмены, производители летающих конструкций и просто туристы из различных стран.
У китайцев воздушные змеи популярны не только у детей, но и у взрослого населения. Изготовление и запуск воздушных змеев в этой стране стало целой традицией, ведущей начало от человека по имени Лу Пань или Куншу Пянь жившего в V или IV веке до нашей эры. Он делал эти летающие игрушки в форме птиц или змеев с крыльями, сказочных драконов, которые могли держаться в воздухе по нескольку дней и при этом выполнять в полете различные пируэты. От этого и произошло название «воздушный змей». Несколько позже, этого человека даже приравняли к божеству и считали покровителем ремесленников.
Конструкции летающих змеев ещё в те древние времена были очень разнообразные. Но наибольший интерес представляет летающий дракон — фантастический крылатый змей. Почему именно в форме драконов? Да потому что в Китае перед драконами преклонялись, как перед мудрыми и добрыми существами. Огромный дракон, парящий в воздух, считается символом сверхъестественной силы. Кроме того, запускание воздушного змея у китайцев и ассоциируется с уходом всех бед и дурных мыслей. Это поверье сохранилось и сегодня, поэтому часто можно видеть как в девятый день девятого месяца, в праздник — день змея, их запускают в присутствии всех членов семьи.
Конструкция такого летающего дракона достаточно сложная. Она представляет собой два-три десятка объемных каркасов обшитых бумагой или тканью, которые образовывают длинное круглое тело дракона, извивающегося в полете. У дракона большая голова с открытой пастью, через которую ветер проникает в пустое туловище, надувает его, благодаря чему он держится в воздухе. В некоторых конструкциях остов туловища дракона состоит круглых из дисков, уменьшающихся к хвосту и связанных между собой шнурами.
Для большего эффекта используется «змеиная музыка», специальное приспособление из сухих головок мака, с вставленными в них камышовыми свистками. Звук этих свистулек напоминает завывание ветра в дымовой трубе. К пасти дракона крепится леер, а к хвосту шелковые ленты, которые извиваются при полете. К змеям прикрепляют фонарики, изготовленные из цветной бумаги или фейерверки — начинённые горючей смесью трубочки, вспыхивающие разными цветами. На многих змеях изображаются портреты, а хвост делается их шелковых лент.
Воздушные змеи всегда были популярными не только у детей богатых родителей, но и у детей из бедных семей, потом у что изготовление воздушного змея достаточно дешевое, они изготавливаются из подручного материала, в основном из бумаги и бамбука. Главное для того что бы змей поднялся выше всех заключается в мастерстве его изготовления, в его правильной форме и балансировке, хотя и внешнему виду змея всегда придавалось особое внимание. С изобретением в Китае шелка, вместо бумаги для изготовления змеев стали использовать этот легкий и прочный материал.
Как бы там ни было, именно в Китае изготовление воздушных змеев со временем стало отдельным ремеслом, почти искусством. Воздушные змеи, изготовленные в Китае, продают во многих странах мира. Со временем воздушные змеи стали известны на всех континентах. Они стали достоянием не только детей, но и взрослых почитателей летательных аппаратов. Помимо Китая воздушные змеи получили широкое распространение в Корее, Японии, Таиланде, Малайзии, Полинезии и др. Внешне змеи в этих странах значительно отличается от китайских, там они приобрели новые формы.
В Европу воздушные змеи попали с Востока в средние века. Хотя историки считают что независимо от Китая в древней Греции такую же летающую конструкцию изобрел в IV в. до н.э. древнегреческий ученый Архит Тарентский. Но, к сожалению, чертежей и рисунков конструкции древних европейских змеев не сохранилось. Доподлинно известно о существовании воздушных змеев и на Руси. Киевский князь Олег ещё в 906 г. при взятии Царьграда использовал летающих бумажных змеев. Мореходы делали попытки использовать воздушных змеев для усиления парусности судов.
Если первое время в Европе воздушные змеи использовались только для развлечения для детей, то вскоре им нашли более достойное применение в различных сферах. Ученые стали использовать змеев для изучения атмосферы. С их помощью измеряли температуру воздуха на разных высотах, выясняли природу молнии. Русский ученый Попов при помощи воздушных змеев поднимал радиоантенны. М.В.Ломоносов и английский физик И.Ньютон с помощью воздушных змеев изучали атмосферного электричество. На основе воздушных змеев проектировались идеальные размеры и формы летательных аппаратов. Их часто их использовали и в военных целях. С помощью таких змеев разбрасывали листовки, проводили разведку вражеской территории, их начиняли порохом и когда они достигали противника, их взрывали.
Виды воздушных змеев
С годами конструкции змеев постоянно усовершенствовались. Появилось несколько основных видов воздушных змеев. По устройству и форме аэродинамических поверхностей различают:
Одноплоскостные
Это змеи простейшей конструкции, у них невысокая подъёмная сила и малая ветровая устойчивость. Для балансировки у таких змеев обязательно присутствует шнур с грузиком, так называемый хвост.
Многоплоскостные или этажерочные
Эти змеи более сложной конструкции, обладающие средней подъемной силой и повышенной ветровой устойчивостью.
Коробчатые и многоячеечные
Это летательные конструкции из отдельных ячеек в форме параллелепипедов были изобретены австралийским ученым Л. Харгравом в 1894-1895 гг. Главной их особенностью стала их высокая устойчивость.
Составные или групповые
Это так называемые змейковые поезда, состоят из группы воздушных змеев, собранных в одну гибкую систему. Именно такие змейковые поезда использовали военные. Змеи такой конструкции позволяли поднимать в воздух наблюдателя. Они обладали высокой подъемной силой и живучестью, при повреждении одного или даже нескольких звеньев такой змей можно было посадить, что бы спасти разведчика.
Даже с появлением современных моторизованных летательных аппаратов, интерес к легким конструкциям, летающим на принципе воздушного змея, окончательно не исчез. Мало того, он и сейчас продолжает развиваться. Энтузиасты воздушных змеев постоянно совершенствуют свои конструкции. Самыми популярными сегодня считаются:
Бескаркасные воздушные змеи
Это змеи, которые в своих конструкциях не имеют жёстких деталей. Они выполнены из воздухонепроницаемой ткани. Форма змея поддерживается потоком воздуха, а в некоторых выполняются герметичные полости, которые накачиваются воздухом.
Название флоуформ произошло от английского «flowform от flow», что значит протекать. Это - одностропный неуправляемый змей. В флоуформе поток воздуха проходит через внутреннее пространство и выходит через отверстия в задней части. Флоуформ обладает стабильным полётом, поэтому часто используется кинооператорами для аэросъёмок.
Название парафойл происходит от английского «parafoil от foil», что означает «плёнка». Достаточно большой воздушный змей с замкнутым внутренним пространством. Он имеет воздухозаборное отверстие, через которое воздухом внутри змея создаёт избыточное давление, придающее оболочке змея заданную форму. Бывает одностропные, неуправляемые, декоративные змеи, а так же двух и четырёхстропные, так называемые кайт-парафойлы, используемые спортсменами.
Это наиболее распространенный вид спортивно-развлекательного змея, способный поднимать в воздух человека. Название происходит так же от английского «kite» — «воздушный змей». Это большой управляемый воздушный змей площадью до 12 квадратных метров. Кайт предназначен для буксировки человека по воде или по снегу. Уменьшенный вариант кайта, площадью до 4-х квадратных метров, так называемый пилотажный кайт, используется для обучения управлению большим кайтом. Наиболее популярны по конструкции виды кайтов: парафойл и надувной.
Фестиваль воздушных змеев
Если в давние времена запуск воздушных змеев носил чисто религиозный характер, затем были попытки практического использования змеев, со временем он превратился просто в увлекательное занятий и популярное зрелище. В 1984 году, на родине воздушного змея, в Китае, в городе Вэйфань впервые был организован фестиваль воздушных змеев. На этот фестиваль собрались не только китайские любители этого интересного развлечения со своими семьями, но и профессиональные спортсмены и производители летающих конструкций из более чем шестидесяти различных стран. С тех пор фестиваль воздушных змеев в Вэйфане попучил статус международного и теперь он проходит в этом городе ежегодно в апреле месяце, когда в этом регионе наступают ветреные дни.
Подобные фестивали стали популярными во многих странах мира. Наиболее известны: в Бонди бич в Австралии в сентябре, в Кливленде в США в сентябре, в Южной Корее в марте, в Бристоле в Англии в сентябре, в Брисбене в Австралии в октябре – ноябре, в Беркелей в Калифорния в июле, Фестиваль Великих Озер на озере Мичиган в мае, фестиваль в Himeji в Японии, в Линкольн сити в Орегоне в конце июня, в Ванкувере в Канаде в середине июня, в Аделаиде в Австралии в марте, в Сингапуре в конце июня, в начале апреля в Вашингтоне, в Портсмуте в Англии в конце августа, в Новой Зеландии в Christchurch в конце января, в Утараяна в Индии в январе, фестиваль Вунг Тау во Вьетнаме в начале апреля, в Узбекистане в Чимгане в мае, в Червии на Адриатическом побережье Италии в конце апреля — начале мая и во многих других странах. В России такие празднества с запуском воздушных змеев проводят во многих регионах, но наиболее известен фестиваль воздушных змеев «Пестрое небо» в Коломенском.
У любителей воздушных змеев появился и свой праздник — Всемирный день воздушных змеев «World Kite Day», который проводится во второе воскресенье октября, в этот день во всем мире любители воздушных змеев запускают в небо свои летающие изобретения.
Первое что вы увидите на любом фестивале воздушных змеев – это гигантские надувные воздушные змеи. Конечно они впечатляют, и не только своим размером. Такие змеи изготавливаются с высокой точностью из большого количества нейлоновых или полиэфирных панелей, чаще всего они представляют из себя морских существ, в этом образе они наиболее эффектны.
Эти воздушные змеи надуваются как правило спереди, с помощью воздухозаборников. Которые тщательно замаскированы под внешний вид животного.
На создание таких кайтов уходит очень много времени, и поэтому не удивительно, что они могут стоить очень дорого, цены на эти творения доходят до миллиона рублей. Тем не менее организаторы фестивалей готовы представлять на своих шоу подобных воздушных змеев, потому что посетителям они очень нравятся. Надувные воздушные змеи являются непременным участником любого фестиваля как в Европе так конечно и в Азии, где они перемешаны с огромным числом современных и традиционных змеев.
Парафойлы (Parafoils)
Наиболее распространённые и простые из них – «wind socks» так называемый носок развивающийся по ветру, турбины и баннеры. Вы сможете увидеть этих змеев среди гигантских на любом шоу воздушных змеев в России, Европе или Азии.
Конструкция конструкция классического Парафойла представляет из себя несколько поверхностей, разделенных на клетки вертикальными ребрами. Клетки имеют отверстия, при набегании потока воздуха – он надувает конструкцию оказывая давление на клетки змея. Самые большие из этих змеев могут поднимать в воздух тяжелые предметы, камеры, зонды и даже людей.
Конструкция Парафойла представляет из себя несколько поверхностей, разделенных на клетки вертикальными ребрами. Клетки имеют отверстия, при набегании потока воздуха – он надувает конструкцию оказывая давление на клетки змея.
Иногда для стабилизации этого воздушного змея в полете требуется большое количество килей, перегородок и других элементов, по конструкции это один из сложнейших воздушных змеев. Причина популярности этого вида воздушных змеев в том, что с их помощью можно поднимать тяжелые предметы на высоту гораздо легче, чем с помощью любого другого кайта подобного размера.
Дельта кайт (Delta)
Следующий по распространённости – это конечно дельта кайты. Наиболее простая конструкция этого воздушного змея представляет собой простой треугольник
При кажущейся простоте, для изготовления такого воздушного змея надо иметь изрядный опыт. А вот запуском правильно собранной конструкции справится даже ребенок. Поэтому первого воздушного змея хорошо бы купить именно этой фоhмы. Мы часто комплектуем их дополнительным хвостом, который стабилизирует полет при не равном ветре. По мере роста вашего мастерства вы можете отсоединить хвост для быстрого и эффектного полета
(в нем вы найдете множество вариантов воздушных змеев Delta)
Роккаку (Rokakku)
С точки зрения летных свойств этого змея он даст большую фору Дельта кайтам если сравнивать их в одной ценовой категории, кроме того они отличаются большей стабильностью и надежностью, особенно это становится заметным когда скорость ветра приближается к критической для воздушных змеев. Как и любой приличный Delta кайт эти красавцы не нуждаются в хвостах, потому что наличие хвоста делает его менее маневренным и более плавным в полетах.
Изначально Роккаку появилсь в Японии и использовались не только как украшение но и как оружие
Все виды коробчатых воздушных змеев представляют из себя конструкцию из набора реек и ткани для создания сотовой структуры. Традиционный простейший коробчатый змей представляет из себя конструкцию из 2х замкнутых коробок- ячеек.
Большинство людей могут себе представить как он выглядит, эти изображения представлены во многих книгах и хорошо нам знакомы. Многие современные змеи сделаны на основе той старой конструкции, и выглядят просто замечательно. Некоторые дизайнеры пошли на многое, чтобы построить удивительные, сложные конструкции, которые используют простой принцип коробки в полетах….
Роторный воздушный змей
Довольно редкий вид воздушных змеев и единственный воздушный змей вращающийся в полете. Поэтому его полет не похож на полет обычных воздушных конструкций
Полет воздушного змея основан на эффекте Мангуса и для полета такой конструкции достаточно даже слабого и не ровного ветра
Один из самых интересных видов воздушных змеев. Однако чтобы справиться с полетом, вам придется приложить некоторые усилия
Воздушный змей имеет не одну а как правило 2 или 4 стропы управления. Несмотря на то, что они летают как правило гораздо ниже своих собратьев, они безусловно очень привлекательны благодаря их постоянной смене направления движения, не говоря уже о современной тенденции к супер-ярким цветовым схемам.
Еще одним видом трюковых воздушных змеев являются пилотажные кайты. Они названы так потому что изначально были придуманы для тренировки профессиональных кайтеров и в сущности являются их не большой копией. Благодаря тому, что в сложенном виде имеют совершенно не большой вес и размер, а так же не боятся повреждения при падении очень популярны
