Воздушный змей — это привязанный самолет тяжелее воздуха. Он удерживается в воздухе давлением ветра на поверхности под углом к направлению ветра и удерживается на месте наземным летчиком.
Второе воскресенье октября — Всемирный день воздушного змея — в этот день любители воздушного змея во всем мире выпускают своих летающих «питомцев».
История
Первые упоминания о воздушных змеях относятся ко II веку до нашей эры, из Китая (так называемый коршун-дракон).
Долгое время воздушные змеи не имели практического применения. Со второй половины 18 века их стали широко использовать в научных исследованиях атмосферы. В 1749 г. А. Вильсон измерил температуру воздуха на высоте с помощью воздушного змея. В 1752 г. Б. Франклин провел эксперимент, в котором раскрыл электрическую природу молнии с помощью воздушного змея, а затем, благодаря полученным результатам, изобрел громоотвод. М.В. Ломоносов проводил аналогичные эксперименты и, независимо от Франклина, пришел к одним и тем же результатам.
Эксперименты по изучению атмосферного электричества были чрезвычайно опасными. 26 июня 1753 г. друг Ломоносова академик Г.В. Ричман погиб во время шторма, управляя воздушным змеем.
В 19 веке воздушные змеи также широко использовались для метеорологических наблюдений.
В начале 20 века воздушные змеи способствовали созданию радио. В КАЧЕСТВЕ. Попов использовал воздушных змеев, чтобы поднять антенны на значительную высоту.
Следует обратить внимание на использование воздушных змеев при постройке первого самолета. В частности, А.Ф. Прежде чем приступить к постройке собственного самолета, Можайский провел серию испытаний с воздушными змеями на конной тяге. По результатам этих испытаний были выбраны габариты самолета, обеспечивающие ему соответствующую подъемную силу.
Практические возможности воздушного змея привлекли внимание военных. В 1848 году К. Константинов разработал систему спасения исчезающих судов у побережья с помощью воздушных змеев. Во время Первой мировой войны армии разных стран использовали воздушных змеев для поднятия наблюдателей — корректоров артиллерийского огня, чтобы распознать позицию врага.
Классификация
По форме и структуре аэродинамических поверхностей кайты различают:
- Моноплан — самые простые конструкции. У них низкая подъемная сила и низкая ветроустойчивость. Таким воздушным змеям нужен хвост — леска с прикрепленным к ней грузом.
- Многоплановые воздушные змеи — полочные, коробчатые и многоклеточные воздушные змеи с разделенными ячейками в виде тетраэдров или параллелепипедов. Коробчатые воздушные змеи были изобретены Л. Харгрейвом. Важная особенность — их высокая стабильность.
- Сложные или групповые воздушные змеи, состоящие из группы воздушных змеев (так называемых воздушных змеев), объединенных в одну гибкую систему. Кайт-рельсы использовались в вооруженных силах, потому что в случае повреждения одного из звеньев подъемник уменьшался, а высота подъема уменьшалась, что позволяло наблюдателю безопасно приземлиться или продолжить разведку.
Конструкция
Основные конструктивные элементы кайта:
- Опорная поверхность (аэродинамическая) из ткани или бумаги, натянутая на жесткий каркас или мягкую безрамную опорную поверхность (аэродинамическая);
- Веревка (пеньковая, стальная или прочная), намотанная на лебедку или катушку;
- Мостик для крепления спасательного троса к кайту и стабилизирующих тел (хвост).
Продольная устойчивость обеспечивается формой хвостовой части или профиля, а поперечная устойчивость — плоскостью киля, параллельной линии крепления, или кривизной и симметрией профиля. Стабильность полета кайта также зависит от расположения центра тяжести кайта.
Плоский змей
Самый простой дизайн, чем и объясняется его популярность. Он состоит из трех скрепленных скобами полос (две по диагонали на кайте и одна на его верхней стороне), приклеенных к листу плотной бумаги. Уздечка такого воздушного змея состоит из трех прядей, две из которых прикреплены к концам верхних планок, а третья — к центру воздушного змея. Длина верхней уздечки подбирается так, чтобы ее резьба плотно прилегала к диагональным планкам, а третья резьба проходила на полпути вверх по кайту. Для устойчивости верхнюю балку следует слегка продеть, чтобы придать ей дугообразную форму. Плоскому змею также нужен хвост. Его длина определяется экспериментально во время полета — кайт не должен раскачиваться из стороны в сторону при сильных порывах ветра. Как правило, длина хвоста у воздушного змея размером 40х60 см составляет 2-2,5 метра. К хвосту следует прикрепить небольшой грузик.
Простейший коробчатый змей
Коробчатый кайт создан на основе реечного каркаса: 4 продольных стержня длиной 710 мм сечением 6×6 мм, 2 перекладины. Поперечины состоят из пары ламелей длиной 700 мм и 470 мм и сечением 6×6 мм. Стрингеры присоединяются к диагоналям на расстоянии 105 мм от конца. Воздушный змей оборачивают микаленом или лавсановой фольгой. Обертка сделана из двух полос шириной 200мм и приклеена к лонжеронам. Уздечка коробчатого змея состоит из трех строп, прикрепленных к одному из нервюр. Две нити длиной 210 мм прикреплены к верхнему ящику (у края обвязки кайта), третья, длиной 430-450 мм (подобранная таким образом, чтобы получить оптимальный угол атаки кайта) прикреплена к нижнему. коробка. Также полезно прикрепить параллельно третьей резиновой нити, поглощающей резкие порывы сильного ветра.
Парафойл
Парафойловый змей — это особый класс воздушных змеев, пространственная форма которых поддерживается набегающим потоком воздуха или просто ветром. Этот вид кайта не имеет жестких частей конструкции — рельсов, каркаса. Обычно воздушные змеи этого типа изготавливаются из воздухонепроницаемой ткани с закрытыми внутренними пространствами и воздухозаборником, обращенным к набегающему потоку. Воздух, поступающий во входное отверстие, создает положительное давление внутри замкнутого пространства воздушного змея и надувает его, как воздушный шар. Однако конструкция воздушного змея такова, что когда он надувается, воздушный змей принимает определенную аэродинамическую форму, которая способна создавать подъемную силу воздушного змея. Это приводит к следующим особенностям парафойлового кайта: неспособность сломаться при падении — потому что ломаться нечему (хотя можно разбить оболочку при особенно энергичных приземлениях), возможность компактной транспортировки крупногабаритных воздушных змеев. размерные воздушные змеи & # 160; — воздушный змей на самом деле представляет собой кусок материала, который вам просто нужно сложить в небольшой рулон. Существует множество разновидностей воздушных змеев с парашютом: направляемые однолинейные воздушные змеи, управляемые двухстрочные воздушные змеи и управляемые четырехстрочные воздушные змеи. Двухрядные воздушные змеи — это в основном пилотные воздушные змеи, то есть воздушные змеи размером до 3 квадратных метров. Четырехструнные воздушные змеи — это довольно большие воздушные змеи площадью от 4 квадратных метров и более, используемые в спорте как драйв (кайтинг). Одноступенчатые — это воздушные змеи для развлечения, с разными узорами и формами, они могут даже изображать всевозможные предметы и животных.
Применение
На рубеже 20-го века воздушные змеи использовались для метеорологических исследований верхних слоев атмосферы, для фотографирования местности, в спортивных целях и т. Д. С развитием воздухоплавания и авиации воздушные змеи стали использоваться только в развлекательных и спортивных целях.
В последние годы так называемые летающие воздушные змеи — воздушные змеи особой формы, которыми управляют два авиатора. Кайт, в отличие от других воздушных змеев, способен свободно планировать в воздухе, что придает ему особые свойства. Они предназначены для выполнения комплекса фигур высшего пилотажа разной сложности. Также развивается воздушный змей — вид спорта, в котором участник перемещается по местности с помощью воздушного змея.
Использование кайта позволяет воспользоваться возможностями, недоступными для традиционного парусного спорта:
- Гораздо более высокие скорости ветра на высоте.
- Направление ветра на высоте всегда отличается от направления приземного ветра.
- Без консольных элементов конструкции.
Немецкая компания Skysails использовала змей в качестве дополнительного источника энергии для товарных судов, впервые тестируя его в январе 2008 года на судне MS Beluga Skysails.Испытания на этом 55-метровом корабле показали, что в благоприятных условиях расход топлива сократился на 30 и № 160%.
