Воздушный змей
Современный воздушный змей необычной формы
Змей возду́шный - привязной летательный аппарат тяжелее воздуха. Поддерживается в воздухе давлением ветра на поверхность, поставленную под некоторым углом к направлению движения ветра и удерживаемую леером с земли.
Второе воскресенье октября - Всемирный день воздушных змеев (World Kite Day ), в этот день любители воздушных змеев во всем мире запускают своих летающих «питомцев».
История
Первые упоминания о воздушных змеях встречаются ещё во II веке до н.э., в Китае (так называемый змей-дракон).
Долгое время змеи не находили практического применения. Со второй половины XVIII в. их начинают широко использовать при проведении научных исследований атмосферы. В 1749 г. А. Вильсон с помощью воздушного змея производил измерение температуры воздуха на высоте. В 1752 г. Б. Франклин провёл эксперимент, в котором с помощью змея выявил электрическую природу молнии и впоследствии благодаря полученным результатам изобрёл громоотвод . М.В. Ломоносов проводил аналогичные эксперименты и независимо от Франклина пришёл к тем же результатам.
Проводившиеся опыты по исследованию атмосферного электричества были чрезвычайно опасными. 26 июня 1753 года при запуске змея в грозу погиб коллега Ломоносова, академик Г.В. Рихман .
В XIX веке змеи также широко применялись для метеорологических наблюдений.
В начале XX столетия воздушные змеи внесли свою лепту в создание радио . А.С. Попов использовал змеи для подъёма антенн на значительную высоту.
Важно отметить использование воздушных змеев при разработке первых самолётов. В частности, А.Ф. Можайский , прежде чем начать строительство своего самолёта, провёл серию испытаний с воздушными змеями, которые тянула упряжка лошадей. На основании результатов этих испытаний были выбраны размеры самолёта, которые должны были обеспечить ему достаточную подъёмную 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 время первой мировой войны войска различных стран применяли змеи для подъёма на высоту наблюдателей-корректировщиков артиллерийского огня, разведки вражеских позиций.
Классификация
По форме и устройству аэродинамических поверхностей различают:
- одноплоскостные - простейшие конструкции. Обладают невысокой подъёмной силой и малой ветровой устойчивостью. Таким змеям обязательно нужен хвост - шнур с привешенным к нему грузиком.
- многоплоскостные - этажерочные, коробчатые и многоячеечные из отдельных ячеек в форме тетраэдров или параллелепипедов. Коробчатые змеи изобретены Л. Харгравом. Важной их особенностью является высокая устойчивость.
- составные или групповые, состоящие из группы воздушных змеев (т. н. змейковый поезд), соединённых в одну гибкую систему. Змейковые поезда применялись в военном деле, так как при повреждении одного из звеньев происходило лишь уменьшение подъёмной силы и уменьшение высоты подъёма, что позволяло безопасно посадить наблюдателя или продолжать разведку.
Конструкция
Основные конструктивные элементы воздушного змея:
- натянутая на жёсткий каркас или мягкая, без каркаса, поддерживающая (аэродинамическая) поверхность из материи или бумаги;
- наматываемый на лебёдку или катушку леер (пеньковая верёвка, стальной трос, прочная нить);
- уздечка для крепления к воздушному змею леера и органы устойчивости (хвост).
Продольная устойчивость обеспечивается хвостом или формой аэродинамической поверхности, поперечная - килевыми плоскостями, устанавливаемыми параллельно привязному канату, или изогнутостью и симметричностью аэродинамической поверхности. Устойчивость полёта воздушного змея зависит также от положения центра тяжести змея.
Плоский змей
Простейшая в изготовлении конструкция, чем объясняется её популярность. Состоит из трех скреплённых между собой планок (две по диагоналям змея и одна - по его верхней стороне), приклеенных к листу плотной бумаги. Уздечка такого змея состоит из трех нитей, две из них прикрепляются к концам верхней планки, третья - к центру змея. Длина верхней части уздечки такова, что её нити точно укладываются по диагональным планкам, длина третьей нити составляет половину высоты змея. Для обеспечения устойчивости следует слегка стянуть верхнюю планку нитью, придав ей форму дуги. Также плоскому змею обязательно нужен хвост. Длина его подбирается при запусках опытным путём - змей не должен раскачиваться из стороны в сторону при отсутствии сильных порывов ветра. Обычно длина хвоста для змея размерами 40 на 60 см составляет 2 - 2.5 метра. На хвост следует привесить небольшой грузик.
Простейший коробчатый змей
Основой коробчатого змея является каркас из реек: 4 продольных лонжерона длиной 710 мм и сечением 6x6 мм, 2 крестовины. Крестовина состоит из пары реек с длинами 700 мм и 470 мм, сечением 6х6 мм. Лонжероны соединяются с крестовинами на расстоянии 105 мм от конца. Обтягивается змей микалентной бумагой или лавсановой плёнкой. Обтяжка делается из двух полос шириной 200 мм, и приклеивается к лонжеронам. Уздечка коробчатого змея состоит из трех нитей, прикрепленных к одному из рёбер. Две нити длиной 210 мм крепятся к верхней коробке (вблизи края ленты обшивки змея), третья, длиной 430 - 450 мм (подбирается для получения оптимального угла атаки змея) - к нижней коробке. Также полезно параллельно третьей нити закрепить резиновую нить для амортизации резких порывов cильного ветра.
Парафойл
Воздушный змей парафойлной конструкции - это особый класс воздушных змеев, пространственная форма которых поддерживается за счёт набегающего потока воздуха, или проще говоря ветра. Данный тип воздушного змея не имеет жестких частей конструкции - реек, каркаса. Обычно змеи данного типа изготавливаются из воздухонепроницаемой ткани с замкнутыми внутренними пространствами и воздухозаборником, обращенным в сторону набегающего потока. Воздух, проникая в воздухозаборное отверстие, создает внутри замкнутого пространства змея избыточное давление и надувает воздушный змей подобно воздушному шару. Однако конструкция змея такова, что надуваясь, змей принимает определённую аэродинамическую форму, которая способна создать подъемную силу змея. Отсюда вытекают следующие особенности воздушного змея парафойла: невозможность поломки при падении - так как ломаться нечему (хотя возможен разрыв оболочки при особенно энергичных приземлениях), возможность компактной транспортировки змеев больших размеров - змей фактически является куском ткани, который просто складывается в небольшей сверток. Существует много разновидностей змеев - парафойлов: одностропные, двухстропные управляемые, четырёхстропные управляемые. Двухстропные в основном это пилотажные змеи, или кайты площадью до 3 кв.м. Четырёхстропные - это змеи достаточно большей площади от 4 кв.м, используемые в спорте в качестве двигательной силы (кайтинг). Одностропные - это змеи для развлечений, разнообразных конструкций и форм, могут даже изображать всевозможные предметы и животных.
Применение
По всему миру создаются Клубы и сообщества, объединяющие любителей воздушных змеев - как конструкторов, так и просто запускающих (Кайтфлайерс). Одним из известных является KONE - Клуб Воздушных Змеев Новой Англии , входящий в состав Американской Ассоциации Кайтинга
Библиография
- Пантюхин, С. П.. "Детская змейковая станция". - Государственное издательство оборонной промышленности, Москва, 1941.
- Заворотов, В., Викторчик, А.. "Воздушные змеи". - "ЮТ для умелых рук" (приложение к журналу "Юный техник"), №7, 1977.
- Пантюхин, С. П.. "Воздушные змеи". - М.: ДОСААФ, 1984. - 88 с., ил.
- Погадаев, Виктор . "Светлый месяц-змей кружится" - "Восточная коллекция ", № 4, 2009, с. 129-134
Примечания
Ссылки
- Снимки воздушного змея конструкции Рудольфа Грюнда, используемого люфтваффе в качестве воздушного заграждения и фотографии воздушного змея, используемого ВВС РККА в 20-е годы.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Воздушный змей" в других словарях:
Сущ., кол во синонимов: 1 кайт (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ - Если вам приснился воздушный змей, парящий в небе, вам представится шанс разбогатеть, который вы можете упустить, недооценив последствий своего поступка. Падающий на землю и разбивающийся воздушный змей предвещает разочарование и неудачи … Сонник Мельникова
воздушный змей - aitvaras statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. kite vok. Drachen, m rus. воздушный змей, m pranc. cerf volant, m … Fizikos terminų žodynas
Воздушный змей - ВОЗДУШНЫЙ ЗМѢЙ. См. Змѣй … Военная энциклопедия
Привязное устройство, поддерживаемое в воздухе давлением ветра на его поверхность, поставленную под нек рым углом (см. Атаки угол) к направлению движения ветра. Динамич. равновесие В. з. обусловлено действием трёх сил: собств. веса (силы тяжести) … Большой энциклопедический политехнический словарь
История воздушного змея - простейшего летательного аппарата, созданного человеком, - насчитывает более 2 тысяч лет. Первые экземпляры появились в Китае, где изобрели и бумагу. Они были в виде бабочек, птиц, жуков, человеческих фигур, но чаще всего в виде традиционного китайского дракона.
Популярная игрушка помогала человеку осваивать небо
Змей-дракон в Древнем Китае был довольно сложным сооружением из 20-30 конических бумажных колец, частично входящих друг в друга и образующих извивающееся в полёте змеиное тело с четырьмя лапами, крыльями летучей мыши и рогатой головой с оскаленными клыками.
Созданы для полётов
Ветер проникал сквозь пустотелое туловище и надувал его, поддерживая в воздухе. Иногда вместо конусов в конструкцию остова дракона входили круглые диски, связанные между собой шнурами. Каждый диск пересекался бамбуковой планкой, на конце которой укреплялись большие перья. Для усиления эффекта с помощью камышовых свирелей придумали «змеиную музыку», напоминавшую завывание ветра в дымовой трубе. К змеям часто крепились железные лезвия, которые вибрировали на ветру, и летающие чудовища издавали ещё более странные звуки. К пасти дракона крепили бечеву, а к хвосту - длинные шёлковые ленты для красоты. Особенно были хороши змеи с фейерверками или фонариками. Воздушные змеи обладали также большой подъёмной силой, и ради развлечения на них летали люди. Впрочем, все эти традиции сохранились в Поднебесной по сей день.
Из Китая странствующие буддийские монахи занесли змеев в другие страны Азии. Особенно они прижились в Японии, где наладили производство бумаги отличного качества, бамбука и льняной нити. Здесь змеи стали культовыми «игрушками». Ежегодно в День детей японцы проводят празднество со змеями. Родители пишут имя своего сына на воздушном змее, украшенном изображением легендарного воина Усивакамару, и запускают его вместе со всеми остальными. Доброй приметой считается, если твой змей поднимется в небо выше остальных. Сами мальчики больше любят другую забаву - перерезать нитью своего змея нить змея противника, то есть победить его.
В Европе и США подъёмную силу воздушных змеев стали активно применять в эпоху Просвещения, в XVIII веке. В научных целях англичанин Вильсон впервые поднял в воздух термометр, а Бенджамин Франклин с помощью «драконов» доказал электрическую природу молнии. Русский гений Михаил Ломоносов также использовал змеев для изучения атмосферного электричества.
Прообразы дронов
Воздушные змеи проложили дорогу воздухоплаванию. В 90-х годах XIX столетия учёным Лоуренсом Харгравом был изобретён первый коробчатый змей, лётные качества которого были намного выше, чем у обычных плоских хвостатых змеев. Его конструкция была настолько устойчива, что не требовала хвоста. Харграв осуществил первый полёт на конструкции из четырёх «коробок» общей площадью 22 квадратных метра. Эта технология стала основой первых бипланных самолётов, созданных братьями Райт, Блерио, Вуазеном, Сантос-Дю-моном.
В 1902 году русский офицер Сергей Ульянин создал для армии специальный воздушный змей с шарнирными крыльями, которые автоматически увеличивали площадь змея при ослаблении ветра. Во время Русско-японской войны в нашей армии были змейковые подразделения, созданные для наблюдения за действиями противника. Идея пригодилась в годы Первой мировой войны, когда наряду с привязными воздушными шарами стали для наблюдения применять воздушные коробчатые змеи. Наблюдатели, сидевшие в гондолах, следили за расположением противника и по телефону передавали сведения, направляя огонь артиллерии. Змеи были более безопасны - они не так легко расстреливались, как шары. При попадании в одну из коробок змей не падал камнем вниз, а плавно снижался, теряя подъёмную силу, и человек, спускаясь с высоты 800 метров, оставался в живых.
В наше время воздушный змей - всего лишь детская забава и вид спорта. Состязания проходят по трём категориям. Сначала проводятся полёты на точность, когда запускающий должен с помощью своей модели продемонстрировать обязательные фигуры в воздухе. Змеи чертят в небе восьмёрки, квадраты, ромбы. Затем идут свободные полёты, когда пилоты нанизывают друг на друга фигуры высшего пилотажа, в том числе собственного изобретения. Далее следует воздушный балет под музыку. При этом учитываются хореография, синхронность, темп и чёткость исполнения фигур.
Воздушные змеи относятся к древнейшим летательным аппаратам. Первые документы о них встречаются еще за несколько веков до начала нового летосчисления. В китайских рукописях рассказывается, что воздушные змеи запускались во время народных праздников. Китайцы строили змеи в форме птиц, рыб, бабочек, жуков, человеческих фигур, которые раскрашивали в самые яркие цвета (рис. 1).
Наиболее распространенным типом китайского змея был дракон - фантастический крылатый змей. Огромный дракон, поднимаемый в воздух, являлся символом сверхъестественных сил. В ряде местностей Китая до недавнего времени сохранялись следы обычая массового запуска воздушных змеев в девятый день девятого месяца - день змея.
Летающий дракон конструктивно сложен. Два-три десятка легких бумажных конусов образовывали длинное круглое тело чудовища, живописно извивающегося в полете. Змей-дракон имел крупную голову с оскаленной пастью. Сквозь пасть ветер проникал в пустое туловище и, надувая его, поддерживал в воздухе. Иногда вместо конусов в конструкцию остова дракона входили постепенно уменьшающиеся круглые диски, которые были связаны между собой шнурами. Каждый диск пересекался тонкой бамбуковой планкой, на конце которой укреплялись большие перья (рис. 2).
Для усиления эффекта была придумана специальная "змеиная музыка", напоминающая завывание ветра в дымовой трубе. Приспособление, издающее эти звуки, изготовляли из сухих головок мака, в которые вставляли камышовые свирельки. К пасти дракона прикрепляли леер, а к хвостовой части - две длинные шелковые ленты, которые извивались в воздухе вместе со змеем.
Интересное зрелище представляли фонарики, изготовлявшиеся из тонкой цветной бумаги (рис. 3), и фейерверки (рис. 4), прикреплявшиеся к змеям.
Широкое распространение воздушные змеи получили в Корее. Вначале их применение носило чисто религиозный характер, а затем запуск змеев стал увлекательным видом занятий и зрелищ.
Японский змей "Керо"
На древних японских рисунках также можно встретить изображения воздушных змеев, по форме значительно отличавшихся от китайских (рис. 5).
Японские змеи: а - "бабочка"; б - "Ятсухана"; в - "Гонбо"; г - из округи Нагасаки; д - "Бозо"; е - "Ато"
Типичный малайский воздушный змей (рис. 6) имеет форму криволинейного симметричного треугольника. Каркас его состоит из трех пересекающихся прутьев, обтяжка - из грубой ткани.
Изобретение змея, независимо от существовавшего в странах Востока, европейские историки приписывают древнегреческому ученому Архиту Тарентскому (IV в. до н. э.).
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.
Змей "жалюзи" конструкции Ракка
Долгое время ученые Европы недооценивали значение воздушного змея для науки. Только с середины XVIII в. воздушный змей начинает применяться при научных работах. В 1749 г. А. Вильсоном (Англия) змей был использован для подъема термометра с целью определения температуры воздуха на высоте. В 1752 г. ученый-физик В. Франклин воспользовался воздушным змеем для исследования молний. Открыв при помощи змея электрическую природу молнии, Франклин изобрел молниеотвод.
Воздушные змеи применялись для изучения атмосферного электричества великим русским ученым М. В. Ломоносовым и английским физиком И. Ньютоном.
Змей начинает оказывать науке ценные услуги. Поэтому неудивительно, что в 1756 г. знаменитый математик Л. Эйлер написал следующие строки: "Воздушный змей, эта игрушка детей, презираемая учеными, может, однако, заставить глубоко над собой призадуматься".
Значительное усовершенствование змея произвел австралийский ученый Л. Харграв в 90-х гг. прошлого столетия. Воспользовавшись работами первого планериста, немецкого инженера О. Лилиенталя, Харграв впервые применил в качестве воздушного змея две сквозные коробки, соединенные друг с другом. Лилиенталь, конструируя свои планеры, заметил, что такие аппараты имеют хорошую устойчивость в воздухе. Харграв терпеливо искал выгодные пропорции своих коробок. В конце концов, появился первый коробчатый воздушный змей, уже не требующий хвоста для устойчивости в полете (рис. 7).
Летающие коробки Харграва явились не только большем толчком для развития змейкового дела, - но и, несомненно, помогли при конструировании первых самолетов. Это положение подтверждается сходством с двухкоробчатым воздушным змеем бипланов Вуазена, Сантос-Дюмана, Фармана и аппаратов других первых авиаконструкторов.
Первый подъем человека на коробчатых воздушных змеях был осуществлен также Харгравом. Пассажир был поднят на четырех змеях общей площадью 22 м 2 .
Бескаркасный "монах"
Начиная с 1894 г., воздушный змей систематически применяется для изучения верхних слоев атмосферы. В 1895 г. при Вашингтонском бюро погоды была организована первая змейковая станция. В 1896 г. в Бостонской обсерватории была достигнута высота подъема коробчатого змея, равная 2000 м, а в 1900 г. там же змей был поднят на высоту 4600 м.
В 1897 г. начаты работы с воздушными змеями и в России. Они велись в Павловской магнито-метеорологической обсерватории, где в 1902 г. было открыто специальное змейковое отделение.
Широкое применение воздушный змей нашел в метеорологических обсерваториях Германии, Франции и Японии. Змей (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.
Коробчатым змеем Харграва заинтересовалось английское военное ведомство. Лейтенант английской армии Коди видоизменил змей Харграва. Он увеличил его площадь путем добавления боковых крылышек, размещенных на всех углах коробок, усилил прочность конструкции и ввел совершенно новый принцип сборки и разборки змея. На таких змеях стали подниматься в воздух военные наблюдатели.
В начале XX в. работу над змеями Коди продолжил капитан французской армии Сакконей. Он создал еще более совершенную конструкцию воздушного змея, являющуюся одной из лучших и по настоящее время. Сакконей, пользуясь богатыми субсидиями военного ведомства, имел возможность широко поставить свои опыты. Он основательно разработал принцип буксирного подъема змеев: одна группа змеев поднимала в воздух основной леер (трос), другая - буксировала по тросу груз. Сакконей установил первые рекорды высоты и грузоподъемности воздушных змеев.
Работы Сакконея нашли своих продолжателей во многих армиях Европы. В России полковником Ульяниным был создан для армии специальный воздушный змей (рис. 8 и 9). Ценным и остроумным новшеством в змеях его конструкции были шарнирные крылья, автоматически увеличивающие площадь змея при ослабевании ветра. Кроме Ульянина, змеями увлекались Кузнецов, Прахов и др., создавшие удачные конструкции. Во время русско-японской войны 1904-1905 гг. в русской армии были специальные змейковые подразделения.
Параллельно с работами Коди в Европе, главным образом во Франции, проводили свои эксперименты и другие конструкторы. Из них следует упомянуть Плоттера, который изменил место крепления уздечки и создал змей с килевыми плоскостями, увеличивающими грузоподъемность.
Интересную конструкцию оригинального однокоробчатого змея предложил французский инженер Лекорню. Он создал змей, коробка которого напоминает пчелиные соты (рис. 10). Идею постройки своего змея Лекорню обосновал, наблюдая полет птиц. Если смотреть на летящую птицу, то можно заметить, что плоскости корпуса и крыльев образуют некоторый угол. Такой же установочный угол в 30° Лекорню сделал у горизонтальных плоскостей змея.
Во время первой мировой войны войска различных стран и особенно Германии применяли для наблюдательных постов привязные воздушные шары, высота подъема которых, в зависимости от условий боя, достигала 2000 м. Они давали возможность наблюдать расположение противника в глубь фронта и через телефонную связь направлять огонь артиллерии. Когда же ветер становился слишком сильным, вместо воздушных шаров применяли коробчатые змеи. В зависимости от силы ветра составлялся поезд из 5-10 больших коробчатых змеев, которые прикрепляли к тросу на определенном расстоянии друг от друга на длинных проволоках. К тросу привязывали корзину для наблюдателя. При сильном, но довольно равномерном ветре наблюдатель поднимался в корзине на высоту до 800 м.
Такой способ наблюдения имел то преимущество, что он позволял подойти ближе к передовым позициям противника. Воздушные змеи не так легко расстреливались, как воздушные шары, представлявшие собой очень большую мишень. Кроме того, выход из строя отдельного змея отражался на высоте подъема наблюдателя, но не вызывал его падения. Попадания же в шар одной зажигательной ракеты было достаточно для его гибели, так как он наполнялся легковоспламеняющимся водородом.
Змей "моноблок" конструкции Роша-Донзеля
Воздушные змеи во время первой мировой войны использовали также для защиты важных военных объектов от нападения самолетов противника путем устройства заграждений, состоявших из маленьких привязных воздушных шаров и воздушных змеев, поднимавшихся до высоты 3000 м. С шаров и змеев спускались проволочные тросы, которые создавали для самолета противника большую опасность. Германия применила такие заграждения для защиты верфи подводных лодок и ангаров в Бельгии.
Для змейковых заграждений ангаров у Брюсселя были изготовлены змеи больших размеров в виде привязных самолетов. Змеи копировали очертания самолетов различных конструкций (монопланов, бипланов) с целью ввести в заблуждение летчиков противника.
Весной 1915 г. в Германии произошел интересный случай, когда привязной самолет ввел в заблуждение не летчиков противника, а собственную зенитную батарею. Однажды рано утром в воздух был поднят привязной самолет-биплан. Вскоре после подъема он скрылся в облаках. Когда к полудню облака рассеялись, в их разрыве внезапно показался этот самолет. У немецких наблюдателей создалось впечатление, что облака неподвижны, а биплан летит с довольно большой скоростью. Вскоре он исчез в облаке с тем, чтобы тут же снова появиться в следующем разрыве. Посты воздушного наблюдения и связи сообщили: "Вражеский самолет". Зенитные батареи открыли заградительный огонь. Вокруг аэродрома гремели пушки, стараясь уничтожить воздушного врага. Самолет то исчезал в облаках, то снова показывался, и заградительный огонь продолжался до тех пор, пока немцы, наконец, не поняли, что обстреляли собственный привязной самолет. Последний не был сбит лишь потому, что при стрельбе делалась поправка на мнимую скорость движения самолета и снаряды неизменно оказывались впереди неподвижное мишени.
Змейковое дело в Европе достигло наивысшего расцвета к концу войны, в 1918 г. После этого интерес к воздушным змеям ослабел. Бурное развитие авиации начало вытеснять змей из военного дела.
Многие конструкторы, ранее увлекавшиеся змейковым делом, перешли к работе над самолетами. Но их опыт постройки змеев не прошел бесследно. Он, безусловно, сыграл свою роль в истории авиации на первой стадии развития самолета.
Змей "звезда" конструкции Бабьюка
В Советском Союзе увлечение воздушными змеями началось почти одновременно с авиамоделизмом. Уже на первых всесоюзных состязаниях летающих моделей в 1926 г. были представлены довольно хорошо летавшие коробчатые змеи, построенные киевскими авиамоделистами под руководством И. Бабьюка. Одиннадцать полотняных змеев с общей рабочей площадью 42,5 м 2 были запущены на стальном тросе толщиной 3 мм со специальной аэростатной лебедки. Конструкция этих змеев - видоизменный классический тип Сакконея.
Количество поездов из коробчатых змеев, представляемых на всесоюзные авиамодельные состязания, увеличивалось. В состязаниях 1935 г. участвовало 8 поездов. Тогда впервые наиболее полно было показано разнообразное применение воздушных змеев. По лееру вверх и вниз бегали "воздушные почтальоны", при помощи которых прыгали куклы-"парашютисты", сбрасывались "бомбочки" и листовки, демонстрировалась дымовая завеса. Куклы-"парашютисты" совершали затяжные прыжки вслед за сброшенным живым "десантом" - белыми мышами в клетке. Сбрасывание со змеев моделей планеров стало обычным явлением. С высотного старта улетало за несколько километров немало моделей планеров.
В пионерских лагерях воздушные змеи все чаще и чаще применяли для сигнализации во время военных игр. Нередко зимой можно было видеть легко скользящего по снегу лыжника, буксируемого воздушным змеем.
Змейковое дело стало одним из разделов первоначальной авиационной подготовки пионеров и школьников, а воздушные змеи - полноправными летательными аппаратами наряду с моделями самолетов и планеров.
При серпуховском Доме пионеров в 1931 г. была создана и успешно работала детская змейковая станция. Руководителей этой станции ежегодно приглашали с их змейковой командой на всесоюзные авиамодельные соревнования.
Вскоре опыт серпуховичей стал широко известен. Ежегодно всесоюзные соревнования стали проводиться самостоятельно. На соревнования свои команды представляли змейковые станции Саратова, Киева, Тулы, Сталинграда и других городов.
Руководители детских змейковых станций и юные "змейкачи" с большим увлечением конструировали змеи и запускали их, проводили работу среди пионеров и школьников.
В 1937 г. в Звенигороде Центральным советом Осоавиахима СССР были организованы I Всесоюзные состязания воздушных коробчатых змеев. Неблагоприятные метеорологические условия (отсутствие необходимого ветра) не дали возможности добиться рекордных полетов змеев. Но все же, хотя и на небольшой высоте, удалось проверить их конструктивные особенности.
В 1938 г. в поселке Щербинка (ныне город Московской обл.) проводились II Всесоюзные состязания коробчатых змеев, на которых были показаны конструкции, представлявшие исключительный интерес. Например, серпуховская детская змейковая станция представила змей видоизмененной конструкции "Грунд" с несущей площадью 20 м 2 . Змей поднимал груз массой до 60 кг. Были показаны змей-парашют, змей-планер и другие.
На III Всесоюзных состязаниях коробчатых змеев, происходивших в 1939 г. в Серпухове, были установлены рекорды полета змеев на высоту. Одиночный змей, сконструированный киевским авиамоделистом (так стали называть и создателей воздушных змеев) Громовым, был поднят на высоту 1550 м. Поезд, составленный из коробчатых змеев конструкции саратовского авиамоделиста Григоренко, был поднят на высоту 1800 м. В годы Великой Отечественной войны (1943 г.) А. Григоренко был награжден за боевое применение коробчатых воздушных змеев.
На IV Всесоюзных состязаниях были четко определены технические требования к конструкции воздушных змеев. Например, каждый змей должен был держаться в воздухе при скорости ветра не более 4-5 м/с у земли, несущая площадь у каждого змея должна быть не менее 5 м 2 , общая площадь змейкового поезда должна быть такой, чтобы при ветре не более 7 м/с можно было поднять груз массой не менее 80 кг. Количество воздушных змеев должно быть не более 10 шт. Головной змей мог иметь большую площадь, конфигурация и окраска змеев произвольная.
На каждом змейковом поезде молено было установить различные приспособления и механизмы, например "воздушные почтальоны", способные поднять груз массой до 2 кг, замки для составления змейкового поезда (при диаметре леера не менее 3 мм), приспособления для аэрофотосъемки и другие.
По условиям соревнований каждая команда должна была представить сценарий игры, в процессе которой предполагалось запустить змейковый поезд. В сценарии можно было включить, например, бомбежку, т. е. сбрасывание "бомб" на какую-то, ранее намеченную цель, выброску "воздушного десанта" (сбрасывание кукол), гонки на лыжах, перевозку раненого на санях, которые тянет змей, звуковую, световую и другие виды сигнализации со змея, сбрасывание донесений и листовок.
Соревнования проводились на высоту полета одиночного змея, на высоту запуска змейкового поезда, на максимальную грузоподъемность змейкового поезда, на быстроту сборки и запуска одиночного змея.
Для обеспечения успеха на соревнованиях во многих коллективах кружков делали различные вспомогательные средства. Например, в серпуховском Доме пионеров школьники-авиамоделисты изготовили динамометр для испытания прочности леера. Динамометр, установленный на змее, при критическом напряжении включал красную лампочку. В этом же коллективе был изготовлен анемометр из старого будильника, и с помощью этого прибора записывалось изменение силы ветра.
Школьники устанавливали на змее барограф, устройство для сбрасывания в заданную точку одиночной куклы-"парашютиста" или грунтового "десанта".
Юные авиамоделисты Коломенской станции юных техников (Московская обл.) построили коробчатые змеи с подкрылками, что обеспечивало змею большую устойчивость при угле стояния около 50°. Авиамоделисты Воронежской станции юных техников строили профилированные коробчатые змеи.
Саратовские авиамоделисты привезли на соревнование змейковый поезд из пяти коробчатых змеев. Каждый змей массой до 9 кг. Головной змей имел общую площадь 17 м 2 . На змейковом поезде был установлен фотоаппарат, который делал 12 фотоснимков. Поезд способен был буксировать одного лыжника.
Команда киевских авиамоделистов привезла на соревнования змейковый поезд из шести змеев. С него можно было сбрасывать большую куклу-"парашютиста" (до 70 см, при этом купол парашюта составлял в диаметре 4 м).
Юные авиамоделисты напряженно работали, готовились к новым стартам. В Ленинграде на городские соревнования по воздушным змеям весной 1941 г. вышли более 150 участников.
После Великой Отечественной войны соревнования не проводились.
В наши дни строительство змеев не может иметь ни оборонного, ни научного значения. Однако, как простейшее, весьма доступное и увлекательное занятие, создание и запуск воздушных змеев не потеряли и не потеряют своего значения.
За рубежом, прежде всего в социалистических странах, воздушные змеи чрезвычайно популярны среди детей и молодежи. Особенно ими увлекаются на Кубе. Часто можно видеть, как кубинские дети, даже находясь на пляже, не расстаются со своим любимым занятием - в воздухе над морем парят змеи самой разнообразной конструкции, самых ярких цветов.
Уже в глубокой древности люди мечтали о полетах в небо, и миф о Дедале и Икаре — прямое тому подтверждение. Причем уже тогда они понимали, что без крыльев при этом им не обойтись. Ну, а их вполне могли заменить очень легкие и наклонные по отношению к потоку воздуха плоскости из бумаги и реек. Так, наверное, и появился на свет первый воздушный змей.
В Китае это развлечение насчитывает уже не одну тысячу лет. А позднее родилась и идея поднять в воздух на змее человека. Если верить старинным рисункам, то японцам это вполне удавалось столетия назад. Более того, поднимаясь в небо, привязанными к воздушным змеям, они еще и осыпали своих врагов стрелами.
Впрочем, ничуть не менее интересным применением воздушных змеев отметились и наши предки. Так, в 906 году киевский князь Олег воспользовался воздушными змеями во время осады Константинополя — Царьграда. В летописи сообщается, что над неприятелем в воздухе появились "кони и люди бумажны, вооружены и позлащены", то есть это были изготовленные русичами огромные воздушные змеи. И хотя они никакого вреда нанести не могли в принципе, морально психологическое воздействие на ромеев они, безусловно, оказали — и очень сильное. Ведь люди тогда были очень простые и пугались всего необычного и непонятного.
Впоследствии воздушные змеи хорошо послужили и российской науке. В частности, именно с помощью змея М. В. Ломоносов начиная с 1750 года проводил эксперименты, в ходе которых он выявил электрическую природу молнии. Причем эти опыты по исследованию атмосферного электричества были чрезвычайно опасны. Так, 26 июня 1753 года при запуске змея в грозу погиб коллега Ломоносова, академик Г. В. Рихман, причем несмотря на это Ломоносов свои опыты продолжил. Змеи в то время были плоские, не очень устойчивые, хотя для научных целей делали их значительного размера, площадью в несколько квадратных метров.
В начале XX столетия воздушные змеи внесли свою лепту и в создание радио. А. С. Попов использовал их для подъема антенн на значительную высоту, что увеличивало дальность приема и передачи сообщений по радио.
В это же время талантливый изобретатель С. С. Неждановский строит большие змеи, которые отличались удивительной устойчивостью и большой грузоподъемностью. Ученик знаменитого русского ученого Николая Егоровича Жуковского, профессор С. А. Чаплыгин позднее вспоминал, что змеи были сходны по форме крыльев с более поздними образами бесхвостых аэропланов и планеров, но имели больше вертикальных плоскостей.
В 1898 году русский воздухоплаватель С. А. Ульянин предложил интересный проект "змейкового поезда" составленного сразу из нескольких змеев, чтобы поднимать в воздух наблюдателей и научную аппаратуру. Идея понравилась, так что даже "несмотря на всю косность царского самодержавия" (так было принято писать в советское время, хотя на самом деле это было не всегда так) была сформирована специальная "змеевая команда". Ульянин и многие другие наблюдатели не раз поднимались на высоту свыше 200 метров. Было решено, что такие вот "змейковые поезда" можно применять на военных и научных судах, использовать для наблюдений и исследований в океанах и в Арктике. С их помощью можно было поднимать научные приборы на высоту до четырех-пяти километров. А однажды был даже установлен своеобразный рекорд высоты подъема змея — 9740 метров!
На море буксировка змеев обычно осуществлялась быстроходными миноносцами, которые при этом шли против ветра, заставляя таким образом их подниматься. Трос, соединявший змея с кораблем, наматывался на лебедку и либо "травился" (то есть отпускался), либо сматывался, и тогда змей спускался к кораблю. Фотография из журнала "Нива" за 1902 год наглядно показывает, каким образом все это осуществлялось. Наблюдатель с высоты сигнализировал о манипуляциях при помощи флажного семафора, обычного средства связи в тогдашней морской практике.
Важно отметить и использование воздушных змеев при разработке первых самолетов. В частности, А. Ф. Можайский, прежде чем начинать строительство своего самолета, провел серию испытаний с воздушными змеями, тянувшихся упряжкой лошадей. На основании этих опытов он выбрал размеры самолета и определил площадь его крыльев, которые должны были обеспечить ему достаточную подъемную силу.
Если мы посмотрим на фотографии первых аэропланов того времени, то сразу заметим, насколько же прихотливой была фантазия их создателей. Тут и крыло в форме диска, и "крылья летучей мыши", и множество крыльев, собранных в пакет одно над другим. Самолет А. Можайского был монопланом, то есть имел всего одно крыло. "Флайер" братьев Райт — бипланом и имел пару крыльев, а вот знаменитый Красный барон фон Рихтгофен в годы Первой мировой войны так и вовсе летал на самолете-триплане. И все только потому, что тут действовало всегда одно важное правило, выведенное именно благодаря изучению воздушных змеев: чем больше у самолета плоскостей, тем выше его подъемная сила.
В 1848 году К. И. Константинов разработал систему спасения судов, терпящих бедствие вблизи берега, на борт которых при помощи воздушных змеев подавался спасательный трос. Во время Первой мировой войны войска различных стран применяли змеи для подъема на высоту наблюдателей-корректировщиков артиллерийского огня для разведки вражеских позиций.
С развитием воздухоплавательных и авиационных летательных аппаратов воздушные змеи стали применять исключительно в развлекательных и спортивных целях. Интересно, что до войны в СССР даже проводились чемпионаты Советского Союза по змейковому спорту.
Позже катание на водных лыжах объединили с подъемом на змеях. В настоящее время это направление получило особое развитие и даже собственное название — кайтинг. Сегодня это вид спорта, когда спортсмен передвигается по поверхности земли или воды при помощи воздушного змея. При этом форма крыльев особого значения не имеет — главное, чтобы змей мог поднять человека в воздух!
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.
