Как называется фигура воздушного змея
Воздушный змей
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».
Содержание
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:
Конструкция
Основные конструктивные элементы воздушного змея:
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
Простейший коробчатый змей
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
В конце XIX — начале XX веков воздушных змеев применяли для метеорологических исследований верхних слоев атмосферы, фотографирования местности, в спортивных целях и так далее. С развитием воздухоплавательных и авиационных летательных аппаратов воздушные змеи стали применять исключительно в развлекательных и спортивных целях.
В последние годы развитие получили так называемые пилотажные змеи — воздушные змеи специальной формы, управляемые с помощью двух лееров. Пилотажный змей, в отличие от любого другого, способен к свободному планированию в воздухе, что и обеспечивает его особые свойства. Они предназначены для выполнения комплекса пилотажных фигур различной сложности. Также развивается кайтинг — вид спорта, при котором спортсмен передвигается по местности с помощью воздушного змея.
Применение воздушного змея позволяет использовать недоступные традиционному парусу возможности:
Немецкая компания SkySails применила змей в качестве дополнительного источника энергии для грузовых судов, впервые опробовав его в январе 2008 года на судне MS Beluga Skysails. Испытания на этом 55 метровом корабле показали, что при благоприятных условиях расход топлива снижается на 30 %. [источник не указан 333 дня]
Воздушный змей. Виды и особенности. Запуск и полет. Фестиваль
Воздушный змей стал первым в истории человечества летательным аппаратом. Кто из нас не запускал его, будучи ребенком. Как прекрасны эти воспоминания: голубое небо, яркое солнце, аромат луговых трав, парящая в вышине яркая конструкция с длинным хвостом, а в руках — конец веревки, соединяющий нас с небом.
Однако воздушные змеи давно перестали быть просто средством веселого времяпрепровождения. Сегодня это увлекательный вид спорта — кайтинг. В его основе лежит передвижение спортсмена на каком-либо приспособлении (сноуборде, доске для серфинга и др.), используя силу тяги, которую создает управляемый им воздушный змей. По кайтингу проводятся состязания, фестивали и захватывающие шоу.
Есть и другие сферы применения кайтов — это и панорамная съемка, и рекламная деятельность, и подъем на высоту различных предметов (например, для метеорологических измерений). Разработано большое количество конструкций — от самых простых, самодельных, до сложных, с которыми не совладать без специальных навыков.
Как появился воздушный змей
Впервые он взмыл в воздух 25 столетий назад, когда человеку еще было непонятно, почему и под воздействием каких сил он летит. Первые упоминания об этих аппаратах можно встретить в китайских документах. Для изготовления змеев использовался бамбук, бумага, шелк. А название «змей» произошло от дракона, самого знаменитого существа в Китае. По сей день там ежегодно проводятся праздники воздушных змеев. В Пекине даже существуют специально предназначенные для запуска кайтов места, например, парк у храма Неба.
Летающие змеи получили признание не только в Китае, но и в Японии, Корее, Малайзии, причем в каждом государстве в них добавляли что-нибудь от своей национальной культуры, придавая им форму бабочек, птиц, рыб и даже воинов. К началу средних веков воздушный змей «прилетел» в Европу.
С древних времен эти летательные аппараты применялись не только для развлечения, но и в практических целях. Так, они выступали средством передачи сигналов, использовались для разведки и устрашения врага, для измерений высоты и расстояний. А с 18 в. при помощи змеев стали проводить исследования в области явлений природы. В 19 в. был сконструирован коробчатый кайт, и это было новым словом в аэронавтике. Кроме того, именно коробчатый змей послужил для проведения первой радиолинии через Атлантику.
Виды воздушных змеев
Для многих воздушный змей — это штуковина из бумаги в форме ромба. Но в современном мире существует великое множество конструкций, в том числе совершенно непривычных для обычного человека: управляемые, надувные, плоские, бескаркасные, двух- и четырехстропные и др.
Надувной
Самая распространенная конструкция на любом фестивале или шоу. Их размеры и внешний вид впечатляющие — они выполнены из множества панелей и их сходство с морскими животными очень велико. Надувают их посредством специальных воздухозаборников, расположенных в передней части змея и совершенно незаметных со стороны.
Чтобы изготовить такого змея, требуется немало времени, поэтому и стоимость их немала — некоторые конструкции могут стоить порядка 1 млн. руб. Однако организаторы мероприятий готовы раскошелиться, чтобы привлечь на свой праздник как можно больше посетителей, ведь именно такие змеи нравятся людям больше всего.
Парафойл
Другое его название «wind socks», что в переводе с английского означает «развивающийся по ветру носок». Еще одна популярная и незатейливая конструкция, состоящая из нескольких поверхностей, разделенных на секции при помощи ребер, расположенных вертикально. В секциях имеются отверстия, через которые поступает воздух и наполняет кайт. В конструкции такого кайта присутствует множество перегородок, килей и прочих деталей, которые служат для его стабилизации в полете. Такой змей большого размера способен поднять на высоту людей и различные предметы приличного веса, поэтому он нашел свое применение не только на праздниках, но и в практической деятельности.
Delta
Дельта кайт представляет собой привычный нам треугольник, запустить который под силу даже ребенку. Однако эта простота только кажущаяся — для того, чтобы сделать такого змея, необходим большой опыт. Иногда для стабилизации полета такой змей дополняется хвостом, который при желании можно отстегивать для увеличения скорости движения.
Роккаку
Флоуформ
Сочетание слов «flowform от flow» в переводе с английского означает «протекать». Это неуправляемый змей с одной стропой. Внутри него движется воздух и выходит через отверстия в хвосте. Полет флоуформа очень стабилен, поэтому его применяют для съемки с воздуха.
Коробчатый воздушный змей
Это приспособление, собранное из реек и обтянутое тканью, по форме напоминающее соты. Самый простой классический змей состоит из 2-х соединенных между собой коробок. Эта конструкция появилась в далеком прошлом, известна нам из фильмов, книг, а сегодня положена в основу многих современных кайтов, поражающие порой своей сложностью.
Роторный кайт
Это один в своем роде змей, который в полете совершает вращательные движения. Такая конструкция встречается нечасто, но для ее полета хватит и самого слабого ветерка.
Трюковый
Это двух- или четырехстропный кайт, для управления которым необходимо наличие определенных навыков. Он набирает меньшую высоту, чем другие виды, но способен постоянно менять траекторию своего полета. К таким аппаратам относятся пилотажные кайты, используемые для спортивных тренировок. Они устойчивы к повреждениям, а в сложенном состоянии не занимают много места, что делает их очень востребованными.
Запуск и полет
Чтобы воздушный змей взмыл ввысь, нужны лишь пространство и ветер.
Место для запуска должно соответствовать определенным требованиям:
Змея поднимает и удерживает в воздухе ветер. Но чтобы это произошло, его необходимо располагать под углом к воздушному потоку. Запуск выполняется спиной к ветру, кайт при этом удерживается перед собой, его нос поворачивается вверх и слегка натягивается на себя, а веревка перехватывается рукой у основания. Как только конструкция наполнится воздухом и начнет подниматься, веревку следует размотать.
Можно запускать змея и вдвоем. Один человек держит змея, другой распускает веревку, поворачивается спиной к ветру и потихоньку натягивает трос. Змея отпускают в воздух. Если ветер недостаточно сильный, тот, кто держит веревку, шагает назад (или бежит), пока он не полетит.
У летящего змея следует поддерживать веревку в натянутом состоянии. При слабеющем ветре ее следует подтянуть, а при его усилении — размотать. Если сила ветра снизилась и змей стал опускаться, необходимо идти против ветра, тогда он сова наберет нужную высоту. Чтобы спустить кайт с небес на землю, нужно притягивать его к поверхности, постепенно сматывая веревку.
Некоторые умудряются использовать для запуска змея спиннинг для рыбалки. Змея прикрепляют к леске карабином и управляют им, сматывая и раскручивая катушку.
Фестиваль змеев
Проводится ежегодно в апреле в городе Вэйфань (Китай). Это мероприятие носит международный характер. На нем присутствуют почитатели воздушных змеев со всего мира, а также профессиональные кайтеры и производители этих замечательных аппаратов. Немало здесь и просто туристов.
Конструкции демонстрируемых змеев очень многочисленны. Но самый большой популярностью пользуется дракон, и это не случайно. В Китае во все времена дракон выступал символом мудрости и силы. Ему поклонялись, считая, что он унесет все беды и дурные помыслы. Такое поверье бытует и в наши дни — в день змея во многих китайских семьях запускают такого дракона.
Этот воздушный змей очень сложен в изготовлении, поскольку состоит из 20-30 каркасов, обтянутых тканью либо бумагой. Это тело дракона, которое способно изгибаться в воздухе. Змей имеет большую голову с открытой пастью — через нее внутрь конструкции поступает воздух и удерживает змея на лету. Тело может быть сделано также из круглых дисков, диаметр которых уменьшается к хвосту, соединенных шнурами. Веревка прикреплена к пасти, а на хвост навешиваются ленты, фонарики, либо трубочки с горючей смесью, которые в полете вспыхивают разными цветами.
В качестве спецэффекта на празднике используют так называемую «змеиную музыку». Это шум, напоминающий вой ветра в трубе. Издает его приспособление из сухих головок мака, в которые вставлены свистки из камыша.
Подобные мероприятия проводятся не только в Китае, но и в Японии, Таиланде, Тайвани, Корее, а также на Бали. Здесь можно увидеть самых разных воздушных змеев, выполненных в традиционных стилях. Эти летательные аппараты не что иное, как дитя народной фантазии различных стран.
Как называется фигура воздушного змея
Теоретический материал о воздушных змеях
Наши покупатели задают нам много вопросов по воздушным змеям, на которые у нас не всегда есть возможность ответить. Иногда вопросы в их головах созревают позднее, а кто-то даже не знает, о чем надо спросить. Поэтому мы решили сделать доступной информацию о воздушных змеях всем желающим, независимо от того, есть ли у них воздушный змей или они только собираются его приобрести.
Сразу оговорим, что здесь речь пойдет об игровых змеях. Недавно появился класс спортивные змеи, предназначенный для таких видов спорта, как кайтсерфинг, горные лыжи, сноубординг, бодисерфинг и т.д. Это экстремальные виды спорта, но, несомненно, ступенькой для их освоения являются игровые воздушные змеи. Если вас интересует именно класс экстремальных воздушных змеев, обратитесь на страничку фирм ы «Змеиное логово», которая специализируется именно на этом виде змеев.
Все ваши вопросы можно подразделить на несколько основных групп. Что-то мы, может быть, не затронем, но основное ваше любопытство удовлетворим, это наверняка. Если у вас есть возможность распечатать материалы, мы советуем это сделать, потому что к некоторым разделам вы будете обращаться неоднократно и их лучше хранить под рукой.
ПОЧЕМУ «змеи». Несколько слов о названии и биографии.
Начиная с 1890 годов и в течение последующих 40 лет, конструкция воздушного змея послужила инструментом для проведения метеорологических исследований для определения скорости ветра, температуры воздуха, барометрического давления и влажности, исследования природы молний и атмосферного электричества. С помощью фотоаппаратов, подвешенных к воздушным змеям, проводились аэросъемки местности.
В связи с потребностью в высотных запусках для изучения природных явлений и в военных целях конструкции воздушных змеев совершенствовались. С конца XIX века появилось несколько принципиально новых конструкций. Они носят имена своих разработчиков: змей Ульянина, змей Харграва, змей Коди и др.
Воздушный змей, несомненно, сыграл свою роль в истории авиации. Но с развитием авиации интерес к нему ослабел. Постепенно он перешел в разряд игрушки и/или предмета для конструирования.
Последнее десятилетие появился класс спортивных змеев для экстремальных видов спорта. Эти воздушные змеи рассчитаны на гораздо большие нагрузки по сравнению с игровыми и имеют больший размер. Но, по большому счету, они подчиняются тем же законам, что и игровые.
ЗАЧЕМ «змеи». Несколько причин для приобретения.
Иногда от «заботливых» родителей при обращении к их ребенку приходится слышать такие слова: «Зачем тебе змей? Что ты с ним будешь делать?». Хотя с таким же успехом можно спросить своего ребенка, зачем ему машинка, кукла Барби, конструктор или книжка-раскраска.
А ведь действительно, зачем вашему ребенку настоящий воздушный змей? Почему все дети хотят их запускать и всегда радуются при этом?
С ним ваш сын или дочь откроет для себя явления природы, которые вам с высоты вашего жизненного опыта кажутся само собой разумеющимися. Воздушный змей в полёте покажет, в какую сторону на какой высоте дует ветер, даст почувствовать его (ветра) силу, а также заставит задуматься, почему же всё-таки он летает. С накоплением опыта по запуску змея молодой змеенавт овладеет знанием и пониманием природных (атмосферных) явлений, что, собственно говоря, может пригодиться ему в дальнейшей жизни.
Конечно, всё это проза. А на самом деле, эта необычная игра дарит огромное удовольствие и внутреннюю свободу во время наблюдения за полётом управляемого вами змея. Посмотрите в небо! Замечаете, что все житейские проблемы отступают перед его вечностью?
И в этом огромном небе скользите Вы и Ваш Воздушный Змей.
Вы и Ваши дети вместе с этим змеем научитесь преодолевать то затяжное безветрие, то яростный, бурный порыв стихии. Взлетайте!
АНАТОМИЯ «змея». Основные составляющие воздушных змеев.
Независимо от модели и класса воздушного змея, он состоит из нескольких элементов: полотно, каркас, соединительные детали, привязка (уздечка), хвост, нить (леер), катушка для намотки нити.
1. Каркас . Это две, три или несколько реек, формирующих змея. Их взаимное расположение обуславливает модель воздушного змея. Каркас служит для поддержки полотна в натянутом положении и отвечает за прочность и жесткость конструкции.
2. Полотно (парус ). Оно натягивается на каркас и создает препятствие потоку воздуха, тем самым отвечает за возникновение подъемной силы. Полотно всегда находится впереди каркаса по отношению к ветру.
3. Соединительные детали . Позволяют делать змеев разборными. Они должны быть прочными. Если змей разборный, возможно множество решений в зависимости от используемого материала и размера змея.
4. Уздечка (привязка) — место крепления воздушного змея. Существует много разных типов уздечек:
5. Нить (леер) . Леер должен соответствовать размеру змея. Он должен быть крепким и легким. Желательно, чтобы леер легко отцеплялся и прицеплялся к воздушному змею. Для этого обычно используют маленький карабин. Таким же образом можно прикреплять хвосты. Вертлюг предотвратит скручивание леера.
6. Хвост . Является не только украшением воздушного змея, но и зачастую его стабилизатором, устраняя недостатки полета. Он может быть выполнен в виде нескольких тонких лент, одной широкой или в виде тонкой ленты с завязанными на ней бантиками.
7. Катушка для намотки нити . Не пренебрегайте этим аксессуаром. Если запускать змея забавно и весело, то несколько по-другому обстоит дело с его возвращением. Запутанный леер быстро портит удовольствие от полета. Можно спускать змей, не скручивая леер, но тогда разложенная на земле веревка займет много места, а на ее сматывание и распутывание уйдет много времени. Поэтому леер должен быть по возможности намотан на катушку как во время хранения змея, так и во время запуска.
ПОЧЕМУ «змеи» летают. Несколько азов аэродинамики.
Самая приятная тема для любознательных.
Уж столько вопросов на эту тему! Давайте разберёмся раз и навсегда, чтобы больше к этому не возвращаться.
Для того, чтобы воздух мог поднять змея, он должен быть расположен под некоторым углом к потоку воздуха. Угол a, образованный плоскостью змея и направлением потока воздуха, называется углом атаки.
Поток воздуха создает общее давление на змея с силой R, направленной перпендикулярно плоскости воздушного змея. Оговорю, что мы для простоты рассматриваем плоский воздушный змей прямоугольной формы, самую простую конструкцию, потому как даже самые сложные конструкции состоят из этого элемента.
При обтекании змея впереди него образуется зона воздуха с повышенным давлением, а сзади струйки воздуха не успевают смыкаться, и там возникает зона с пониженным давлением, заполненная вихрями.
Для того, чтобы змей держался в воздухе, подъемная сила должна быть равна массе змея вместе с леером. Если подъемная сила меньше массы змея, тот падает на землю. Таким образом, для нормального полета змея подъемная сила не должна быть меньше его массы.
Примечание . В этом разделе приводится расчет подъемной силы в старой системе единиц (кг*с, килограмм-сила), а не в системе СИ (Н, Ньютон). Дело в том, что в повседневной жизни нам проще оценивать силу килограммами, а не ньютонами, т.е. мы знаем, сколько усилий нам необходимо приложить, чтобы поднять сумку с 5 кг картофеля. В случае с воздушными змеями тоже самое. Для справедливости приведем перевод килограмм-силы в систему СИ: 1 кг*с = 9,81 Н.
Величина подъемной силы зависит от скорости ветра V, площади змея S и угла наклона змея к направлению потока воздуха a. Ее можно вычислить по формуле:
Чтобы рассчитать, при какой скорости ветра взлетит ваш воздушный змей, надо измерить его массу и размеры и рассчитать его площадь. Скорость ветра, необходимая для подъема:
где вместо значения Р подъемной силы подставляем значение массы змея.
Итак, пользуясь последней формулой, нетрудно определить, при какой скорости ветра можно запускать тот или иной змей.
Когда Вы определились с величинами скоростей ветра на бумаге, Вам нужно распознать, какой же ветер дует на улице. В прогнозах погоды обычно дается информация о силе ветра на текущий день, например, 3-7 м/с или 5-10 м/с, но на практике это не всегда соответствует действительности. Поэтому Вам придётся научиться самим определять силу и характер ветра.
Ветер не равномерен по высоте. Скорость и направление ветра постоянно меняются. Иногда можно наблюдать, что при полном безветрии или крайне малом ветре внизу, на высоте 150- 200 м дует ветер, способный удержать большой тяжелый змей. Поэтому зачастую промучившись с запуском змея в, казалось бы, безветренную погоду и все-таки добившись положительного результата, с удивлением отмечаешь, что чем выше от земли он поднимается, тем труднее его удержать.
Для подъёма змея очень важно использовать восходящие потоки воздуха. Запустить змея без первоначальных навыков бывает нелегко, особенно если ветер неустойчив или слаб. Но даже при таких условиях запуск возможен, со временем человек начинает чувствовать ветер и рассчитывать момент запуска уже интуитивно. Конечно, с накоплением опыта и вы сможете запускать змея у земли даже при небольшом ветре. Тогда вам уже будут не нужны наши рекомендации по запуску. Но на первом этапе, я думаю, вам они будут полезны.
Чтобы определить силу ветра по внешним признакам, можно воспользоваться замечательной шкалой, которая приводится ниже. Она дается в диапазоне, имеющим практическое применение для запусков воздушных змеев, а все, что выходит за пределы диапазона, представляет опасность уже для запускающего.