Гарольд Риджуэй - Как сделать и запустить воздушного змея

Рис. 38. Компас

Потом из тонкого картона вырежьте части В и С. Часть В приподнята в середине, а часть С – плоская, с отверстием в центре. Намагнитьте лезвие безопасной бритвы, проводя по нему магнитом только в одном направлении. Но перед этим в целях безопасности затупите лезвие мелким напильником. Подклейте лезвие под плоскую пластинку. Сделайте коробку для компаса достаточных размеров, для того чтобы круглая часть в нем свободно поворачивалась.

Соберите компас на игле, воткнутой в пробку. Подклейте части В и С к низу кольца: часть В так, чтобы она выступала из среднего отверстия, а С так, чтобы лезвие оказалось внизу. Приклейте к части С две бусинки, одну вверху, другую внизу. Острие иглы должно упираться в маленькое углубление, сделанное в приподнятой части детали В.

Глядя на парящего в воздухе воздушного змея, оператор, то есть человек, запускающий его, может быть, захочет узнать, отчего это происходит. Ведь змей тяжелее воздуха, и тот не поддерживает его, как вода поддерживает лодку. Более того, воздушный змей обладает способностью подниматься в воздух, словно аэроплан. Он то подастся назад, то нырнет вниз, и в обоих случаях важную роль играет линь, на котором его запускают. Если линь подтянуть на себя, то змей немного поднимется. Если побежать, одновременно отпуская линь, то змея можно поднять еще выше. А после полета змей снова опускается на землю.

На воздушного змея действуют четыре силы, о которых стоит рассказать подробнее. Это – сопротивление, подъемная сила, сила тяжести и движущая сила. Можно сказать, что змей летает благодаря взаимодействию всех этих сил. Но рассмотрим все их по порядку.

Первая – сила сопротивления. Это означает, что воздух оказывает сопротивление любому движущемуся в нем телу. В этом можно убедиться на простом примере. Возьмите лист картона, придайте ему горизонтальное положение и поводите им из стороны в сторону. Лист легко перемещается сквозь воздух, встречая лишь небольшое сопротивление. А теперь используйте картон как веер, придав ему вертикальное положение. И вы тут же почувствуете разницу. Появилось явное противодействие движению листа, когда воздух действует словно тормоз.

Сопротивление воздуха легко ощутить во время бега. Даже в тихий день можно почувствовать, как вас обтекает воздух, а в ветреный день ветер становится серьезным препятствием, и, чтобы преодолеть его, пешеходу приходится прилагать определенные усилия.

На этих примерах видно, как движущийся объект рассекает воздух, словно лодка рассекает воду. Воздух создает сопротивление движению объекта, тормозя его. Он будто «прилипает» к поверхности предмета, стараясь замедлить и даже остановить его движение, другими словами, преодолеть силы, которые движут предметом.

Но существует сила, направленная вверх. В этом можно легко убедиться. Положите на стол лист писчей бумаги и подуйте поверх стола. Бумага приподнимется и двинется вперед. Подобным образом ученый Джордж Кейли демонстрировал подъемную силу воздуха. Эта сила движет летящим по воздуху листом, обрывком бумаги, поднимающимся самолетом или воздушным змеем.

Каждый, кто запускал воздушного змея, использовал эту силу для того, чтобы не дать змею упасть на землю. Сначала оператор кладет змея на землю, потом берет в руки линь и бежит против ветра. Змей отрывается от земли. Медленно, если угол наклона невелик, и гораздо быстрее, если угол подобран правильно. Кроме того, если змея обдувает ветер, то над его верхней частью создается некоторое разряжение. Это помогает змею подниматься более уверенно. Благодаря возникновению вакуума змей может парить в воздухе, словно парус.

Из сказанного следует, что змей может летать только тогда, когда расположен под углом к направлению ветра. Другими словами, чтобы взлететь, змей должен находиться под углом по отношению к потоку воздуха. Этот угол называется углом атаки или углом подъемной силы. Если змей занимает положение близкое к вертикальному, то увеличивается сопротивление воздуха и увеличивается подъемная сила. Наоборот, когда змей располагается почти горизонтально, то подъемная сила убывает, и змей не поднимается.

Все это можно легко доказать. Пусть змей летит при легком ветерке. Он стремится занять вертикальное положение, почти не поднимаясь вверх. Потом змей сделает несколько ныряющих движений, стремясь упасть на землю.