Гарольд Риджуэй - Как сделать и запустить воздушного змея

При сильном ветре змей быстрее поднимается вверх. Причиной этому служит то, что при сильном ветре и большом натяжении линя змей занимает наклонное положение и его подъемная сила возрастает.

Но если по каким-то причинам змей не может занять правильное положение и угол атаки становится слишком мал, полет будет отличаться неустойчивостью, и если положение не улучшится, то змей пойдет вниз.

Теперь следует поговорить о силе тяжести. Воздушный змей стремится вниз благодаря своему весу. Змей тяжелее воздуха, и необходимы силы, чтобы преодолеть это препятствие. Прежде всего надо стараться сделать змея легким, насколько это возможно. Змей, сделанный вопреки этим правилам, будет перегружен, подобно перегруженному самолету. И тем не менее, каким бы легким ни был змей, всегда найдется сила, стремящаяся переместить его вниз.

Это стремление обусловлено силой земного тяготения. Все предметы падают на землю, если их ничто не удерживает. Сама Земля притягивает их. И если бы не было этого притяжения, то все на Земле полетело бы в космос из-за силы, возникающей от вращения Земли. Сила притяжения действует на все и всех.

Теперь необходимо сказать о том, что мы называем центром тяжести. Это точка приложения силы тяжести. Или точка, вокруг которой сбалансирован вес тела. Центр тяжести можно найти, воспользовавшись правилами геометрии или экспериментальным путем. В качестве эксперимента можно взять стержень и положить его на опору. Уравновесив его, мы найдем центр тяжести, то есть точку, в которой приложена сила тяжести.

Но что касается парящего в воздухе воздушного змея, то все не так просто. Центр тяжести – это не только точка, в которой приложена сила притяжения, а также точка, где должны пересекаться линии действия всех других сил – подъемной силы, силы сопротивления и движущей силы. Чтобы этого добиться, надо тщательно уравновесить конструкцию змея. Если будет допущена ошибка, то змей будет нестабилен в полете. Чтобы привести все силы в одну точку, оператор может произвести наладку, например, утяжелить или облегчить хвост, изменить точку прикрепления линя. Хороший полет змея во многом зависит от такой регулировки.

Уже говорилось, что в полете на змея действуют три силы – сила тяжести, сила сопротивления и подъемная сила. Но есть и четвертая, о которой было упомянуто лишь вкратце, это – движущая сила. Сначала покажется удивительным, почему мы говорим о движущей силе, ведь у воздушного змея нет мотора. Но читатель тут же поймет, что движущая сила создается самим оператором и передается змею с помощью линя. Линь действует на воздушного змея как мотор, то есть передает усилие от оператора к самому змею.

Движущая сила эффективна лишь при натянутом лине. Представьте, что мы запускаем воздушного змея при слабом ветре и линь не натянут. Тогда змей будет перемещаться назад и падать вниз. Чтобы исправить это положение, оператор должен натянуть линь и побежать вперед. Это действие равносильно включению мотора. Отвечая на эту движущую силу, змей начнет подниматься вверх. Движущая сила заставляет змея принять такое положение, при котором сила сопротивления превращается в подъемную силу.

Чем больше отпускать линь, тем большее возникает сопротивление. И чем длиннее линь, тем больший вес передается на воздушного змея. В результате змей может начать падать вниз. Движение назад уменьшает угол атаки, и подъемная сила убывает. Это подтверждает, как важна движущая сила, передающаяся змею через линь.

Теперь можно кратко суммировать то, о чем говорилось в этой главе. Змей в полете – это объект, который находится под действием четырех сил, а именно: силы сопротивления, подъемной силы, силы земного притяжения и движущей силы. Сила сопротивления создается движением воздуха, который обтекает змея. Подъемная сила – это часть сопротивления, которая превращается в силу, направленную вверх. Сила притяжения обусловлена весом змея и приложена в точке, которую называют центром тяжести. Движущая сила сообщается змею линем, действующим как мотор. Эти силы действуют как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях – сопротивление и движущая сила в горизонтальной, а сила тяжести и подъемная сила – в вертикальной. Змей полетит, если линии действия всех этих сил пересекутся в центре тяжести змея. Иначе полет змея будет нестабильным, потому что силы будут приложены к разным его частям. Противоположно направленные силы должны иметь общую линию действия.