Николай Алексеевич Бабаев
Олег Константинович Гаевский
Сергей Степанович Кудрявцев
Эммануил Богданович Микиртумов
Юрий Степанович Хухра
Авиационный
моделизм
*** 1956 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
ОТ АВТОРОВ В 1952 году Министерством просвещения РСФСР и ДОСААФ СССР опубликована «Программа кружков внешкольных детских учреждений (авиамодельные кружки)». Эта программа, рассчитанная на четырехлетнее обучение, стала основным руководством для работы авиамодельных кружков. Однако из-за краткости изложения матециала она не могла удовлетворить руководителей кружков. Потребовалось учебное пособие по авиамоделизму, отвечающее положениям программы. В настоящее время, когда основные положения программы апробированы и не вызывают сомнений, оказалось возможным приступить к созданию такого пособия. Для того чтобы авиамоделисты могли более подробно ознакомиться с историей отечественной авиации, мы приводим списки изданной литературы. Авторы понимают, что их работа, возможно, не лишена недостатков, потому что такое пособие появляется впервые. Авторы будут благодарны за все предложения и замечания, направленные на улучшение учебного пособия, и постараются в последующих изданиях устранить недочеты, на которые им будет указано. Раздел первый ВВЕДЕНИЕ Первый раздел учебного пособия охватывает материал первого года обучения в авиамодельном кружке. Содержание раздела полностью отвечает требованиям «Программы кружков внешкольных детских учреждений (авиамодельные кружки)», утвержденной ДОСААФ СССР и Министерством просвещения РСФСР. Отступление сделано лишь в том, что в число простейших летающих моделей (глава I) включено описание постройки теплового шара. Авиамодельный кружок первого года обучения объединяет главным образом школьников V — VI классов. Отсюда вытекает ряд методических требований к руководителю кружка. Одно из них состоит в том, что все изложение должно носить элементарный (без формул и сложных пояснений) характер. Поскольку в VI классе только еще начинают изучать физику, то ряд сведений (например, по закону Архимеда) руководитель должен давать самостоятельно в плане школьных учебников по физике, но расширяя понимание многих законов и, главное, показывая их применение на конкретных примерах. Другое требование состоит в том, что руководитель в своей работе с членами кружка первого года обучения должен исходить из принципа: максимум результатов при минимуме за-"граты труда. Этот принцип отвечает задаче, решаемой на первых шагах работы моделиста, — незаметно для него, не загружая его работами, требующими затраты большого времени или большого напряжения умственных способностей, привести его к достижению интересных, занимательных, увлекающих его результатов. Особенно это относится к первому периоду работы кружка, когда ребята учатся строить простейшие модели. В течение первого периода обучения кружковцы должны получить первые навыки черчения и чтения чертежей, обраще--4 ния с инструментами, обработки металла и дерева и т. п. При обучении запуску моделей надо направить все усилия на усвоение ребятами простейших и вместе с тем основных приемов регулировки и запуска моделей. Надо помнить, что от успеха занятий в первом году обучения зависит, будут ли многие ребята заниматься авиамоделизмом в последующие годы и насколько успешно будет проходить их учеба. Программа рекомендует следующее распределение времени по разделам первого года обучения: Вводное занятие — 2 часа Простейшие модели — 22 часа Сведения о воздухе — 4 часа Схематическая модель планера — 30 часов Схематическая модель самолета — 34 часа Беседа об отечественной авиации — 16 часов Прием норм на юношеский спортивный разряд — 4 часа Эти рекомендации надо рассматривать как ориентировочные. Руководитель должен прививать моделистам чувство советского патриотизма, развивать у них коллективизм в работе и стремление защитить интересы и спортивную честь своего кружка. В воспитательной работе руководитель должен опираться на комсомольские и пионерские организации школы, кружок ДОСААФ, черпая у них помощь и направляющие указания. Авиамоделизм — одна из форм внешкольной работы, подчиненной общей задаче политехнического обучения детей. Поэтому, наряду с прохождением специальных авиационных и авиамодельных тем, руководитель должен стремиться к увязке их с материалом, изучаемым его кружковцами в школе, к применению получаемых в школе знаний к той конкретной области техники, какой является авиация и авиамоделизм. Особое внимание при этом в кружке первого года обучения должно быть обращено на привитие трудовых навыков, умение работать со столярным и слесарным инструментом и использование чертежа и технического рисунка. На первом году обучения, особенно тогда, когда возраст кружковцев мал, следует в первую очередь добиваться прочного усвоения прививаемых навыков и знаний и лишь на этой основе, после того как образуются прочные первичные навыки, прививать ребятам творческий подход к работе. Задача руководителя в том и состоит, чтобы проявить максимум педагогического мастерства и в конкретной обстановке своего кружка применить общие положения о работе авиамодельного кружка первого года обучения. Глава I ПРОСТЕЙШИЕ ЛЕТАЮЩИЕ МОДЕЛИ Первые шаги в авиамоделизме у подавляющего большинства начинающих связаны с постройкой наиболее простых летающих моделей. Наиболее простые из них часто называют «летающими игрушками». Такие модели очень нетрудно изготовить и легко использовать в самых различных играх и соревнованиях. Для изготовления «стрелы» и «голубя» нужен лист обычной бумаги и пять-десять минут времени. Самые простые модели — «стрела», «голубь», бумажные планеры и т. п. — не боятся ударов о стены, так как они легки и эластичны. А если произойдет авария и модель погибнет, то, затратив 10 — 15 минут, можно построить новую. Некоторые модели, описываемые в этой главе, хотя и простые, но требуют для их постройки 30 — 50 минут. Тепловой воздушный шар или коробчатый воздушный змей строят вдвоем, втроем и большими группами. Это очень важно, так как приучает детей к коллективному друду. Это очень ценное свойство простейших моделей, так как у тех, кто их строит, т. е. у начинающих — обычно ребят младшего возраста, нет еще настоящей «авиамодельной закалки», которая свойственна каждому настоящему юному технику, нет терпения и настойчивости (вырабатываемых постепенно), знаний и трудовых навыков, которые также приобретаются не сразу. Но не только этим ценны для авиамоделизма простейшие модели. Главная их ценность в том, что при всей простоте их полет основам на тех же принципах, что и у больших летательных аппаратов, которые они копируют. А это значит, что с самых первых дней своей работы над летающими моделями ребята имеют возможность, забавляясь и играя, незаметно для себя овладевать «тайной полета», или, как ее называют в науке, теорией полета. Задача руководителей в том и состоит, чтобы возможно лучше использовать все эти ценные качества простых моделей, сделать занятия в кружке не только полезными и необременительными для младших ребят, но и занимательными во всех отношениях. § 1. ТЕПЛОВОЙ ВОЗДУШНЫЙ ШАР Мысль о возможности полета человека возникла много сотен лет назад. Наблюдая подъем пепла и дыма от костров, полет насекомых и птиц, человек мечтал сам летать, как птица. Были энтузиасты, которые строили крылья, но все попытки летать на них кончались катастрофой. Сил человека оказывалось недостаточно для преодоления тяжести. Лишь в конце XVIII ве- ка, когда расширились познания законов физики, люди пришли к мысли подняться в воздух на шаре, наполненном газом, более легким, чем воздух. Так возникло воздухоплавание — летание на аппаратах легче воздуха. Первым на воздушном шаре полетел наш соотечественник Крякутной. Это было в 1731 году в Рязани. С тех пор прошло много лет, техника воздухоплавания развилась, было изобретено и построено много различных воздухоплавательных аппаратов. Среди воздухоплавательных аппаратов различают аэростаты (рис. 1) и дирижабли (рис. 2). Аэростаты неуправляемы и летят по течению воздуха (ветру), дирижабли снабжаются моторами и воздушными винтами и движутся независимо от ветра. Привязные аэростаты прикрепляются к земле тросами. Они используются, например, для создания воздушных заграждений от налетов вражеской авиации. Свободные аэростаты имеют сферическую (шаровидную) форму и часто называются воздушными шарами. Такие шары поднимаются на высоту 8 — 9 км и называются субстратостатами. Шары, поднимающиеся на высоту свыше 14 — 15 км и имеющие герметические кабины и кислородное питание для экипажа, называются стратостатами. Как летает аэростат Всякое тело на поверхности нашей планеты находится под действием силы, притягивающей его к центру Земли. Силу эту называют весом тела. Для того чтобы подняться в воздух, человек должен противопоставить силе земного притяжения равную ей или большую по величине подъемную силу. Как же образуется подъемная сила у аэростата? Если взять оболочку из тонкого и газонепроницаемого материала, имеющую определенный вес, и надуть ее воздухом, то она останется лежать на земле, но если ту же оболочку наполнить газом более легким, чем воздух, то она поднимется в воздух. Многие не раз наблюдали, как со дна стакана с водой поднимаются пузырьки воздуха. Происходит это потому, что на пузырек воздуха со всех сторон давит вода. Величина этого давления зависит от высоты h столба воды (рис. 3). Так как нижняя часть поверхности пузырька находится глубже, то давление снизу вверх больше. Общая сила поэтому выталкивает пузырек кверху. Пузырек заполнен воздухом, в 700 раз более легким, чем вода, поэтому вес его невелик. Сила же выталкивания равна весу воды в объеме пузырька, т. е. значительно больше. Знаменитый греческий ученый Архимед из этого явления вывел закон: тело, погруженное в жидкость, выталкивается вверх с силой, равной весу жидкости, вытесненной телом. Если заменить пузырек деревянным шариком того же размера и опустить его в воду, то он будет всплывать не так быстро, а опущенный в воду металлический шарик упадет на дно. Следовательно, все дело в соотношении сил веса и выталкивания. Аэростат — это такой же «пузырек», но больших размеров. К тому же он плавает не в воде, а в воздухе, который стремится вытолкнуть аэростат кверху. Подъем аэростата произойдет, если вес аэростата (с наполняющим его газом) окажется меньше выталкивающей силы. Для этого конструкция аэростата должна быть легкой, а сам аэростат наполнен легким газом — водородом или гелием. Одно время пытались построить летательный аппарат, в котором использовались металлические шары, из которых выкачан воздух. В самом деле, кажется, что можно взять полый металлический шар и выкачать из него весь воздух; тогда шар Рис. 3. Величина стрелок показывает, что давление на нижнюю поверхность пузырька в воде больше, чем на верхнюю потеряет в своем весе столько, сколько весил выкачанный воздух. Но полет «безвоздушного» шара неосуществим, потому что невозможно сделать легкую металлическую оболочку, которая могла бы выдержать давление окружающего воздуха. Если сделать шар из легкой бумажной оболочки, то выкачать воздух из этого шара будет нельзя: он сразу сплющится. Зато можно наполнить бумажную оболочку шара таким газом, который значительно легче окружающего воздуха, или нагретым воздухом, удельный вес которого также значительно меньше удельного веса ненагретого воздуха. При нагревании все тела, в том числе и воздух, стремятся расшириться — занять большее пространство. Значит, если воздух внутри шара нагреть, то часть его, расширившись, уйдет из шара, а шар, наполненный нагретым воздухом, станет более легким, чем шар, наполненный ненагретым воздухом. Бумажный шар, наполненный нагретым воздухом, называется тепловым. Построить такой шар очень нетрудно. Как изготовить тепловой шар Изготовлять тепловой шар лучше втроем-вчетвером. Группой работать удобнее и быстрее. Для постройки шара нужны цветная или белая папиросная бумага, плотная бумага, тонкий шпагат, нитки и клей (столярный жидкий или крахмальный клейстер). Количество материала определяется размерами шара. Из инструментов и чертежных принадлежностей понадобятся: длинная линейка с делениями на миллиметры, треугольник, швейные ножницы, кисти и банка для клея. Склеить из бумаги правильный шар невозможно, но можно сделать многогранник, очень похожий на шар. Для этого из папиросной бумаги вырезают от 12 до 32 полос веретенообразной формы и склеивают их края (рис. 4). Работа начинается с того, что выбирают размер шара и количество полос и вычерчивают выкройку. На рис. 4 даны размеры выкройки для шара диаметром в 1,5 ж (левая выкройка) и в 2 ж (правая выкройка). Для первого шара понадобится 12 полос папиросной бумаги, из которых будут вырезаны сегменты оболочки шара, а для второго — 16 полос. Нельзя делать шар диаметром меньше 1 ж 30 см, потому что при меньшем диаметре вес оболочки превысит подъемную силу шара, поэтому «свободной подъемной силы» не получится и шар не взлетит. Выбрав размер полосы, делают шаблоны — выкройку из картона или плотной бумаги. Если целого листа картона по длине выкройки не найдется, его склеивают из нескольких небольших листов и в месте склейки срезают ножом «на ус». Части, смазанные клеем, кладут под пресс. Склеенный и высушенный картон раскладывают на полу и середину листа приколачивают двумя длинными гвоздями. Между гвоздями туго натягивают веревку и по ней с помощью линейки проводят среднюю вертикальную ось. Всю длину выкройки делят на равные отрезки по 200 мм каждый. Через полученные точки проводят прямые, перпендикулярные к вертикальной оси. Затем на каждой из этих прямых, вправо и влево от вертикальной оси, откладывают отрезки определенной длины в соответствии с выкройкой. Новые точки соединяют плавными кривыми линиями и получают готовый контур выкройки. При этом удобно пользоваться лекалами — кривыми линейками. Их вырезают из фанеры по форме полос. Картон обрезают по контуру выкройки — и шаблон для вырезания полос готов. Для теплового шара диаметром 1,5 ж, состоящего из 12 полос, понадобится 50 листов папиросной бумаги, 100 г столярного клея, 2 листа плотной бумаги или картона для шаблона полосы и для нижнего кольца. Заготовки для полос обычно приходится склеивать из отдельных листов папиросной бумаги. Для этого листы укладывают «лестничкой» (рис. 5) и промазывают клеем все ее «ступеньки». При склеивании намазанная клеем кромка одного листа должна соприкасаться с ненамазанной кромкой другого. После того как все склеенные заготовки высохнут, накладывают их одна на другую так, чтобы кромки заготовок приходились точно одна над другой. На сложенную таким образом, пачку заготовок накладывают шаблон и укрепляют его кнопками или мелкими гвоздями (рис. 6). Затем ножницами вырезают сразу все полосы, оставляя с обеих сторон припуски в 10 мм. Эти припуски пойдут на швы при склейке полос. Сначала полосы склеивают попарно так, как показано на рис. 7. Каждая пара склеивается по кромке с одной стороны, а затем выворачивается в виде «лодочки». Все лодочки склеивают между собой. Рис. 5. Намазывание клеем листков папиросной бумаги, уложенных «лестничкой» Склеивать полосы надо очень аккуратно. Ширина мазка кисти с клеем не должна превышать 7 — 10 мм, но и не должна быть меньше 5 мм. Перед тем как склеивать последний шов оболочки шара, оболочку надо вывернуть и только после этого заклеить шов. Когда оболочка будет склеена, изготовляют кольцо и «шляпку» для шара. Для этого из плотной (чертежной) бумаги вырезают два листка, длина которых на 30 мм больше окружности отверстия шара, а ширина равна 80 — 100 мм. Листки намазывают клеем и наклеивают на бортик отверстия шара — один изнутри, а другой снаружи так, чтобы папиросная бумага оказалась в середине, между ними (рис. 8). Эти листки придают жесткость кромкам отверстия. Там, где сходятся вершины всех полос, могут остаться мелкие отверстия; поэтому на вершину шара наклеивают «шляпку» — кружок из папиросной бумаги диаметром 100 — 150 мм (рис. 9). Всю поверхность, «шляпки» намазывают жидким клеем. Через 20 — 30 минут после склейки отверстие шара с картонным кольцом подносят к примусу или к керосинке. Нагретый воздух расправляет оболочку шара; при этом обнаруживаются дефекты склейки оболочки — мелкие отверстия, морщины. Дефекты сразу исправляют: морщины разглаживают, а отверстия заклеивают латками из папиросной бумаги. Рис. 8. Выклеивание горловины шара Рис. 9. «Шляпка» с веревочной из плотной бумаги петлей для поддержания шара при запуске Шар просушивают в помещении. После просушки его взвешивают и вес записывают. Шар готов для запуска в полет. Оболочку теплового шара диаметром в 3 — 4 м делают более прочной. При склейке такой оболочки вдоль и поперек швов наклеивают тонкий шпагат, а поверх шпагата — тонкие ленты из папиросной бумаги шириной 10 — 15 мм. Всего по шару пройдут 3 — 4 поперечные ленты. Одну ленту располагают по диаметру шара, остальные равномерно по его поверхности. Длину поперечной ленты высчитывают так: на одной полосе шара отмечают положение поперечной ленты и в месте, где пройдет лента, измеряют ширину полосы; найденную ширину умножают на количество полос. К поперечной ленте, проходящей по диаметру шара, привязывают 5 — 6 тонких бечевок. За эти бечевки — стропы — запускающие держат шар, пока он наполняется горячим воздухом. Для подогревания в оболочке воздуха разжигают костер из сухого топлива — бумаги, мелкого хвороста и т. п. Очень удобно наполнять шар над костром, пользуясь жестяной трубой, которая направляет горячий воздух от костра к отверстию шара (рис. 10). Если шар небольшого размера, один из запускающих держит его за кольцо, окаймляющее отверстие, а двое других расправляют сверху оболочку шара. Если шар большой, его держат двое-трое ребят. Запуск шара. Запуском шара руководит один из запускающих: он следит, чтобы натяжение строп было одинако- вым, подает команду и дает указания другим участникам запуска во время нагревания шара и в тот момент, когда начинается полет. Все приказания должны выполняться точно. Когда запускающие почувствуют, что шар стремится уйти в воздух, его можно отпускать. Перед самым запуском руководитель командует «приготовиться» и вслед за этим — «в полет». По последней команде все держащие шар одновременно еп отпускают. Если шар большой и его поддерживают палкой за. верхнюю петлю (рис. 10), то, когда шар уже будет держаться в воздухе сам, палку надо из петли выдернуть. Если кто-нибудь замешкается и отпустит свою бечевку позже, то шар накренится, горячий воздух частично выйдет из оболочки и подъемная сила шара уменьшится. Тепловые шары без специальных устройств для подогрева1 воздуха в полете поднимаются на 100 — 200 м и держатся в воздухе несколько минут, т. е. до тех пор, пока воздух внутри шара не охладится. Охлаждение наступает постепенно, и шар понемногу спускается. Лучше всего запускать шар при полном безветрии или при слабом ветре. Сильный ветер может наклонить шар в момент запуска, часть нагретого воздуха уйдет из оболочки и шар станет терять высоту. Что читать о воздухоплавании и тепловых шарах 1. Н. Бабаев и С. Кудрявцев. Летающие игрушки и модели, Оборонгиз, 1946 г. , 2. Л. Киселев, Э. Микиртумов, П. Хлебников и Ф. Честное. Книга юного конструктора, Детгиз, 1948 г. 3. В. Скобельцын, Н. Пашкевич, И. Максимкин, Ю. Верхало. В помощь юному технику, Детгиз, 1952 г. 4. И. Костенко и Э. Микиртумов. Летающие модели, изд. «Молодая гвардия», 1953 г. 5. И. Костенко и Э. Микиртумов. Летающие модели, изд. «Молодая гвардия», 1954 г. § 2. ПАРАШЮТ Слово «парашют» французское, оно означает: «устройство, предотвращающее падение». Точнее, парашют — это приспособление, замедляющее падение тела в воздухе. Как устроен парашют Современный парашют представляет собой огромный купол из тонкой, но прочной ткани (рис. 11), к которому при помощи большого числа строп подвешивается груз или человек. Мы знаем, что всякий груз, сброшенный с высоты, стремительно падает вниз. Если же к грузу присоединить парашют, то падение станет во много раз медленнее, так как парашют будет тор- мозить (замедлять) падение груза. Это явление вызывается большим сопротивлением, возникающим при движении парашюта в воздухе, что не трудно проверить. Если взять в руки раскрытый зонтик, который представляет собой небольшой парашют, и быстро двигать его книзу, то можно рукой ощутить силу сопротивления воздуха движению зонта (рис. 12). При этом можно заметить, что при медленном движении зонт «сопротивляется» слабее, а при быстром сильнее. Сила сопротивления зависит от размеров купола. Купол парашюта имеет во много раз большую поверхность, чем купол зонтика, поэтому и сопротивление его очень велико. Современный парашют складывается особым образом, так, что весь укладывается в ранец сравнительно небольшого размера. Изобретателем ранцевого парашюта является наш соотечественник Глеб Евгеньевич Котельников, запатентовавший это устройство в октябре 1911 года,- Современный ранцевый парашют находится всегда с летчиком, на борту самолета. В любую минуту летчик может выпрыгнуть с парашютом из самолета, если какая-либо опасность угрожает его жизни. Из истории известны многие попытки построить парашют. Так, в XII веке грузинский юноша, живший в селе Хертвиси, Ахалкалакского района, из дранок, ивовых прутьев построил что-то вроде зонта и спрыгнул с ним с башни. Спуск произошел благополучно, но юноша в момент приземления наткнулся на острие топора, находившегося при нем, и погиб от раны. Подобный же спуск совершил некто Симеон в тридцатых, годах XVIII века. Все более и более развивавшаяся авиация потребовала и аппарата, на котором смог бы спастись летчик при катастрофе с самолетом. Многие изобретатели взялись за проектирование авиационного парашюта. Такими были французы Вассер (1909 г.) и Эрвье (1910 г.), австриец Рейхельт (1912 г.) и многие другие. Но они не смогли создать надежного и легкого парашюта. Такой авиационный парашют создал в 1911 году наш соотечественник Г. Е. Котельников. Парашютом пользуются и для сбрасывания с самолетов грузов, боеприпасов и продовольствия. Во время Великой Отечественной войны наша авиация выбрасывала в тылу противника вооруженных парашютистов — «парашютный десант», часто вместе с боеприпасами, минометами и легкими пушками; на парашютах сбрасывали грузы для партизан. В нашей стране подготовка парашютистов поставлена очень широко. Этим занимается Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту (ДОСААФ). Многие тысячи парашютистов-спортсменов подготовило Общество. Советские парашютисты — спортсмены завоевали большое количество мировых и всесоюзных рекордов. Среди них такие, как В. Романюк, прыгнувший с высоты 13 400 м, Е. Владимирская — с высоты 10 370 м. Мировыми рекордами являются прыжки с задержкой раскрытия парашюта на протяжении 12 141 м у В. Романюка и 7 246 м — у А. Султановой. Помимо этих выдающихся достижений, установленных днем, наши спортсмены имеют ряд рекордов, установленных ночью. К ним относится прыжок Е. Владимирской с высоты 10 370 м, Л. Маз-ниченко — с высоты 7421 м, падение с нераскрытым парашютом (задержка раскрытия) на протяжении 9726 м — у П. Стор-чиенко и 8326 м — у В. Селиверстовой. Ежегодно на авиационном параде в Тушине мы видим смелые спуски сотен парашютистов. Это красивое зрелище вызывает наше восхищение, и неудивительно, что каждому авиамоделисту хочется сделать такой парашют, хотя бы в виде модели. Модель парашюта На рис. 13 изображена самая простая модель парашюта из листа бумаги. Изготовление ее очень просто. Бумажный купол соединен стропами из ниток с грузом, которым может служить небольшой гвоздь, гайки и т. п. KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
