|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Дети Советского Союза горячо любят нашу славную авиацию, с увлечением стараются овладеть авиационной техни-кой, мечтая стать летчиками или авиастроителями.
Овладеть авиационной техникой можно легче всего начиная с изучения простейших летательных аппаратов, к числу которых относится и воздушный змей. Занимаясь этим увлекательным делом, запуская воздушные змеи и проводя с ними различные игры, юные авиастроители изучают основы полета самолетов.
Воздушный змей пользуется большой популярностью среди пионеров и школьников. Они проводят с его помощью различные игры и опыты, во время демонстраций сбрасывают со змея листовки, цветы, кукол-парашютистов, поднимают змей во время прогулок, организуют подъем пассажиров и пр.
Огромное значение в организации змейкового дела имеют детские змейковые станции. Ребята, объединенные при станции, строят более сложные по своей конструкции воздушные змеи, проводят массовую работу среди пионеров города и деревни.
Перед Осоавиахимом, пионерскими организациями, органами народного образования стоит интересная и благодарная задача максимально развивать детские змейковые станции, максимально развивать змейковый спорт.
В нашей необъятной стране имеются возможности создать при каждой школе, при каждом пионерском отряде кружок юных змейкачей, а пои каждом пионерском клубе, доме и дворце пионеров — детскую змейковую станцию.
Обобщая опыт работы детских змейковых станций, мы стремились в этой книге дать полезные советы и методические указания амеикачач! и организаторам змейкового дела в пионерском отряде, школе, клубе и дворце пионеров.
Автор
ИСТОРИЯ ВОЗДУШНОГО ЗМЕЯ
Змей в древние времена
Первые документы о змее встречаются еще за два века до нашего летоисчисления.
В китайских рукописях рассказывается о воздушных змеях, которые запускались во время народных праздников.
Китайцы строили змеи в форме птиц, рыб, бабочек, жуков, человеческих фигур, которые раскрашивались в самые яркие
цвета (фиг. 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 наших дней сохранились 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 его пустое туловище и, надувая его, поддерживал змей в воздухе.
Для усиления эффекта прииеняась змеиная музыка», напоминающая завывание ветра в дымовой трубе. Приспособление, издающее эти звуки, изготовлялось из сухих головок мака, в которые вставлялись камышевые свирельки.
Интересное зрелище представляли китайские фонарики, изготовлявшиеся из тонкой цветной бумаги (фиг. 3) и фейерверки (фиг. 4), прикреплявшиеся к змеям.
На древних японских рисунках также можно встретить изображения воздушных змеев, но форме значительно отличавшихся от китайских (фиг. 5, 6, 8).
Типичный малайский воздушный змей изображен на фиг. 7. Он имеет форму криволинейного симметричного треугольника. Каркас его состоит из трех пересекающихся прутьев, обтяжка — из грубой ткани.
Изобретение змея независимо от восточных народов европейские историки приписывают древнегреческому физику Архитасу 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». Уже в 1066 г. в Англин Вильгельм Завоеватель использовал воздушные змеи для военной сигнализации.
Но, к сожалению, о форме древних европейских змеев, об их конструктивных и летных свойствах не сохранилось никаких данных.
Змей в Европе
Долгое время воздушный змей в Европе не находил практического применения. Ученые недооценивали его значения для науки. Только со второй половины 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 на высоте. В 1752 г. ученый-физик В. Франклин воспользовался воздушным змеем для исследования молний. Открыв при помощи змея электрическую природу молнии, Франклин изобрел громоотвод. Воздушные змеи применялись для изучения атмосферного электричества великим русским ученым М. В. Ломоносовым и английским физиком Ньютоном.
Змей начинает оказывать науке ценные услуги. Поэтому неудивительно, что в 1756 г. знаменитый математик Эйлер
написал следующие строки:
«Воздушный змей, эта игрушка детей, презираемая учеными, может, однако, заставить глубоко над собой призадуматься».
В конце XVIII в. делаются попытки поднять человека в воздух. В 1790 г. в Англии на большом плоском прямоугольном змее площадью в 50 м2 удалось поднять человека на высоту около 90 м.
Значительное усовершенствование змея произвел ученый австралиец Л. Харграв в 90-х годах прошлого столетия. Воспользовавшись работами первого планериста, немецкого инженера Лилиенталя, Харграз впервые применил в качестве воздушного змея две сквозные коробки, соединенные друг с другом. Лилиенталь, конструируя свои планеры, заметил, что такие аппараты имеют собственную 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 (фиг. 9 и 10).
Летающие коробки Харграва явились не только большим толчком для развития змейкового дела, но и, несомненно, помогли при конструировании первых самолетов. Это положение подтверждается сходством с двухкоробчатым воздушным змеем первых бипланов Вуазена, Сантос-Дюмона, Фармана и др.
Первый подъем человека на коробчатых воздушных змеях был осуществлен также Харгравом. Пассажир был поднят пв четырех змеях с общей площадью в 22 м2.
Первая радиосвязь через Атлантический океан была налажена с помощью коробчатого воздушного змея. Итальянский инженер Маркони запустил в 1901 г. на острове Ньюфаундленд большой позд}шный 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, 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, являющуюся одной .из лучших л по настоящее время. Сакконей, пользуясь богатыми сГбсш днями военного ведомства, имел возможность широко поставить свои опыты. Он основательно разработал принцип 6vk сирного подъема наблюдателя на змеях: одна группа змеев поднимала в воздух основной леер (трос), вторая — буксировала по тросу гондолу с наблюдателем. Сакконей установил первые рекорды грузоподъемности на воздушных змеях и высоты подъема человека; наблюдатель был поднят на 950 м (фиг. 11 и 12). Ему же принадлежит первая практическая разработка способов аэросъемки, для чего был применен специальный парусный автомат.
Работы Сакконея нашли своих подражателей во многих армиях Европы. В России полковником Ульяниным был создан для армии специальный воздушный змей (фиг. 13 и 14). 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 свои удачные конструкции. Во время русско-японской войны 1904 — 1905 гг. в русской армии были специальные змейковые подразделения. На змеях ib воздух поднимались наблюдатели, корректировавшие стрельбу артиллерии.
Параллельно с работами Коди в Европе, главным образом во Франции, проводили свои эксперименты и другие конструкторы. Кз них следует упомянуть Поттера, который, изменив место крепления уздечки, создал змей с килевыми плоскостями, увеличивающими грузоподъемность.
Интересную конструкцию оригинального однокоробчатого змея предложил французский инженер Лекорню. Он создал змей, коробка которого напоминает пчелиные соты (фиг. 15). Идею постройки своего змея Лекорню обосновал на полете птиц. Если смотреть на летящую птицу, можно заметить, что плоскости корпуса и крыльев образуют некоторый угол. Такой же установочный угол в 30° Лекорню сделал у горизонтальных плоскостей змея (фиг. 15).
Змей на службе артиллерии
Во время империалистической войны 1914 — 1918 гг. 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 сильньш, вместо воздушных шаров применялись коробчатые змеи. В зависимости от силы ветра составлялся поезд из 5 — 10 больших коробчатых змеев, которые прикреплялись к тросу на определенном расстоянии друг от друга на длинных проволоках. К тросу привязывалась и корзина для наблюдателя (см. фиг. 11 и 12). При сильном, но довольно равномерном ветре наблюдателя поднимали в корзине на высоту до 800 м. Такой способ наблюдения имел то преимущество, что позволял подойти ближе к передовым позициям противника.
Воздушные змеи не так легко расстреливались, как воздуные шары, представляющие собой очень большую мишень. Кроме того, выход из строя отдельного амея отражался на высоте подъема наблюдателя, «о не вызывал его падения. Попадания же в воздушный шар одной зажигательной ракеты было достаточно для его гибели, так как он наполнялся легковоспламеняющимся водородом.
Змей на службе противовоздушной обороны
Воздушные змеи во время мировой войны 1914 — 1918 гг. применялись для защиты важных военных объектов от нападения самолезов 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 в Брюгге и ангаров в Бельгии.
Для змейковых заграждений1 ангаров у Брюсселя применялись змеи больших размеров, в виде так называемых привязных самолетов. Для згой дели были построены привязные самолеты различных конструкций (монопланы, бипланы), которые поднимались над ангаром с целью ввести в заблуждение летчиков противника.
Весной 19! 5 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. Быстро пробегающие облака ввели немцев в заблуждение, так как создавалось впечатление, что облака неподвижны, а биплан летит с довольно большой скоростью. Вскоре он исчез в обрывке облака, 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, дула которых были направлены против 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 попадали впереди неподвижной мишени. Однако при осмотре в несущих поверхностях были обнаружены три отверстия от шрапнели.
меиковое дело в Европе достигло наивысшего расцвета к концу войны, в 1918 г. После этого интерес к воздушным змеям ослабел. Бурное развитие авиации начало вытеснять змеи 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.
Советский змейковый спорт
В Советском Союзе массовый змейковый спорт начал развиваться почти одновременно с авиамоделизмом. Уже на первых всесоюзных состязаниях летающих моделей в 1926 г. были представлены коробчатые змеи, довольно хорошо летавшие.
Всесоюзные авиамодельные состязания в 1931 г. ознаменовались впервые осуществленным в СССР подъемом людей на поезде из коробчатых змеев, построенном киевскими авиамоделистами под руководством И. Бабыока. Одиннадцать полотняных змеев с общей рабочей площадью в 42,5 м2 были запущены на стальном 3-мм тросе со специальной аэростатной лебедки. В воздух поднялись поочередно свыше 30 участников состязаний. Конструкция этих змеев — видоизмененный классический тип Сакконея.
Количество поездов, представляемых на всесоюзные авиамодельные состязания, увеличивалось. В состязаниях 1935 г. участвовало 8 поездов коробчатых змеев. Тогда впервые наиболее полно были показаны возможности практического применения воздушных змеев. По лееру вверх и вниз бегали разнообразные воздушные почтальоны!, при помощи которых прыгали куклы-парашютисты, сыпались бомбочки и листовки и демонстрировалась дымовая завеса. Куклы-парашютисты совершили затяжные прыжки вслед за сброшенным живым десантом — белыми мышами в клетке. Сбрасывание со змеев моделей планеров стало обычным явлением. С высотного старта — леера запущенного змея — улетело за несколько километров немало моделей планеров. Авиамоделисты стали применять и аэрофотосъемку со змеев.
В пионерских лагерях воздушные змеи все чаще и чаще применялись для сигнализации во время военных игр. Нередко зимой можно было видеть легко скользящего по снегу лыжника, буксируемого воздушным змеем.
Змейковый спорт стал одним из разделов первоначальной авиационной подготовки пионеров и школьников, а воздушные змеи — полноправными летательными аппаратами наряду в моделями самолетов и планеров.
За последнее время в СССР змейковый спорт - получил большое развитие. Появилась необходимость проводить специальные змейковые состязания.
В 1937 г. в г. Звенигороде (под Москвой) Центральным советом Осоавиахпма СССР были организованы Первые все-союзные 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 конструктивные особенности змеев.
В 1938 г. в местечке Щербинка (под Москвой) были проведаны Вторые всесоюзные состязания коробчатых змеев, на которых были представлены конструкции, представлявшие исключительный интерес. Например, Серпуховская детская змейковая станция представила змей видоизмененной конструкции «Грунд» с несущей площадью в 20 м2. Змей поднимал груз весом до 60 кг. Были показаны змей парашют, змей-планер и др.
На Третьих всесоюзных состязаниях коробчатых змеев, происходивших в 1939 г. в г. Серпухове, были установлены рекорды полета змеев на высоту. Одиночный змей, сконструированный киевским авиамоделистом т. Громовым, был поднят на высоту 1550 м. Поезд, составленный из коробчатых змеев конструкции саратовского авиамоделиста т. Григорен-ко, был поднят на высоту 1800 ж.
Для массового змейкового спорта такие достижения являются, безусловно, только началом. Но оригинальность продемонстрированных конструкций змеев и техника их запуска говорят о том, что имеются все возможности для подъема змеев на еще большую высоту.
Для инициативы, изобретательности змейковый спорг представляет неограниченные возможности. Поэтому с каждым годом он становится все более массовым, все более любимым видом спорта многомиллионной советской детворы.
Змей на службе метеорологии
В настоящее время змейковый спорт начинает играть, большую роль в системе метеорологических наблюдений при исследования нижних слоев атмосферы. Воздушные коробчатые змеи поднимают приборы, записывающие температуру, давление, влажность воздуха я направление ветра на высоте. Возглавляет эту работу Главная геофизическая обсерватория в Ленинграде. Она разрабатывает облегченные и опрощенные метеорографы, которые могут быть построены силами любителей змейкового спорта.
Главная геофизическая обсерватория (ГГО) составляет программу и дает задания детским змейковым станциям по наблюдению за состоянием атмосферы.
Сельское хозяйство и авиация сильно зависят от условий погоды. Каждый летчик, прежде чем отправиться в полет, должен очень хорошо знать атмосферные условия на своей трассе. Для него особенно важно знать скорость и направление ветра.
Любители змейкового спорта и детские змейковые станции, расположенные в различных концах нашей необъятной родины, занимаясь исследованием атмосферы, могут оказать весьма большую услугу нашему сельскому хозяйству и нашей авиации.
Происхождение и особенности ветра
Какая сила поднимает и удерживает змей в воздухе?
Сила ветра. Поэтому змейкач должен прежде всего научиться определять и распознавать ветер и измерять его силу.
Ветер создается в результате разности нагрева различных мест водной или земной поверхности. Земные поверхности (пашни, луга и т. д.) нагреваются быстрее, а водные пространства и лесные массивы — медленнее. Как известно, теплый воздух легче холодного. Нагретый над земной поверхностью воздух поднимается вверх. Внизу на его место устремляется со стороны моря или леса холодный воз тух.
Многие имеют возможность наблюдать, как в солнечный день со стороны моря дует на берег довольно свежий ветерок. Это и есть поюк холодною воздуха, стремящийся занять место поднявшегося вверх столба теплого воздуха.
Разность нагрева бывает больше днем! и особенно в солнечную погоду. Поэтому и скорость ветра в середине дня бывает большая, чем утром или вечером.
Поднявшись на высоту, воздух охлаждается и, вытесняемый новым потоком теплого воздуха, опускается вниз. Так образуются восходящие и нисходящие воздушные потоки.
Бывают случаи, когда внизу наблюдается полное безветрие (штиль), а на высоте 150 — 200 м имеется ветер, способный удержать коробчатый змей.
При подъеме змея можно наблюдать, что ветер не всегда равномерен. Скорость и направление ветра постоянно меняются. Можно зачастую наблюдать вертикальные воздушные потоки. Такие потоки в авиации обычно называют «воздушными ямами» (если поток направлен вниз). Они создают впечатление, что воздух не удерживает самолет или другой летательный аппарат и заставляет его внезапно падать. Такой порыв движения воздуха иначе называется шквалом. Различаются два рода шквалов: полевой и солнечный.
Полевые шквалы вызываются неровностями земной поверхности. Не только горы, но и строения, мосты и деревья отклоняют ветер у поверхности земли от его горизонтального
направления. Наталкиваясь на возвышенности, воздушные потоки поднимаются вверх, а на противоположной стороне, кружась, стекают вниз Чем сильнее ветер у поверхности земли, тем выше ощутимы шквалы в вертикальном направлении. Над домами шквал еще заметен на высоте 100 м.
Солнечные шквалы происходят от выравнивания разности температуры воздуха. В солнечную погоду при наличии отдельных облаков воздушный столб, который попадает в тень облака, охлаждается и погружается вниз. А там, где в облаках имеется разрыв, воздух нагревается и поднимается вверх Так образуются вертикальные течения воздуха.
При подъеме и спуске змея при наличии шквалов наблюдается внезапное падение его вниз; затем часто он опять рывком поднимается вверх. Такие рывки наблюдаются чаще всего в полдень, когда нижняя воздушная прослойка на высоте от 100 до 200 м наполнена завихрениями.
Для подъема змея очень важно использование восходящих потоков.
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
