Простейшие расчёты
летающих моделей

DjVu

      ЭКСКУРСИЯ В АЭРОКЛУБ
      В школе царило большое возбуждение. Еше бы... вчера Иван Федорович (преподаватель физики) объявил перед занятиями:
      — Завтра, ребята, — здесь ов сделал паузу, улыбнулся в усы и, дернув маленькой козлиной бородкой, продолжал, — мы с вами поедем в аэроклуб смотреть полеты планёров.
      Эти слова утонули в массе удивленных и радостных возгласов. Ребята долго не могли успокоиться; они улыбались друг другу, и эта улыбка означала: какая интересная поездка предстоит нам вавтра. Дело дошло до тою, что учительнице по естествознанию пришлось сделать замечание Сергею, который рассеянно рисовал самолетики на тетрадке и не слушал урока.
      Вагон был полон шума и веселья. Ивану Федоровичу стоило большого труда утихомирить ребят, да помог находчивый Антон Павлович, учитель музыки, вытащивший из футляра скрипку. При первых же ввуках беспорядочный говор умолк, а ватем вагон заполнился звуками веселой песни.
      За два-три километра до аэроклуба, на открывшейся поляне показалось большое здание. Над этим зданием на длинной высокой мачте поворачивалось по ветру что-то полосатое, вроде флага. Вправо от здания стояло два длинных сооружения с красной полукруглой крышей. Антон Павлович уже бросил играть и внимательно всматривался в людей, ходивших около аэроклуба. Перед остановкой поезда Иван Федорович сказал:
      — Ребята, сейчас мы с вами сойдем, держитесь вместе, не шумите, не трогайте ничего без спросу.
      Ребята вылезали из вагона. Вдруг маленький Миша Коротков вскрикнул;
      — Сергей! Сергей, смотри полетел самолет.
      Сергей обернулся, за ним обернулись и все остальные, гаиро ко раскрыв глаза. Иван Федорович, выходивший последним, задержался в дверях. Торопливо шаря в кармане футляр с очками, он ее заметил, как тронулся поезд. Ребята заметили опасность.
      — Ребята! Иван Федорович уедет от нас. Спасай Ивана Федоровича!
      Поезд набирал скорость. Иван Федорович не знал, что делать: не то доставать очки, не то вылезать, наконец, сердито махнув рукой, он спустился на нижнюю ступень и, спрыгнув, очутился в гуще своих питомцев.
      — Ура! Качать Ивана Федоровича!
      — Побаловались и хватит. Пойдемте быстрей к аэроклубу. Антон Павлович, пошли.
      — Иван Федорович, — обратился вожатый пионеротряда, молодой комсомолец Степа Иванюк, — так итти нельзя, надо построиться.
      — Правильно. Построй, Степа, ребят и идемте за мной.
      Навстречу ребятам шел высокий, худой человек в летном
      шлеме. Уже издали бросилось в глаза его загорелое, энергичное лицо и широкая улыбка. Шагов за двадцать он поднял руку, салютуя ребятам, и крикнул:
      — Здравствуйте, ребята!
      — Здрасссте, — раскатилось по полю.
      — Ребята, — вмешался Иван Федорович, — позвольте представить вам начальника технической части аэроклуба Семена Михайловича Павлова. Слово предоставляется ему.
      — Товарищи, мне очень приятно видеть вас у нас в аэроклубе. Очень жаль, что вы этого не сделали раньше. У нас эдесь много интересного. Так как вы сейчас устали, да вдобавок проголодались, я предлагаю пойти в столовую, а перед этим умыться. После завтрака отдохнете, а эатем пойдем на летное поле смотреть, как летают планёры. Согласны?
      — Согласны, — ответили хором ребята.
      Солнце начинало довольно сильно припекать. Туман поднялся над рекой. Небо казалось синим, глубоким и особенно чистым... Высоко над полем свободно п плавно кружилась птица, редко, редко взмахивая крыльями. По полю двигался какой-то предмет. Вот он подкатился к месту, откуда начинался склон, и остановился. Это был планёр. Что? Вы не знаете, что такое планёр? Тогда посмотрите на снимок. Это самолет, — говорите вы. Только очень маленький и... ах (!?), а где же у него винт? Где мотор? Нет, не ищите. Вы не найдете ни того, ни другого.
      планёр — это самолет без мотора и винта. Вы спрашиваете, как он летает. Э... э... э, подождите, не забегайте вперед, мы все это с вами узнаем... немного терпения, а кроме юго сюда идут уже наши ребята.
     
      ЗНАКОМСТВО С ПЛАНЁРОМ
      Если бы планёр был живым существом, то ему стало бы очень неловко или он возгордился бы... с таким вниманием смотрели на него более сорока пар блестящих глаз. Плотное кольцо ребят хранило глубокое молчание. Взгляды переходили с планёра на Семена Михайловича, который в выжидательной позе, довольный таким вниманием, ждал, пока все разместятся.
      — Ребята, пользуясь вашим вниманием, я прежде всего расскажу о том, что люди пытались летать давно. Самым убедительным примером того, что полететь можно, являлся пример птиц, которые, несмотря на свой иногда довольно большой вес. летают на многие десятки, сотни и тысячи километров. Почему же не полететь и людям? Находились такие люди, которые говорили, что летать можно, другие же утверждали, что полететь нельзя, что человек «рожден ползать и летать не может», — но мечта о полете была заманчивой, и многие старались ее осуществить. Некоторые старались подражать птицам. Им казалось, что стоит приделать человеку легкие крылья, взмахнуть ими — и человек полетит. Но таким способом человек полететь не мог, не мог потому, что у него нехватало сил. Ведь любая птица относительно (пропорционально своему весу и объему) значительно сильнее человека. Так, по подсчету одного ученого, если бы воробей был величиной с человека, он был бы сильнее его примерно, в. 72 раза.
      В конце 19-го столетия немецкий исследователь Отто Лилиенталь, наблюдая полеты птиц, пришел к интересным выводам:
      — Почему — рассуждал Лилиенталь, — обязательно махать крыльями? Ведь, если мы посмотрим, как летают птицы, в особенности такие большие и тяжелые, как орлы, грифы и другие, то всякий заметит, что они часами летают, не взмахнув ни разу крыльями. Вот, ребята, взгляните-ка на ворону, которая летит над нами. Видите, она махала крыльями, а сейчас перестала взмахивать ими. Разве она падает, перестав взмахивать?
      — Нет.
      — Она даже может вверх лететь, — не выдержал Сергей.
      — Совершенно верно, дружок. Так давайте продолжим мысль Лилиенталя. — Если птицы могут планировать сверху вниз, то почему бы не попробовать и мне? Только придется сделать побольше крылья и забраться на какое-нибудь возвышение.
      Рассуждения Лилиенталя, как оказалось, были правильны. Он построил много планёров, на которых совершал полеты. Вот снимок с одного из его планёров (фиг. 1). А вот на другом рисунке (фиг. 2) показано, как Лилиенталь прыгает с вышки; пунктиром обозначен путь его полета в воздухе,
      Фиг. 1.
      — А как же он управлял планёром? — задал вопрос Сергей.
      — А вот как. Если Лилиенталю надо было наклонить планёр вниз, т. е. на нос, то он вытягивал ноги вперед, отчего центр тяжести всей системы, состоящей из него и планёра, перемещался вперед, и планёр наклонялся вниз. Если же надо было наклонить планёр в сторону, то он в эту сторопу отклонял свои ноги. Таким способом Лилиенталь управлял в воздухе планёром. На своих планёрах Лилиенталь сделал очень много полетов, постепенно увеличивая высоту холма, но однажды сильный порыв ветра перевернул в воздухе планёр, и Лилиенталь погиб. Но работа его не пропала. Его примеру последовали многие исследователи. Вскоре на планёр установили мотор, и появились первые самолеты. планёр же па некоторое время был забыт, но после войны 1914 — 1919 гг. в Германии за него взя-
      хись снова. Когда успеха планёризма стали известны всему миру, то и остальные страны последовали примеру Германии, в особенности наша Советская страна. В настоящее время советские планёристы держат две трети мировых рекордов в своих руках. Так например, советский планёрист продержался в воздухе 35 час. 17 мин.
      — Как же это так? Ведь, у планёра нет мотора. Ведь, вы сами говорите, что планёр планирует вниз.
      — Это верно. Секрет здесь заключается в другом. Но об этом поговорим попозже, сейчас же давайте посмотрим на полеты планёра. Отойдемте немного в сторону, к нам направляется группа учеников-планёристов, сейчас они начнут летать.
      Ребята, с затаенным дыханием слушавшие Семена Михайловича, загалдели снова. Веселым шумным роем отошли они в сторону и присели на землю. Семен Михайлович сел среди ребят.
      — Семен Михайлович, — встрепенулся вдруг молчавший до сих пор Иван Федорович, — скажите, зачем вон тот парень прицепил хвост планёра к какому-то колышку?
      — Это вы сейчас поймете сами. Смотрите на группу планёристов.
      От группы отделилось восемь человек. Они несли что-то похожее на длинную веревку. Это был шнур-амортизатор. Оба конца шнура положили перед планёром так, что они составили треугольник, в вершине которого у середины шнура был планёр. Один из учеников надел колечко, привязанное к средней части амортизатора, на крюк под лыжей планёра.
      Затем к кабине планёра, в которой сидел ученик, подошел инструктор и сказал ему:
      — Ваше задание: взлет по прямой, разворот па 45° налево.
      Посадка. У вас все готово?
      — Все готово.
      — На амортизаторе!
      — Есть ва амортизаторе!
      — Натягивай!
      Команда, стоявшая на амортизаторах, пошла полубегом вперед. Амортизатор натягивался. Команде становилось иттв все труднее и труднее. Наконец «амортизаторы»1 остановились.
      — Старт! — спокойно и протяжно скомандовал инструктор.
      Что-то щелкнуло, планёр дернулся вперед и, скользя на одной
      лыже, быстро оторвался от земли, ушел в воздух, спокойно полетел вдоль склона, а затем, повернув в сторону, пошел на посадку. Семен Михайлович обернулся: кто-то настойчиво дергал его 8а рукав. Это был Сергей.
      — Семен Михайлович! У меня есть вопрос.
      — Ну, какой же вопрос?
      — В книжках, какие есть у меня, описывается, как построить летающую модель самолета, как построить шар}.., а почему летает модель, как самому рассчитать модель, — не говорят.
      — Так, Сергей, а в каком ты классе?
      — В восьмом.
      — Хорошо, Сергей, я понял, что тебе нужно. Приходи к нам в аэроклуб и там найдешь нашу авиомодельную лабораторию. От моего имени попроси Петрова, инструктора по моделизму, объяснить тебе все, что ты считаешь интересным
      1 Так иногда в шутку называют стоящих ва амортизаторе.
     
      В АВИОМОДЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
      Больше часа беседует Сергей с Петровым Авиомодельная лаборатория полна всяких приборов, все интересно, все привле кает внимание, от всего трудно оторваться.
      — Сергей, чтобы уметь рассчитывать модели, необходимо разбираться в теории авиации. У нас в лаборатории целый ряд приборов, и я сумею при помощи их многое объяснить тебе иэ теории авиации.
      — Подойдем вот к этому прибору (фиг. 3). Он демонстрирует одно из свойств воздуха, которое можно выразить словами так: увеличением снороети движения жидкости или газа давление в них уменьшается. Посмотри на прибор. Стеклянная труба, выходящая из бачка, имеет на конце кран Б. В. середине, в месте В, труба сужается, в этом месте вверх идет трубка Д. В широких местах трубы есть еще два отростка Г и Е. Когда я открою кран ?, обрати внимание на скорость движения шарика в различных местах трубы, который сейчас удерживается ниточкой Внимание! Открываю.
      Сергей внимательно вглядывался в шарик. Как только вода пошла по трубе, шарик Ж, освобожденный от нитки, двинулся.
      Когда шарик проскочил трубу, Петров закрыл кран и обратился к Сергею.
      — Ну, рассказывай, что видел.
      — Я заметил, что шарик вначале шел медленно, потом в узком месте трубы вдруг заметно увеличил скорость движения, а потом снова пошел медленно.
      — Совершенно верно. Это происходит потому, что та масса воды, которая идет в широком месте трубы, не может пройти в узком месте с той же скоростью, что в Широком. В узкой части трубы она должна итти быстрее. А теперь сообрази, где должно быть давление больше: в месте В или в широкой части трубы?
      — В месте В оно должно быть меньше, так как скорость там больше.
      — Верно. Открой-ка кран В и посмотри на трубки Г, Д а Е. Что ты заметил?
      — Высота столба жидкости меньше в точке В, чем в Г и JB; это происходит...
      — Ну... ну...
      — ... потому, что давление в отрезке В меньше, чем в остальной трубе.
      — Совершенно верно. Это настолько очевидно, что ты сумел догадаться сам. То же самое будет, если по этой трубе вместо жидкости будет итти воздух.
      Второе свойство воздуха демонстрируется на другом приборе. Подойдем к нему. Вот как он устроен (фиг. 4): в две вертикальные трубки 1 и 3 вставлена дуга 2 из очень тонкостенной трубки. Дуга 2 ходит с малым трением в трубках 1 и 3. Через трубку 1 входит вода и, пройдя через дугу 2, выливается через трубку 3. Дуга 2 подвешена на нитке, идущей черев два блока а к чашке о грузиком Р. Вверху трубки 1 и дуги 2 сделана черточка б. Положим на чашку такой грув Р, чтобы он уравновесил дугу 2. Теперь пойдем к доске и поговорим около нее. Как ты думаешь, что может быть с трубкой 2, если пустить воду?
      — Ничего не будет. Что же с ней может быть?
      — Э,... нет. Сейчас я нарисую на доске. Пусть это дуга 2 (фиг. б). В этой дуге течет вода, течет быстро.
      — Я уже догадался: воду будет прижимать к стенке тт центробежная сила. Это то же самое, что происходит, когда едешь
      в трамвае или автомобиле и вдруг трамвай поворачивается. В таких случаях тебя отбрасывает в сторону, обратную повороту.
      — Совершенно правильно. Центробежная сила будет, действовать на дугу, как показано на рисунке (фиг. б) стрелками, и дуга 2 должна подняться, если...
      — Если скорость движения воды будет достаточна.
      — Верно, теперь пойдем к прибору и проверим это. Поворачивай медленно крапик 4 (фиг. 4).
      Сергей осторожно повернул краник. Вода пошла по трубкам. Когда скорость движения воды достигла достаточной величины, дуга 2 сдвинулась и медленно пошла вверх. Черточки б, раньше совпадавшие, теперь разошлись под действием центробежной силы.
      — Сергей, мы проделали этот опыт опять с жидкостью, но то же самое произойдет и с воздухом.
      — Но я все еще не понимаю, откуда берется подъемная сил; у крыльев.
      — Ага! Теперь твой вопрос кстати. Разберем его.
      KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ