Дослідницька робота "повітряний змій-забава для дітей". Повітряні змії Як називаються польоти на повітряному змії

Повітряні змії відносяться до найдавніших літальних апаратів. Перші документи про них зустрічаються ще за кілька століть до початку нового літочислення. У китайських рукописах розповідається, що повітряні змії запускалися під час народних свят. Китайці будували змії у формі птахів, риб, метеликів, жуків, людських фігур, які розмальовували найяскравіші кольори (рис. 1).

Найбільш поширеним типом китайського змія був дракон – фантастичний крилатий змій. Величезний дракон, що піднімається у повітря, був символом надприродних сил. У низці місцевостей Китаю донедавна зберігалися сліди звичаю масового запуску повітряних зміїв дев'ятого дня дев'ятого місяця - день змія.

Літаючий дракон конструктивно складний. Два-три десятки легких паперових конусів утворювали довге кругле тіло чудовиська, що мальовничо звивається в польоті. Змій-дракон мав велику голову з вишкіреною пащею. Крізь пащу вітер проникав у порожній тулуб і, надуючи його, підтримував у повітрі. Іноді замість конусів у конструкцію кістяка дракона входили круглі диски, що поступово зменшувалися, які були пов'язані між собою шнурами. Кожен диск перетинався тонкою бамбуковою планкою, на кінці якої зміцнювалися великі пір'я (рис. 2).

Для посилення ефекту було придумано спеціальну "зміїну музику", що нагадує завивання вітру в димарі. Пристосування, що видає ці звуки, виготовляли із сухих головок маку, в які вставляли очеретяні сопілки. До пащі дракона прикріплювали леєр, а до хвостової частини – дві довгі шовкові стрічки, що звивались у повітрі разом із змієм.

Цікаве видовище представляли ліхтарики, що виготовлялися з тонкого кольорового паперу (рис. 3), та феєрверки (рис. 4), що прикріплювалися до зміїв.

Широке поширення повітряні змії набули у Кореї. Спочатку їх застосування мало чисто релігійний характер, а потім запуск зміїв став захоплюючим видом занять і видовищ.

Японський змій Керо

На стародавніх японських малюнках також можна зустріти зображення повітряних зміїв, які за формою значно відрізнялися від китайських (рис. 5).

Японські змії: а - "метелик"; б - "Ятсухана"; в - "Гонбо"; г – з округу Нагасакі; д - "Бозо"; е - "Ато"

Типовий малайський повітряний змій (рис. 6) має форму криволінійного симетричного трикутника. Каркас його складається з трьох прутів, що перетинаються, обтяжка - з грубої тканини.

Винахід змія, незалежно від існував у країнах Сходу, європейські історики приписують давньогрецькому вченому Архіту Тарентському (IV ст. до н. е.).

Цікаві старовинні записи про перші практичні застосування повітряних зміїв. В одній із них говориться, що у IX ст. візантійці нібито піднімали на повітряному змії воїна, який з висоти кидав у ворожий стан запальні речовини. 906 р. київський князь Олег скористався повітряними зміями при взятті Царгорода. Літопис каже, що над ворогом у повітрі з'явилися "коні та люди паперові, озброєні та позлащені". На 1066 р. Вільгельм Завойовник використовував повітряні змії для військової сигналізації під час підкорення Англії.

Але, на жаль, про форму древніх європейських зміїв, про їх конструктивні та льотні властивості не збереглося жодних даних.

Змій "жалюзі" конструкції Ракка

Довгий час вчені Європи недооцінювали значення повітряного змія для науки. Тільки із середини XVIII ст. повітряний змій починає застосовуватися під час наукових праць. У 1749 р. А. Вільсон (Англія) змій був використаний для підйому термометра з метою визначення температури повітря на висоті. У 1752 р. учений-фізик У. Франклін користувався повітряним змієм на дослідження блискавок. Відкривши за допомогою змія електричну природу блискавки, Франклін винайшов блискавковідведення.

Повітряні змії застосовувалися вивчення атмосферного електрики великим російським ученим М. У. Ломоносовим і англійським фізиком І. Ньютоном.

Змій починає надавати науці цінних послуг. Тому не дивно, що в 1756 р. знаменитий математик Л. Ейлер написав наступні рядки: "Повітряний змій, ця іграшка дітей, яка зневажається вченими, може, однак, змусити глибоко над собою задуматися".

Літаючі коробки Харграва з'явилися не тільки більшим поштовхом для розвитку змійкової справи, але і, безсумнівно, допомогли при конструюванні перших літаків. Це положення підтверджується схожістю з двокоробчастим повітряним змієм біпланів Вуазена, Сантос-Дюмана, Фармана та апаратів інших перших авіаконструкторів.

Перше піднесення людини на коробчастих повітряних зміях було здійснено також Харгравом. Пасажир був піднятий на чотирьох зміях загальною площею 22 м2.

Безкаркасний "ченець"

У 1897 р. розпочато роботи з повітряними зміями й у Росії. Вони велися у Павлівській магніто-метеорологічній обсерваторії, де у 1902 р. було відкрито спеціальне змійкове відділення.

Широке застосування повітряний змій знайшов у метеорологічних обсерваторіях Німеччини, Франції та Японії. Наприклад, в обсерваторії Ліндерберга (Німеччина) домоглися підйому повітряного змія більш ніж на 7000 м. Перший радіозв'язок через Атлантичний океан був налагоджений за допомогою коробчатого повітряного змія. на острові Нью-Фаундлен великий повітряний змій, який літав на дроті, що служив приймальною антеною.

Коробчастим змієм Харграва зацікавилося англійське військове відомство. Лейтенант англійської армії Коді видозмінив змій Харграва. Він збільшив його площу шляхом додавання бічних крилець, розміщених на всіх кутах коробок, посилив міцність конструкції та ввів зовсім новий принцип збирання та розбирання змія. На таких зміях почали підніматися у повітря військові спостерігачі.

На початку XX ст. роботу над зміями Коді продовжив капітан французької армії Сакконей. Він створив ще більш досконалу конструкцію повітряного змія, яка є однією з найкращих і досі. Сакконей, користуючись багатими субсидіями військового відомства, мав нагоду широко поставити свої досліди. Він ґрунтовно розробив принцип буксирного підйому зміїв: одна група зміїв піднімала у повітря основний леєр (трос), інша – буксирувала тросом вантаж. Сакконей встановив перші рекорди висоти та вантажопідйомності повітряних зміїв.

Роботи Сакконея знайшли своїх продовжувачів у багатьох арміях Європи. У Росії полковником Уляніним був створений для армії спеціальний повітряний змій (рис. 8 та 9). Цінним і дотепним нововведенням у зміях його конструкції були шарнірні крила, що автоматично збільшували площу змія при послаблюванні вітру. Крім Ульяніна, зміями захоплювалися Кузнєцов, Прахів та ін, що створили вдалі конструкції. Під час російсько-японської війни 1904-1905 р.р. у російській армії були спеціальні змійкові підрозділи.

Паралельно з роботами Коді в Європі, переважно у Франції, проводили свої експерименти та інші конструктори. З них слід згадати Плоттера, який змінив місце кріплення вуздечки та створив змій з кільовими площинами, що збільшують вантажопідйомність.

Цікаву конструкцію оригінального однокоробчастого змія запропонував французький інженер Лекорню. Він створив змій, коробка якого нагадує бджолині стільники (рис. 10). Ідею побудови свого змія Лікарню обґрунтував, спостерігаючи політ птахів. Якщо дивитися на птаха, що летить, то можна помітити, що площини корпусу і крил утворюють деякий кут. Такий же настановний кут в 30 ° Лікарню зробив у горизонтальних площин змія.

Під час першої світової війни війська різних країн і особливо Німеччини застосовували для спостережних постів прив'язні повітряні кулі, висота підйому яких, залежно від умов бою, досягала 2000 м. Вони давали можливість спостерігати розташування противника в глиб фронту і через телефонний зв'язок спрямовувати вогонь артилерії. Коли ж вітер ставав надто сильним, замість повітряних куль застосовували коробчасті змії. Залежно від сили вітру складався поїзд із 5-10 великих коробчастих зміїв, які прикріплювали до троса на певній відстані один від одного на довгих дротах. До троса прив'язували кошик для спостерігача. За сильного, але досить рівномірного вітру спостерігач піднімався в кошику на висоту до 800 м.

Такий спосіб спостереження мав ту перевагу, що дозволяв підійти ближче до передових позицій противника. Повітряні змії не так легко розстрілювалися, як повітряні кулі, що були дуже великою метою. Крім того, вихід з ладу окремого змія відбивався на висоті підйому спостерігача, але не викликав його падіння. Потраплення ж у кулю однієї запалювальної ракети було достатньо його загибелі, оскільки він наповнювався легкозаймистим воднем.

Змій "моноблок" конструкції Роша-Донзеля

Повітряні змії під час першої світової війни використовували також для захисту важливих військових об'єктів від нападу літаків противника шляхом влаштування загороджень, що складалися з маленьких прив'язних повітряних куль і повітряних зміїв, що піднімалися до висоти 3000 м. З куль і зміїв спускалися дроти, які створювали для літака супротивника велику небезпеку. Німеччина застосувала такі загородження для захисту верфі підводних човнів та ангарів у Бельгії.

Для змійкових загорож ангарів у Брюсселя були виготовлені змії великих розмірів у вигляді прив'язних літаків. Змії копіювали обриси літаків різних конструкцій (монопланів, біпланів) з метою ввести в оману льотчиків супротивника.

Змійкова справа в Європі досягла найвищого розквіту до кінця війни, в 1918 р. Після цього інтерес до повітряних зміїв послабшав. Бурхливий розвиток авіації почав витісняти змій із військової справи.

Багато конструкторів, які раніше захоплювалися змійковою справою, перейшли до роботи над літаками. Але їх досвід будівництва зміїв не пройшов безвісти. Він безумовно зіграв свою роль в історії авіації на першій стадії розвитку літака.

Змій "зірка" конструкції Баб'юка

У Радянському Союзі захоплення повітряними зміями розпочалося майже одночасно з авіамоделізмом. Вже на перших всесоюзних змаганнях літаючих моделей у 1926 р. були представлені коробчасті змії, що досить добре літали, побудовані київськими авіамоделістами під керівництвом І. Баб'юка. Одинадцять полотняних зміїв із загальною робочою площею 42,5 м 2 були запущені на сталевому тросі товщиною 3 мм із спеціальної аеростатної лебідки. Конструкція цих зміїв – видозмінний класичний тип Сакконея.

Кількість поїздів із коробчатих зміїв, що подаються на всесоюзні авіамодельні змагання, зростала. У змаганнях 1935 р. брало участь 8 поїздів. Тоді вперше найповніше було показано різноманітне застосування повітряних зміїв. Леєром вгору і вниз бігали "повітряні листоноші", за допомогою яких стрибали ляльки-"парашутисти", скидалися "бомбочки" та листівки, демонструвалася димова завіса. Ляльки-"парашутисти" робили затяжні стрибки слідом за скинутим живим "десантом" - білими мишами в клітці. Скидання зі зміїв моделей планерів стало звичайним явищем. З висотного старту відлітало за кілька кілометрів чимало моделей планерів.

У піонерських таборах повітряні змії все частіше застосовували для сигналізації під час військових ігор. Нерідко взимку можна було бачити лижника, що легко ковзає по снігу, буксирується повітряним змієм.

Змійкова справа стала одним із розділів початкової авіаційної підготовки піонерів та школярів, а повітряні змії – повноправними літальними апаратами поряд з моделями літаків та планерів.

При серпухівському Будинку піонерів у 1931 р. було створено та успішно працювала дитяча змійкова станція. Керівників цієї станції щороку запрошували з їхньою змійковою командою на всесоюзні авіамодельні змагання.

Невдовзі досвід серпуховичів став широко відомим. Щорічно всесоюзні змагання стали проводитись самостійно. На змагання свої команди представляли змійкові станції Саратова, Києва, Тули, Сталінграда та інших міст.

Керівники дитячих змійкових станцій та юні "змійкачі" з великим захопленням конструювали змії та запускали їх, проводили роботу серед піонерів та школярів.

У 1937 р. у Звенигороді Центральною радою Осоавіахіма СРСР було організовано I Всесоюзні змагання повітряних коробчастих зміїв. Несприятливі метеорологічні умови (відсутність необхідного вітру) не дали змоги досягти рекордних польотів зміїв. Але все ж, хоч і на невеликій висоті, вдалося перевірити їх конструктивні особливості.

У 1938 р. у селищі Щербинка (нині місто Московської обл.) проводилися II Всесоюзні змагання коробчастих зміїв, на яких були показані конструкції, що представляли винятковий інтерес. Наприклад, серпухівська дитяча змійкова станція представила змій видозміненої конструкції "Грунд" з несучою площею 20 м 2 . Змій піднімав вантаж масою до 60 кг. Були показані змій-парашут, змій-планер та інші.

На III Всесоюзних змаганнях коробчастих зміїв, що відбувалися 1939 р. у Серпухові, було встановлено рекорди польоту зміїв на висоту. Поодинокий змій, сконструйований київським авіамоделістом (так стали називати і творців повітряних зміїв) Громовим, був піднятий на висоту 1550 м. Потяг, складений з коробчастих зміїв конструкції саратовського авіамоделіста Григоренка, був піднятий на висоту 1800 м. У роки Великої Віте .) А. Григоренка було нагороджено за бойове застосування коробчатих повітряних зміїв.

На IV Всесоюзних змаганнях було чітко визначено технічні вимоги до конструкції повітряних зміїв. Наприклад, кожен змій повинен був триматися в повітрі при швидкості вітру не більше 4-5 м/с у землі, площа кожного змія, що несе, повинна бути не менше 5 м 2 , загальна площа змійкового поїзда повинна бути такою, щоб при вітрі не більше 7 м/с можна було підняти вантаж масою щонайменше 80 кг. Кількість повітряних зміїв має бути не більше ніж 10 шт. Головний змій міг мати велику площу, конфігурація та забарвлення зміїв довільне.

На кожному змійковому поїзді можна встановити різні пристосування і механізми, наприклад "повітряні листоноші", здатні підняти вантаж масою до 2 кг, замки для складання змійкового поїзда (при діаметрі леєра не менше 3 мм), пристосування для аерофотозйомки та інші.

За умовами змагань кожна команда мала представити сценарій гри, в процесі якої передбачалося запустити змійковий поїзд. У сценарії можна було включити, наприклад, бомбардування, тобто скидання "бомб" на якусь, раніше намічену мету, викидання "повітряного десанту" (скидання ляльок), перегони на лижах, перевезення пораненого на санях, які тягне змій, звукову, світлову та інші види сигналізації зі змія, скидання донесень та листівок.

Змагання проводилися на висоту польоту одиночного змія, на висоту запуску змійкового поїзда, на максимальну вантажопідйомність змійкового поїзда, на швидкість складання та запуску одиночного змія.

Задля більшого успіху на змаганнях у багатьох колективах гуртків робили різні допоміжні кошти. Наприклад, у серпухівському Будинку піонерів школярі-авіамоделісти виготовили динамометр для випробування міцності леєра. Динамометр, встановлений на змії, при критичній напрузі включав червону лампочку. У цьому колективі був виготовлений анемометр зі старого будильника, і з допомогою цього приладу записувалася зміна сили вітру.

Школярі встановлювали на змії барограф, пристрій для скидання в задану точку одиночної ляльки-парашутиста або грунтового десанту.

Юні авіамоделісти Коломенської станції юних техніків (Московська обл.) збудували коробчасті змії з підкрилками, що забезпечувало змію більшу стійкість при вугіллі стояння близько 50°. Авіамоделісти Воронезької станції молодих техніків будували профільовані коробчасті змії.

Саратівські авіамоделісти привезли на змагання змійковий потяг із п'яти коробчастих зміїв. Кожен змій масою до 9 кг. Головний змій мав загальну площу 17 м2. На змійковому поїзді було встановлено фотоапарат, який робив 12 фотографій. Потяг здатний буксирувати одного лижника.

Команда київських авіамоделістів привезла на змагання змійковий потяг із шести зміїв. З нього можна було скидати велику ляльку-парашутиста (до 70 см, при цьому купол парашута становив у діаметрі 4 м).

Юні авіамоделісти напружено працювали, готувалися до нових стартів. У Ленінграді на міські змагання з повітряних зміїв навесні 1941 р. вийшли понад 150 учасників.

Після Великої Великої Вітчизняної війни змагання не проводилися.

Сьогодні будівництво зміїв не може мати ні оборонного, ні наукового значення. Однак, як найпростіше, вельми доступне та захоплююче заняття, створення та запуск повітряних зміїв не втратили і не втратить свого значення.

За кордоном, насамперед у соціалістичних країнах, повітряні змії надзвичайно популярні серед дітей та молоді. Особливо ними захоплюються на Кубі. Часто можна бачити, як кубинські діти, навіть перебуваючи на пляжі, не розлучаються зі своїм улюбленим заняттям – у повітрі над морем ширяють змії найрізноманітнішої конструкції, найяскравіших кольорів.

Історія повітряних зміїв

Повітряні змії відносяться до найдавніших літальних апаратів. Перші документи про них зустрічаються ще за кілька століть до початку нового літочислення. У китайських рукописах розповідається, що повітряні змії у формі птахів, риб, метеликів, жуків, людських фігур, які розмальовували найяскравіші кольори.

Найбільш поширеним типом китайського змія був дракон- фантастичний крилатий змій. Величезний дракон, що піднімається у повітря, був символом надприродних сил. У ряді місцевостей Китаю донедавна збереглися сліди звичаю масового запуску повітряних зміїв у дев'ятий день дев'ятого місяця. день змія.

Для посилення ефекту було придумано спеціальну «зміїну музику», що нагадує завивання вітру в димарі. Пристосування, що видає ці звуки, виготовляли із сухих головок маку, в які вставляли очеретяні сопілки. До пащі дракона прикріплювали леєр, а до хвостової частини – дві довгі шовкові стрічки, що звивались у повітрі разом із змієм.

Цікаве видовище представляли ліхтарики, що виготовлялися з тонкого кольорового паперу, та феєрверки, що прикріплювалися до зміїв.

На стародавніх японських малюнках також можна зустріти зображення повітряних зміїв, які за формою значно відрізнялися від китайських.

Типовий малайський повітряний змій має форму криволінійного симетричного трикутника. Каркас його складається з трьох прутів, що перетинаються, обтяжка - з грубої тканини.

Цікаві старовинні записи про перші практичні застосування повітряних зміїв в одній з них говориться, що в IX ст. візантійці нібито піднімали на повітряному змії воїна, який з висоти кидав у ворожий стан запальні речовини. 906 р. київський князь Олег скористався повітряними зміями при взятті Царгорода. Літопис каже, що над ворогом у повітрі з'явилися «коні та люди паперові, озброєні та позлащені». На 1066 р. Вільгельм Завойовник використовував повітряні змії для військової сигналізації під час підкорення Англії.

Довгий час вчені Європи недооцінювали значення повітряного змія для науки. Тільки із середини XVIII ст. повітряний змій починає застосовуватися під час робіт. У 1749 р. А. Вільсон (Англія) змій дав використаний для підйому термометра з метою визначення температури повітря на висоті. У 1752 р. учений-фізик У. Франклін користувався повітряним змієм на дослідження блискавки. Відкривши за допомогою змія електричну природу блискавки, Франклін винайшов блискавковідведення.

Запускаючи повітря повітряні змії, М.В.Ломоносов вивчав верхні шари атмосфери і природу блискавки. 26 червня 1753 року Ломоносов "за допомогою змія витягнув блискавку з хмар". Він запустив повітряний змій у грозу і по його мотузці, що використовується як провідник, витягнув розряд статичної електрики. Ці досліди ледь не коштували йому життя- Ломоносов випадково вийшов з кімнати незадовго до сильного електричного розряду, а академік Ріхман, який був там, загинув.

Змій починає надавати науці цінних послуг. Тому не дивно, що у 1756 р. знаменитий математик Л. Ейлер написав такі рядки: «Повітряний змій, ця іграшка для дітей, яка зневажається вченими, може, проте, змусити глибоко над собою замислитися».

З 1848 багато робіт з підйому повітряних зміїв провів командир Охтенської піротехнічної школи К.І.Константінов. Він розробив систему порятунку суден, що зазнають аварії поблизу берега: на судно за допомогою повітряних зміїв подавався спочатку тонкий шнур, а потім уже міцний канат.

Значне вдосконалення змія зробив австралійський учений Л. Харграв у 90-х роках. ХІХ століття. Скориставшись роботами першого планериста, німецького інженера О. Ліліенталя, Харграв вперше застосував як повітряний змій дві наскрізні коробки, з'єднані один з одним. Лілієнталь, конструюючи свої планери, зауважив, що такі апарати мають хорошу стійкість у повітрі. Харграв терпляче шукав вигідні пропорції своїх коробок. Зрештою з'явився перший коробчастий повітряний змій, який уже не вимагає хвоста для стійкості в польоті.

Літаючі коробки Харграва з'явилися як великим поштовхом у розвиток змійкового справи, а й, безсумнівно, допомогли під час конструювання перших літаків. Це положення підтверджується схожістю з двокоробчастим повітряним змієм біпланів Вуазена, Сантос-Дюмона, Фармана та апаратів інших перших авіаконструкторів.

До 90-х років XIX століття відносяться роботи російських учених-голови Російського технічного товариства М.М. Поморцева та академіка М.А. Рикачова щодо застосування повітряних зміїв у галузі метеорології. Поморцев створив для цього ряд оригінальних зміїв, а Рикачов сконструював спеціальні прилади. Починаючи з 1894 року повітряні змії систематично використовувалися вивчення верхніх шарів атмосфери.

На порозі XX століття повітряні змії допомогли винахіднику радіо А.С.Попову у вдосконаленні бездротового телеграфного зв'язку - на зміях піднімалася в повітря антена.

Перший радіозв'язок через Атлантичний океан був налагоджений за допомогою коробчатого повітряного змія. Італійський інженер Г. Марконі запустив у 1901 р. на острові Нью-Фаундлен великий повітряний змій, який літав на дроті, що служив приймальною антеною.

Питаннями польоту зміїв займалися як вчені, ними цікавилися і військові відомства. Так, у 1899 році на маневрах Київського військового округу група солдатів підняла у повітря за допомогою лебідки потяг із кількох коробчатих повітряних зміїв із кабіною для спостерігача. Змії коробчастої конструкції були збудовані за проектом капітана С.А.Ульяніна.

Роботи Сакконея знайшли своїх продовжувачів у багатьох арміях Європи. У Росії полковником Уляніним був створений для армії спеціальний повітряний змій. Цінним і дотепним нововведенням у зміях його конструкції були шарнірні крила, що автоматично збільшували площу змія при послаблюванні вітру. Крім Ульяніна, зміями захоплювалися Кузнєцов, Прахів та ін, що створили вдалі конструкції. Під час російсько-японської війни 1904-1905 р.р. у російській армії були спеціальні змійкові підрозділи.

Паралельно з роботами Коді в Європі, переважно у Франції, проводили свої експерименти та інші конструктори. З них слід згадати Поттера, який змінив місце кріплення вуздечки та створив змій з кільовими площинами, що збільшують вантажопідйомність.

Цікаву конструкцію оригінального однокоробчастого змія запропонував французький інженер Лекорню. Він створив змій, коробка якого нагадує бджолині стільники. Ідею побудови свого змія Лікарню обґрунтував, спостерігаючи політ птахів. Якщо дивитися на птаха, що летить, то можна помітити що площини корпусу і крил утворюють деякий кут. Такий же настановний кут 30 градусів Лікорню зробив біля горизонтальних площин змія.

Навесні 1915 р. у Німеччині стався цікавий випадок, коли прив'язний літак ввів в оману не льотчиків супротивника, а власну зенітну батарею. Одного ранку в повітря було піднято прив'язний літак-біплан. Незабаром після підйому він зник у хмарах. Коли до полудня хмари розвіялися, в їхньому розриві раптово з'явився цей літак. У німецьких спостерігачів склалося враження, що хмари нерухомі, а біплан летить із досить великою швидкістю. Незабаром він зник у хмарі, щоб знову з'явитися в наступному розриві. Пости повітряного спостереження та зв'язку повідомили: «Ворожній літак». Зенітні батареї відкрили загороджувальний вогонь. Навколо аеродрому гриміли гармати, намагаючись знищити повітряного ворога. Літак то зникав у хмарах, то знову показувався, і загороджувальний вогонь продовжувався доти, доки німці нарешті не зрозуміли, що обстріляли власний літак. Останній не був збитий лише тому, що при стрільбі робилася поправка на уявну швидкість руху літака та снаряди незмінно виявлялися попереду нерухомої мішені.

Кількість поїздів із коробчатих зміїв, що подаються на всесоюзні авіамодельні змагання, зростала. У змаганнях 1935 р. брало участь 8 поїздів. Тоді вперше найповніше було показано різноманітне застосування повітряних зміїв. Леєром вгору і вниз бігали «повітряні листоноші», за допомогою яких стрибали ляльки-«парашутисти», скидалися «бомбочки» та листівки, демонструвалася димова завіса. Ляльки-«парашутисти» робили затяжні стрибки слідом за скинутим живим «десантом» - білими мишами у клітці. Скидання зі зміїв моделей планерів стало звичайним явищем. З висотного старту відлітало за кілька кілометрів чимало моделей планерів.

У піонерських таборах повітряні змії дедалі частіше застосовували для сигналізації під час військових ігор. Нерідко взимку можна було бачити лижника, що легко ковзає по снігу, буксирується повітряним змієм.

Керівники дитячих змійкових станцій та юні «змійкачі» з великим захопленням конструювали змії та запускали їх, проводили роботу серед піонерів та школярів.

У 1937 р. в Звенигороді Центральною радою Осоавіахіма СРСР були організовані I Всесоюзні змагання повітряних коробчастих зміїв. Несприятливі метеорологічні умови (відсутність необхідного вітру) не дали змоги досягти рекордних польотів зміїв. Але все ж, хоч і на невеликій висоті, вдалося перевірити їх конструктивні особливості.

У 1938 р. у селищі Щербинка (нині місто Московської обл.) проводилися II Всесоюзні змагання коробчастих зміїв, на яких були показані конструкції, що представляли винятковий інтерес. Наприклад, серпухівська дитяча змійкова станція представила змій видозміненої конструкції «Грунд» з площею 20 м 2 , що несе. Змій піднімав вантаж масою до 60 кг. Були показані змій-парашут, змій-планер та інші.

На кожному змійковому поїзді можна було встановити різні пристрої та механізми, наприклад «повітряні листоноші», здатні підняти вантаж масою до 2 кг, замки для складання змійкового поїзда (при діаметрі леєра не менше 3 мм) пристосування для аерофотозйомки та інші.

За умовами змагань кожна команда мала представити сценарій гри, в процесі якої передбачалося запустити змійковий поїзд. У сценарій можна було включити, наприклад, бомбардування, тобто скидання «бомб» на якусь, раніше намічену мету, викидання «повітряного десанту» (скидання ляльок), перегони на лижах, перевезення пораненого на санях, які тягне змій, звукову, світлову та інші види сигналізації зі змія, скидання донесень та листівок.

Школярі встановлювали на змії барограф, пристрій для скидання в задану точку одиночної ляльки-парашутиста або групового десанту.

Юні авіамоделісти Коломенської станції юних техніків (Московська обл.) збудували коробчасті змії з підкрилками, що забезпечувало змію велику стійкість при куті стояння близько 50 градусів. Авіамоделісти Воронезької станції молодих техніків будували профільовані коробчасті змії.

Саратівські авіамоделісти привезли на змагання змійковий потяг із п'яти коробчастих зміїв, кожен змій масою до 9 кг. Головний змій мав загальну площу 17 м2. На змійковому поїзді було встановлено фотоапарат, який робив 12 фотографій. Потяг здатний буксирувати одного лижника.

Після Другої світової війни інтерес до повітряних зміїв перетворюється на нове русло - розвиток та використання його пілотажних властивостей.

У 1949 р. Френсіс Рогалло винаходить гнучке крило.

А в 1964 р. Доміною Джалберт починає використовувати крило парафойлового типу, що сприяло розвитку таких сучасних літальних апаратів, як параплан та спортивний парашут.

З появою в 1972 році двох-стропового ігрового фігурно-пілотажного повітряного змія Пітера Пауелла різко зріс інтерес до спортивного пілотування.

У 70-х роках кілька англійців використовували круглі змії-парашути для створення необхідної сили тяги на водних лижах. 1977 року голландець Гісбертус Панхюс отримав патент. Спортсмен стояв на дошці, яка рухалася змієм-парашутом.

Швейцарець Рен Кугн плавав у середині 80-х років на конструкції, схожій на кільватерну дошку, і для створення тяги використовував параглайдер. Ймовірно, він був першим спортсменом, який зумів зробити високий стрибок за легкого вітру.

У 80-х роках, основоположник кайтбаггі спорту - Пітер Лін з Нової Зеландії, створив баггі конструкцію з нержавіючої сталі. Кайт баггі - спеціальний триколісний візок для катання за повітряним змієм (кайтом).

І, нарешті, 1984 року французи Домінік і Бруно Леганю, які займалися віндсерфінгом та серфінгом, отримали патент на «морське крило», яке легко перезапускалося з поверхні води. Брати Леганю повністю присвятили себе розвитку кайтсерфінгу, починаючи з ранніх 1980-х. Особливістю конструкції їхнього кайту став передній надувний балон, який дозволяв досить легко піднімати кайт у разі падіння його на воду.

Кунгуров Іван

Ціль роботи– вивчення теми «Повітряний змій» для розширення свого кругозору та застосування отриманих знань у виготовленні та запуску повітряного змія.

Завдання:

1. Знайти та вивчити інформацію з даної теми.

2. Дізнатися, де і коли вперше з'явилися повітряні змії.

3. Дізнатися про види, конструкцію повітряних зміїв.

4. Дізнатися, чому повітряні змії здатні підніматися та парити у повітрі.

5. Провести власні дослідження.

6. Дізнатись про застосування повітряного змія

7. Дізнатись про спосіб виготовлення повітряного змія.

8. Виконати практичну роботу з виготовлення повітряного змія.

9. Здійснити запуск повітряного змія.

10. Провести аналіз одержаних результатів.

11. Зробити висновки.

Висновки

1. Повітряні змії відносяться до найдавніших літальних апаратів.

2. Раніше повітряні змії використовувалися у проведенні наукових досліджень про атмосферу, метеорологічні спостереження, під час військових дій.

3. Повітряні змії бувають одноплощинні, багатоплощинні, складові, що складаються з групи повітряних зміїв. Це як змійковий поїзд.

4. Повітряний змій забава для дорослих та дітей. Запуск повітряного змія сприяє рухової активності дітей.

5. Змій піднімається і ширяє в повітрі, тому що на нього діє підйомна сила. Поява підйомної сили пов'язана з різною швидкістю руху повітря, що створює різний тиск з нижньої та верхньої сторін предмета, що летить. У повітрі змій знаходиться в похилому положенні, тому що його утримує мотузка. При такому положенні тиск повітря в передній частині змія нижчий, тому він не тільки піднімається, а й летить уперед, набираючи швидкість.

6. Повітряного змія можна зробити самому в домашніх умовах і використовувати як подарунок.

Завантажити:

Попередній перегляд:

КУНГУРІВ Іван Денисович

Краснодарський край, місто-курорт Геленджик, МБОУ ЗОШ №20 імені М.І. Ходенко,

5-Б клас

ПОВІТРЯНИЙ ЗМІЙ- ЗАБВА ДЛЯ ДІТЕЙ

Науковий керівник: Хмелева Тетяна Юріївна, вчитель початкових класів,

МБОУ ЗОШ №20 імені М.І. Ходенко

Наукова стаття

Вступ

Моє улюблене місто – Геленджик. Його називають «Геленджик – місто – свято». Називають так, не дарма. Адже в Геленджику щороку проводяться карнавал, фестивалі, шоу-програми та інші святкові заходи. На одному із таких свят я побачив шоу повітряних зміїв. Це було дуже красиво та чарівно. Я захотів дізнатися про повітряні змії і самому зробити його.

Мотив дослідження:бажання дізнатися про повітряні змії, зробити і запустити повітряного змія самому.

Мета моєї роботи – вивчення теми «Повітряний змій» для розширення свого кругозору та застосування отриманих знань у виготовленні та запуску повітряного змія.

Перед собою я поставив наступнізавдання :

Знайти та вивчити інформацію з цієї теми.
Дізнатися, де і коли вперше з'явилися повітряні змії.
Дізнатись про види повітряних зміїв.
Дізнатися про конструкцію змія.
Дізнатися, чому повітряні змії здатні підніматися та ширяти в повітрі.
Провести власні дослідження.
Дізнатись про застосування повітряного змія
Дізнатись про спосіб виготовлення повітряного змія.
Виконати практичну роботу із виготовлення повітряного змія.
Здійснити запуск повітряного змія.
Провести аналіз одержаних результатів.
Зробити висновки.

Гіпотеза: вивчення теми «Повітряний змій» розширить мій кругозір та допоможе у виготовленні та запуску повітряного змія.

Мною використовувалися такіметоди дослідження:

пошуковий, анкетування, інтерв'ювання, спостереження, аналіз, досліди, експеримент.

Об'єкт дослідження:навколишній світ

Предмет дослідження:повітряний змій

Основна частина

З метою з'ясування актуальності цієї теми я провів анкетування однокласників (Додаток №1). В результаті аналізу анкет я зробив наступні висновки: з 25 опитаних однокласників 22 особи вважають за краще у вільний час читати, грати в комп'ютерні ігри, 3 особи займаються спортом, люблять грати в рухливі ігри. Усі діти хотіли б запустити повітряного змія. У подарунок хотіли б одержати повітряного змія 20 людей. Ця кількість дітей хотіли б дізнатися інформацію про повітряні змії, як їх зробити і запустити його. Таким чином, у моїх однокласників є інтерес до такої гри, як запуск повітряного змія. І якщо діти ще навчаться самостійно його виготовляти і запускатимуть його, то це збільшить їхню рухову активність. Адже сучасні школярі так мало рухаються. Таким чином, тема «Повітряний змій» є актуальною для учнів мого класу.

З інтернет-джерел я дізнався, що повітряні змії відносяться до найдавніших літальних апаратів. Перші документи про них зустрічаються ще за кілька століть до початку нового літочислення. У китайських рукописах розповідається, що повітряні змії у формі птахів, риб, метеликів, жуків, людських фігур розмальовували найяскравіші кольори. Найбільш поширеним типом китайського змія був дракон – фантастичний крилатий змій. Величезний дракон, що піднімається у повітря, був символом надприродних сил. У низці місцевостей Китаю донедавна збереглися сліди звичаю масового запуску повітряних зміїв у дев'ятий день дев'ятого місяця - день змія.Літаючий дракон конструктивно складний. Два-три десятки легких паперових конусів утворювали довге кругле тіло чудовиська, що мальовничо звивається в польоті. Змій-дракон мав велику голову з вишкіреною пащею. Крізь пащу вітер проникав у порожній тулуб і, надуючи його, підтримував у повітрі. Іноді замість конусів у конструкцію кістяка дракона входили круглі диски, що поступово зменшувалися, які були пов'язані між собою шнурами. Кожен диск перетинався тонкою бамбуковою планкою, на кінці якої зміцнювалися великі пір'я. Для посилення ефекту було придумано спеціальну «зміїну музику», що нагадує завивання вітру в димарі. Пристосування, що видає ці звуки, виготовляли із сухих головок маку, в які вставляли очеретяні сопілки. До пащі дракона прикріплювали леєр, а до хвостової частини – дві довгі шовкові стрічки, що звивались у повітрі разом із змієм. На стародавніх японських малюнках також можна зустріти зображення повітряних зміїв, які за формою значно відрізнялися від китайських. Типовий малайський повітряний змій має форму криволінійного симетричного трикутника. Каркас його складається з трьох прутів, що перетинаються, обтяжка - з грубої тканини. Європейські історики винахід змія приписують давньогрецькому вченому Архіту Тарентському (IV ст. До н. Е..).

Я дізнався, що повітряні змії бувають різні.Одноплощинні – це найпростіші конструкції. Мають невисоку підйомну силу і малу вітрову стійкість. Багатоплощинні або коробчасті, які складаються з окремих осередків у формі тетраедрів або паралелепіпедів. Важливою їхньою особливістю є висока стійкість. Складові чи групові, що складаються з групи повітряних зміїв. Це як змійковий поїзд (Додаток №2).

Я визначив основні конструктивні елементи повітряного змія: жорсткий каркас, поверхня з матерії або паперу, що покриває каркас, що намотується на лебідку або котушку леєр (прядив'яна мотузка, сталевий трос, міцна нитка); вуздечка для кріплення до повітряного змія леєра та органи стійкості (хвіст).

Цікаві факти про перші практичні застосування повітряних зміїв. У літописах говориться, що у ІХ ст. візантійці нібито піднімали на повітряному змії воїна, який з висоти кидав у ворожий стан запальні речовини. 906 р. київський князь Олег скористався повітряними зміями при взятті Царгорода. Літопис каже, що над ворогом у повітрі з'явилися «коні та люди паперові, озброєні та позлащені». На 1066 р. Вільгельм Завойовник використовував повітряні змії для військової сигналізації під час підкорення Англії. Але, на жаль, про форму древніх європейських зміїв, про їх конструктивні та льотні властивості не збереглося жодних даних.

Довгий час вчені Європи недооцінювали значення повітряного змія для науки. Тільки із середини XVIII ст. повітряний змій починає застосовуватись у роботах.

У 1749 р. А. Вільсон (Англія) змій був використаний для підйому термометра з метою визначення температури повітря на висоті. У 1752 р. вчений-фізик В. Франклін використав повітряний змій для дослідження блискавки. Відкривши за допомогою змія електричну природу блискавки, Франклін винайшов блискавковідведення. Повітряні змії застосовувалися вивчення атмосферного електрики великим російським ученим М. У. Ломоносовим і англійським фізиком І. Ньютоном. Змій починає надавати науці цінних послуг. Тому не дивно, що у 1756 р. знаменитий математик Л. Ейлер написав такі рядки: «Повітряний змій, ця іграшка для дітей, яка зневажається вченими, може, проте, змусити глибоко над собою замислитися».

Значне вдосконалення змія зробив австралійський вчений Л. Харграв у 90-х роках. минулого сторіччя. Скориставшись роботами першого планериста, німецького інженера О. Ліліенталя, Харграв вперше застосував як повітряний змій дві наскрізні коробки, з'єднані один з одним. Лілієнталь, конструюючи свої планери, зауважив, що такі апарати мають хорошу стійкість у повітрі. Харграв терпляче шукав вигідні пропорції своїх коробок. Зрештою, з'явився перший коробчастий повітряний змій, який уже не вимагає хвоста для стійкості в польоті. Літаючі коробки Харграва з'явилися як великим поштовхом у розвиток змійкового справи, а й, безсумнівно, допомогли під час конструювання перших літаків. Це положення підтверджується схожістю з двокоробчастим повітряним змієм біпланів Вуазена, Сантос-Дюмона, Фармана та апаратів інших перших авіаконструкторів. Перше піднесення людини на коробчастих повітряних зміях було здійснено також Харгравом. Пасажир було піднято на чотирьох зміях загальною площею 22 м. 2 .

Починаючи з 1894 р. повітряний змій систематично застосовується для вивчення верхніх шарів атмосфери. У 1895 р. при Вашингтонському бюро погоди було організовано першу змійкову станцію. У 1896 р. в Бостонській обсерваторії було досягнуто висота підйому коробчатого змія, що дорівнює 2000 м, а 1900 р. там же змій було піднято на висоту 4600 м. У 1897 р. розпочато роботи з повітряними зміями й у Росії. Вони велися у Павлівській магніто-метеорологічній обсерваторії, де у 1902 р. було відкрито спеціальне змійкове відділення. Широке застосування повітряний змій знайшов у метеорологічних обсерваторіях Німеччини, Франції та Японії. 3мей піднімався на велику висоту. Наприклад, в обсерваторії Ліндерберга (Німеччина) досягли підйому повітряного змія більш ніж на 7000 м. Перший радіозв'язок через Атлантичний океан був налагоджений за допомогою коробчатого повітряного змія. Італійський інженер Г. Марконі запустив у 1901 р. на острові Нью-Фаундлен великий повітряний змій, який літав на дроті, що служив приймальною антеною. Коробчастим змієм Харграва зацікавилося англійське військове відомство. Лейтенант англійської армії Коді видозмінив змій Харграва. Він збільшив його площу шляхом додавання бічних крилець, розміщених на всіх кутах коробок, посилив міцність конструкції та ввів зовсім новий принцип збирання та розбирання змія. На таких зміях почали підніматися у повітря військові спостерігачі. На початку XX ст. роботу над зміями Коді продовжив капітан французької армії Сакконей. Він створив ще більш досконалу конструкцію повітряного змія, яка є однією з найкращих і досі. Сакконей, користуючись багатими субсидіями військового відомства, мав нагоду широко поставити свої досліди. Він ґрунтовно розробив принцип буксирного підйому зміїв: одна група зміїв піднімала у повітря основний леєр (трос), інша – буксирувала тросом вантаж. Сакконей встановив перші рекорди висоти та вантажопідйомності повітряних зміїв. Роботи Сакконея знайшли своїх продовжувачів у багатьох арміях Європи. У Росії полковником Уляніним був створений для армії спеціальний повітряний змій. Цінним і дотепним нововведенням у зміях його конструкції були шарнірні крила, що автоматично збільшували площу змія при послаблюванні вітру. Крім Ульяніна, зміями захоплювалися Кузнєцов, Прахів та ін, що створили вдалі конструкції. Під час російсько-японської війни 1904-1905 р.р. у російській армії були спеціальні змійкові підрозділи. Паралельно з роботами Коді в Європі, переважно у Франції, проводили свої експерименти та інші конструктори. З них слід згадати Поттера, який змінив місце кріплення вуздечки та створив змій з кільовими площинами, що збільшують вантажопідйомність. Цікаву конструкцію оригінального однокоробчастого змія запропонував французький інженер Лекорню. Він створив змій, коробка якого нагадує бджолині стільники. Ідею побудови свого змія Лікарню обґрунтував, спостерігаючи політ птахів. Якщо дивитися на птаха, що летить, то можна помітити що площини корпусу і крил утворюють деякий кут. Такий же настановний кут 30 градусів Лікорню зробив біля горизонтальних площин змія. Під час першої світової війни війська різних країн і особливо Німеччини застосовували для спостережних постів прив'язні повітряні кулі, висота підйому яких, залежно від умов бою, досягала 2000 м. Вони давали можливість спостерігати розташування противника в глиб фронту і через телефонний зв'язок спрямовувати вогонь артилерії. Коли ж вітер ставав надто сильним, замість повітряних куль застосовували коробчасті змії. Залежно від сили вітру складався поїзд із 5-10 великих коробчастих зміїв, які прикріплювали до троса на певній відстані один від одного на довгих дротах. До троса прив'язували кошик для спостерігача. При сильному, але досить рівномірному вітрі спостерігач піднімався в кошику на висоту до 800 м. Такий спосіб спостереження мав ту перевагу, що дозволяв підійти ближче до передових позицій противника. Повітряні змії не так легко розстрілювалися, як повітряні кулі, що були дуже великою метою. Крім того, вихід з ладу окремого змія відбивався на висоті підйому спостерігача, але не викликав його падіння. Потраплення ж у кулю однієї запалювальної ракети було достатньо його загибелі, оскільки він наповнювався легкозаймистим воднем. Повітряні змії під час першої світової війни використовували також для захисту важливих військових об'єктів від нападу літаків противника шляхом влаштування загороджень, що складалися з маленьких прив'язних повітряних куль і повітряних зміїв, що піднімалися до висоти 3000 м. З куль і зміїв спускалися дроти, які створювали для літака супротивника велику небезпеку. Німеччина застосувала такі загородження для захисту верфі підводних човнів і ангарів у Бельгії. Змії копіювали обриси літаків різних конструкцій (монопланів, біпланів) з метою ввести в оману льотчиків супротивника.

В даний час повітряні змії застосовуються виключно в розважальних та спортивних цілях. В останні роки розвиток отримали так звані пілотажні змії - повітряні змії спеціальної форми, що керуються за допомогою двох леєрів

(Кайти). Пілотажний змій, на відміну від будь-якого іншого, здатний до вільного планування в повітрі, що забезпечує його особливі властивості. Вони призначені для виконання комплексу пілотажних фігур різної складності. Також розвиваєтьсякайтінг

Але чому ж змій злітає і ширяє в повітрі? За відповіддю я звернувся до вчителя фізики Грибцової Олени Вікторівни. (Додаток №3)

Вона мені пояснила, що на повітряного змія діють чотири сили.

Перша – сила опору. Це означає, що повітря чинить опір будь-якому тілу, що рухається в ньому. Я вирішив переконатись у цьому, провівши досліди.

(Додаток №3)

Досвід №1. Визначення сили опору повітря.

Я взяв аркуш картону, розташував його в горизонтальному положенні і поводив їм з боку на бік. Визначив, що лист легко переміщається крізь повітря, зустрічаючи лише невеликий опір. Потім картон розташував у вертикальному положенні і відразу відчув різницю. З'явилася явна протидія руху аркуша, коли повітря діє наче гальмо.

Висновок: Повітря створює опір руху об'єкта, гальмуючи його. Він ніби «прилипає» до поверхні предмета, намагаючись уповільнити і навіть зупинити його рух, тобто подолати сили, які рухають предметом.

Олена Вікторівна повідомила, що існує підйомна сила повітря, сила, спрямована нагору. Щоб виявити її я провів досвід.

Досвід №2. Визначення підйомної сили повітря.

Я поклав на стіл аркуш паперу, обвів дрібним, щоб зафіксувати початкове розташування аркуша. Потім повіяв поверх столу. Я побачив, що папір піднімається і рухається вперед.

Висновок: підйомна сила повітря рухає листом, що летить повітрям, уривком паперу, що піднімається повітряним змієм.

Я дізнався, щоб повітрянийзмій злетів, він повинен бути під кутом по відношенню до потоку повітря. Цей кут називається кутом атаки чи кутом підйомної сили. Якщо змій займає положення, близьке до вертикального, то збільшується опір повітря і збільшується підйомна сила. Навпаки, коли змій розташовується майже горизонтально, то підйомна сила зменшується, і змій не піднімається.

На повітряного змія в повітрі діє сила тяжіння, спрямована вниз. Це прагнення обумовлено силою земного тяжіння. Усі предмети падають на землю, якщо їх ніщо не тримає. Сама Земля приваблює їх. І якби не було цього тяжіння, то все на Землі полетіло б у космос через силу, що виникає від обертання Землі. Сила тяжіння діє усім і всіх.

Досвід №3. Порівняння швидкості падіння в залежності від сили тяжіння.

Я взяв аркуш паперу і кинув його вниз. Потім узяв аркуш картону і так само кинув. Зафіксував, що листок картону впав швидше.

Висновок: швидкість падіння залежить від сили тяжіння, яка пов'язана із вагою предмета. Тому треба намагатися зробити змія легким, наскільки це можливо. Змій, зроблений всупереч цим правилам, буде перевантажений, подібно до перевантаженого літака. І тим не менш, якою б легкою не був змій, завжди є сила, яка прагне перемістити його вниз.

Виявляється, важливо визначитицентр тяжіння повітряного змія. Це точка застосування сили тяжіння. Або точка, навколо якої збалансована вага тіла. Центр тяжкості можна знайти так: взяти стрижень та покласти його на опору. Зрівнявши його, ми знайдемо центр тяжіння, тобто точку, в якій прикладено силу тяжіння. Але що стосується повітряного змія, що ширяє в повітрі, то все не так просто. Центр тяжкості - це не лише точка, в якій прикладена сила тяжіння, а також точка, де мають перетинатися лінії дії всіх інших сил. Тому треба ретельно врівноважити конструкцію змія. Якщо буде допущена помилка, змій буде нестабільний у польоті. Щоб привести всі сили в одну точку, можна налаштувати, наприклад, обтяжити або полегшити хвіст, змінити точку прикріплення линя. Хороший політ змія багато в чому залежить від такого регулювання.

На повітряного змія діє і рушійна сила. Ця рушійна сила створюється самою людиною, яка керує змієм, і передається змію за допомогою линя. Лінь діє на повітряного змія як мотор, тобто передає зусилля від людини до змія. Причому рушійна сила ефективна лише за натягнутому лине.

Таким чином, змій у польоті - це об'єкт, який знаходиться під дією чотирьох сил, а саме: сили опору, підйомної сили, сили земного тяжіння та рушійної сили. Змій полетить, якщо лінії дії всіх цих сил перетнуться у центрі тяжкості змія. Змій піднімається, тому що на нього діє підйомна сила. Поява підйомної сили пов'язана з різною швидкістю руху повітря, що створює різний тиск з нижньої та верхньої сторін предмета, що летить. У повітрі змій знаходиться в похилому положенні, тому що його утримує мотузка. При такому положенні тиск повітря в передній частині змія нижчий, тому він не тільки піднімається, а й летить уперед, набираючи швидкість.

Але який повітряний змій можна зробити самому та як? За інформаційною допомогою звернувся до Георгія, мого сусіда (Додаток №4). Він розповів мені про особливості, на які потрібно звернути увагу при виготовленні повітряного змія. По-перше, змій має бути досить міцним і жорстким, оскільки на поверхню змія впливає сила вітру. По-друге, змій має бути досить легким. По-третє, центр тяжкості корпусу змія може бути розташований осі його симетрії, тобто. на поздовжній лінії корпусу змія, що поділяє корпус на дві рівні частини. За невиконання цього правила змій не злетить. По-четверте, стропи, за допомогою яких змій прикріплюється до шнура, що служить для його запуску, слід ретельно підібрати за своєю довжиною і прикріпити до корпусу змія в певних точках. Допомогою цих строп змію надається найвигідніший кут нахилу його корпусу до потоку повітря для створення найбільшої підйомної сили. При порушенні цього правила змій або не полетить, або політатиме погано, не піднімаючись високо в повітря. По-п'яте, особливу увагу потрібно звернути на хвіст, який є стільки прикрасою повітряного змія, що літає, скільки виконує функції керма. Тому, якщо він буде неправильно відрегульований, то змій або не злетить зовсім, або літатиме нестійко, обертаючись у різні боки.

Георгій мені розповів, що охочі запустити змія традиційно роблять плоский повітряний змій. Спершу роблять корпус. Корпус плоского повітряного змія складається з легкого дерев'яного каркасу та обшивки. Матеріали для виготовлення каркасу: вербова лаза (прутки), стебла очерету, тонкі рейки з бамбука, дранка із сосни, берези, липи, а найкраще віконні штапики. Обшивку можна зробити із легкої тканини. Щоб зробити каркас, потрібно рейки з'єднати хрестом і закріпити їх мотузкою посередині. На кінцях рейок роблять надрізи, в які прив'язують мотузку, щоб зв'язати рейки з усіх боків. По всіх кутах корпусу рейки, що перехрещуються, потрібно обв'язати нитками. За розмірами корпусу вирізують обшивку та на неї наклеюють рейки корпусу. Спочатку наклеюють рейки по краях обшивки, а потім на рейки, що перехрещуються. Клей застосовують найрізноманітніший: столярний, казеїновий, БФ та ін. Далі роблять стропи: мотузки відповідних розмірів прив'язують до трьох кутів каркаса, з'єднують разом в один загальний вузол. До вузла прикріпити мотузку, намотану в котушку.До іншого кінця прив'язують хвіст. Для цього до мотузки потрібно прикріпити 3-4 смужки довжиною 30 см. Мені він порадив зробити повітряного змія у вигляді птаха (модель трикутник), оскільки він гарний у повітрі. Принцип дій схожий під час виготовлення змія традиційної форми. З тканини чи плівки вирізається рівносторонній трикутник. По центру зміцнюється рейка (це тулуб). По краях теж рейки (крила). До цієї рейки прикріплюється кілер (трикутник), до якого прикріплюється леєр. До протилежних кутів прикріплюються стрічки - це хвіст. Буде вітер, і «птах» готовий до польоту. Георгій мене попередив про безпеку під час запуску повітряного змія. Ніколи не запускай змія поблизу ліній електропередач або в грозу – ризик отримати удар струмом. Не запускай змія над скупченням людей, автомобільною чи залізницею – змії все-таки іноді падають і можуть самі чи своїм леєром завдати подекуди досить серйозної травми або просто викликати законне невдоволення. Корисно, а у випадку з великим змієм просто необхідно надягати шкіряні рукавички, запускаючи змія, щоб не пошкодити леєром власні руки.

Я вирішив скористатися порадами Георгія і зробити повітряного змія-птаха.

Практична робота з виготовлення повітряного змія

1. Спочатку я вирішив зробити ескіз повітряного змія (Додаток №5). На цьому етапі роботи визначив зовнішній вигляд змія, його розміри, із яких матеріалів він буде виготовлений.

2. Відповідно до задуму накреслив схему повітряного змія. (Додаток №5)

3. Зробив розрахунок коштів на придбання матеріалів і разом із мамою купив усе необхідне: плівку, бамбукові палички, пластмасові трубочки, тканину, котушку ниток. (Додаток №6)

4. Склав технологічну карту з виготовлення повітряного змія. (Додаток №7)

5. Виконав технологічні операції із виготовлення повітряного змія. (Додаток №8)

6. Перевірити якість своєї роботи вирішив у ході експерименту.

Експеримент: "Здатність повітряного змія, зробленого в домашніх умовах піднятися і парити в повітрі"

Гіпотеза: я припустив, що повітряний змій, зроблений мною, підніметься в повітря і літатиме в повітрі.

Я разом із другом вийшов на відкриту місцевість у вітряну погоду. Встав так, щоб вітер віяв у спину. Друг тримав змія над головою двома руками і стояв попереду на відстані. Котушку з леєром була в мене в руках. Відійшовши на 15-20 м, крикнув другові: "Відпускай!" ― і ривком потягнув леєр на себе. Змій піднявся вгору, і я радісно спостерігав за його польотом.

Висновок: моя гіпотеза підтвердилася, повітряний змій, зроблений мною, підвівся і ширяв у повітрі. Я був задоволений результатами своєї роботи

(Додаток №9)

Висновок

У ході проведеного дослідження мети досягнуто, поставлені завдання вирішено. Гіпотеза підтвердилася: вивчення теми «Повітряний змій» розширило мій світогляд і допомогло у виготовленні та запуску повітряного змія.

Мною було зроблено такі висновки:

Повітряні змії відносяться до найдавніших літальних апаратів.
Раніше повітряні змії використовувалися у проведенні наукових досліджень про атмосферу, метеорологічні спостереження, під час військових дій.
В даний час повітряні змії застосовуються виключно в розважальних та спортивних цілях.Кайтінг - вид спорту, у якому спортсмен пересувається місцевістю з допомогою повітряного змія.
Повітряний змій весело для дорослих і дітей. Запуск повітряного змія сприяє рухової активності дітей.
Друга неділя жовтня – Всесвітній день повітряних зміїв. Цього дня любителі повітряних зміїв у всьому світі запускають своїх літаючих «вихованців».
Повітряні змії бувають різні.Одноплощинні – це найпростіші конструкції. Мають невисоку підйомну силу і малу вітрову стійкість. Багатоплощинні або коробчасті, які складаються з окремих осередків у формі тетраедрів або паралелепіпедів. Важливою їхньою особливістю є висока стійкість. Складові чи групові, що складаються з групи повітряних зміїв. Це як змійковий поїзд.
Основні конструктивні елементи повітряного змія: жорсткий каркас, поверхня з матерії або паперу, що покриває каркас, що намотується на лебідку або котушку леєр (прядив'яна мотузка, сталевий трос, міцна нитка); вуздечка для кріплення до повітряного змія леєра та органи стійкості (хвіст).
Змій піднімається і ширяє в повітрі, тому що на нього діє підйомна сила. Поява підйомної сили пов'язана з різною швидкістю руху повітря, що створює різний тиск з нижньої та верхньої сторін предмета, що летить. У повітрі змій знаходиться в похилому положенні, тому що його утримує мотузка. При такому положенні тиск повітря в передній частині змія нижчий, тому він не тільки піднімається, а й летить уперед, набираючи швидкість.
Повітряного змія можна зробити самому в домашніх умовах.
Повітряний змій можна використовувати як подарунок.

Отримані в результаті роботи висновки я використав у підготовці доповіді, з якою виступив перед однолітками(Додаток №10). Провів майстер – клас на тему: «Як виготовити повітряного змія».(Додаток №10). Запустив змія разом із друзями.

Використовувана література:

1. Г. Ріджуей, Як зробити і запустити повітряного змія, Москва, Центрполіграф, 2001.

Інтернет ресурси:

1.ru.wikipedia.org/wiki/ Повітряний _ змій

2. sitekd.narod.ru/zmey.html

Попередній перегляд:

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Повітряний змій – забава для дітей! Кунгуров іван 4-Б клас Мбоу сош№20 Імені Н.І. Ходенко

Мета роботи – вивчення теми «Повітряний змій» для розширення свого кругозору, застосування отриманих знань у виготовленні та запуску повітряного змія. Знайти та вивчити інформацію з цієї теми. Дізнатися, де і коли вперше з'явилися повітряні змії. Дізнатися про конструкцію змія. Дізнатись про види повітряних зміїв. Дізнатися, чому повітряні змії здатні підніматися та ширяти в повітрі. Дізнатись про застосування повітряного змія Дізнатись про спосіб виготовлення повітряного змія. Виконати практичну роботу із виготовлення повітряного змія. Провести аналіз одержаних результатів. Зробити висновки. Завдання: Методи дослідження: пошуковий, анкетування, інтерв'ювання, спостереження, аналіз, досліди, експеримент. Гіпотеза: вивчення теми «Повітряний змій» розширить мій кругозір, допоможе у виготовленні та запуску повітряного змія

Анкетування однокласників

Анкетування однокласників Висновок: тема «Повітряний змій» є актуальною для учнів мого класу.

Друга неділя жовтня – Всесвітній день повітряних зміїв

Такі різні змії!

Конструкція повітряного змія

Використання повітряних зміїв А. Вільсон (Англія) підйому термометра з метою визначення температури повітря на висоті. Вивчення атмосферної електрики З 1894 р., вивчення верхніх шарів атмосфери. Перший радіозв'язок через Атлантичний океан Г. Марконі, 1901 р. змій - прийомна антена Військові спостерігачі Загородження від нападу літаків супротивника Перший етап в літакобудуванні Повітряні змії сьогодні- це розвага і спорт (кайтинг)

Чому змій злітає і ширяє в повітрі?

Досвід №1. Визначення сили опору повітря Висновок: Повітря створює опір руху об'єкта, гальмуючи його.

Досвід №2. Визначення підйомної сили повітря Висновок: підйомна сила повітря рухає листом, що летить повітрям, уривком паперу, повітряним змієм, що піднімається.

Досвід №3. Порівняння швидкості падіння залежно від сили тяжіння Висновок: швидкість падіння залежить від сили тяжіння, яка пов'язана із вагою предмета.

Практична робота з виготовлення повітряного змія

№ Найменування Кількість Вартість, руб 1 Плівка 1 м 40 2 Тканина 50 см 50 3 Палички (бамбук) 1 шт 20 4 Трубочки пластмасові 9 шт 45 5 Скотч (широкий) 1 шт 30 6 Нитки 1 шт 30 7 Цв. папір (зелений) 1 лист в наявності 8 Свічка 1 шт в наявності 9 Ножиці 1шт в наявності 10 Степлер, скоби 1шт в наявності 11 Клей 1 шт в наявності 12 Лінійка 1 шт в наявності Разом 215 Список необхідних матеріалів та інструментів для виготовлення повітряного змія

№ Технологічні операції Позначка виконання 1. Виготовлення обшивки змія з плівки. 1.1 Розміщення обшивки змія на плівці відповідних розмірів. 1.2 Виконати загини у відповідність до схеми, закріпити по лінії степлером. 1.3 Скласти обшивку вздовж осі симетрії. Відповідно до схеми закріпити частини по лінії степлером. По лінії згину виконати розріз. 2. Виготовлення киля 2.1 Виготовити шаблон кіля з паперу відповідних розмірів. 2.2 Здійснити розмітку кіля на тканині. Вирізати. 2.3 Проклеїти сторони кіля скотчем у відповідність до схеми. 3 Кріплення обшивки та киля 3.1 Вкласти вздовж осі симетрії сторону киля в кишеню обшивки так, щоб утворилася порожнина, та закріпити по краю степлером. 3.2 У порожнину, що утворилася, уздовж осі симетрії вставити каркасну рейку. 4 Кріплення каркасних рейок та обшивки 4.1 Підготувати каркасні рейки відповідних розмірів. 4.2 Вставити рейки в загини на обшивці у відповідність до схеми. 5. Виготовлення хвоста змія 5.1 Вирізати з тканини частини хвоста (банти та стрічки) 5.2 Обпалити краї бантів та стрічок над свічкою. 5.3 З'єднати банти по краях стрічок. 5.4 Скріпити стрічки кутами обшивки змія степлером. 6 Декор повітряного змія 6.1 Виконати шаблон елемента декору повітряного змія. 6.2 Обвести шаблон елемента декору повітряного змія на папері та вирізати. 6.3 Приклеїти на обшивку змія у відповідність до ескізу. 7 Кріплення леєра на кілі 8 Перевірка якості кріплення конструкції. Технологічна картка з виготовлення повітряного змія

Виготовлення каркасу Виконання технологічних операцій із виготовлення повітряного змія

Виготовлення кілю

Приєднання кільця до каркаса Виконання хвоста змія

Декор повітряного змія

Експеримент: "Здатність повітряного змія, зробленого в домашніх умовах піднятися і парити в повітрі" Гіпотеза: я припустив, що повітряний змій, зроблений мною, підніметься і буде парити в повітрі. Перевірка якості своєї роботи

Висновок: моя гіпотеза підтвердилася, повітряний змій, зроблений мною, піднявся і ширяв у повітрі. Я був задоволений результатами своєї роботи

Повітряні змії відносяться до найдавніших літальних апаратів. Раніше повітряні змії використовувалися у проведенні наукових досліджень про атмосферу, метеорологічні спостереження, під час військових дій. В даний час повітряні змії застосовуються виключно в розважальних та спортивних цілях. Повітряний змій весело для дорослих і дітей. Друга неділя жовтня – Всесвітній день повітряних зміїв. Повітряні змії бувають різні. Змій у польоті - це об'єкт, який знаходиться під дією чотирьох сил, а саме: сили опору, підйомної сили, сили земного тяжіння та рушійної сили. Змій полетить, якщо лінії дії всіх цих сил перетнуться у центрі тяжкості змія. Повітряного змія можна зробити самому в домашніх умовах. Повітряний змій можна використовувати як подарунок. Мета-завдання - висновки:

Виступ перед однокласниками Майстер-клас з виготовлення повітряного змія

Дякую за увагу!

Муніципальна бюджетна загальноосвітня установа Сузопська середня загальноосвітня школа

Майстер клас

«Виготовлення

повітряного змія»

Склав: вчитель фізики

Істошина Н.С.

Актуальність

Дана технологія знайде сприяє розвитку технічної творчості дітей. Займаючись моделюванням, молоді конструктори отримують корисні знання та навички. Повітряний змій є хорошим посібником для дитячих ігор, проведення змагань. Особливо цінним є те, що ці ігри можуть бути колективними.

Пояснювальна записка

В даний час дуже рідко можна побачити дітей, які запускають повітряних зміїв.

У цій методичній розробці пропонується конспект заняття для дітей молодшого та середнього шкільного віку з виготовлення та запуску повітряного змія. Виріб можна виконати з доступних матеріалів з різними варіантами оформлення аеродинамічної поверхні та хвостової частини (рейки, поліетиленові пакети, плівка, використані касети).

Матеріал бесіди сприяє поповненню знань дітей на тему заняття та розширення їх технічного кругозору. Діти знайомляться з різними видами повітряних зміїв та прийомами їх запуску, знайомляться із застосуванням зміїв.

Використовуючи технологічну карту, учні навчаються самостійно планувати свою практичну діяльність, технічно мислити, закріплюють свої вміння та навички виконання найпростіших складальних операцій.

Педагогом використовується технологія індивідуалізованого навчання, де дорослий є творцем та організатором середовища, що спонукає дітей навчатися. Завдання педагога - зробити так, щоб робота кожної дитини була успішною, щоб кожна дитина отримала задоволення від подоланої їм труднощі. Головне – дитина бачить результати своєї праці.

Ціль:розвиток мотивації до технічного моделювання повітряних зміїв, співпраця з учнями, надання взаємодопомоги, удосконалення трудової підготовки та професійної орієнтації школярів, розкриття їх творчих здібностей

освітня– познайомитися з розділом фізики «Аеростатика», розглянути способи, отримати закономірності, літальні апарати, формувати навички застосування знань на практиці; бачити результати своєї праці. Найважливіше – розвивати у хлопців інтерес до науки і техніки, творчості, допомогти свідомо вибрати майбутню професію, яка б принесла користь людям і задоволення собі, стала б сенсом життя.

розвиваюча– вивчити історію створення повітряних зміїв, розширити пізнавальний інтерес, розвивати навички та вміння учнів на практиці,

навчити виготовляти плоский повітряний змій за технологічною картою;

удосконалювати вміння працювати за технологічними картами, ескізами;
виховна- Формувати інтерес до фізики, розвивати творчі здібності учнів, логічне мислення, ініціативу, активність, самостійність у процесі діяльності, виховання у дітей активного інтересу до технічної творчості, виховання культури праці, розвивати та формувати конструкторські здібності та навички через виготовлення повітряних зміїв.

Матеріально-технічне забезпечення

Для цього заняття необхідно:

Навчальне приміщення;

Обладнання (столи, стільці, навчальна дошка тощо);

Технічні засоби (комп'ютер, проектор, екран для презентації);

Матеріали:рейки, клей ПВА, рибальська волосінь, поліетиленові пакети, магнітофонні касети, скотч вузький та широкий, суперклей.

Інструменти:ножиці, олівець, ручка, лінійка, косинець, лобзик, пензлик для клею, наждачний папір, голка.

План заходу

1. Організаційний момент.

2. Історія створення повітряних зміїв.

3. Використання повітряних зміїв для досліджень у галузі фізики.

4. Використання повітряних зміїв для військових цілей.

5. Використання повітряних зміїв для метеорологічних досліджень

6. Використання повітряних зміїв як додаткове джерело енергії

7. Всесвітні клуби Повітряних зміїв.

9. Організація робочого місця.

10. Практична робота.

11. Методичні поради на період запуску повітряних зміїв

12. Запуск повітряних зміїв.

13. Підбиття підсумків. Нагородження.

1. Здрастуйте, хлопці!

Вітання. Повідомлення теми та цілі заходу.

Постановка задачі заняття

2. Історія створення повітряних зміїв. Вступне слово педагога.

Перші згадки про повітряні змії зустрічаються ще у II столітті до н.е., у Китаї (так званий змій-дракон).

Мало хто знає, що повітряний змій - це давно відомий і найпростіший літальний апарат важчий за повітря, який сприяв появі багатьох винаходів і відкриттів, вивченню законів аеродинаміки, і великому досягненню людства - створенню літальних апаратів важчому за повітря. Змій повітряний - прив'язний літальний апарат важчий за повітря. Підтримується в повітрі тиском вітру на поверхню, поставлену під деяким кутом до напряму руху вітру і леєром, що утримується з землі.

3. Використання повітряних зміїв для досліджень у галузі фізики.

Використання повітряних зміїв для додаткового джерела енергії.

У 1749 р. А. Вільсон за допомогою повітряного змія робив вимір температури повітря на висоті.

У 1752 р. Б. Франклін провів експеримент, у якому за допомогою змія виявив електричну природу блискавки і згодом завдяки отриманим результатам винайшов громовідвід. М.В. Ломоносов проводив аналогічні експерименти і незалежно від Франкліна дійшов тим самим результатам.

Досліди, що проводилися, з дослідження атмосферної електрики були надзвичайно небезпечними. 26 червня 1753 року під час запуску змія у грозу загинув колега Ломоносова, академік Г.В. Ріхман.

У ХІХ столітті змії також широко застосовувалися для метеорологічних спостережень.

На початку XX століття повітряні змії зробили свій внесок у створення радіо. А.С. Попов використовував змії для підйому антен на значну висоту.

Важливо відзначити використання повітряних зміїв під час розробки перших літаків. Зокрема, О.Ф. Можайський, перш ніж розпочати будівництво свого літака, провів серію випробувань із повітряними зміями, які тягла упряжка коней. На підставі результатів цих випробувань були обрані розміри літака, які мали забезпечити йому достатню підйомну силу.

4. Використання повітряних зміїв для військових цілей.

Приблизно триста роках е. Китай був охоплений війною. Проти влади імператора на той час повстали жителі фортеці Вейань-Конг і відважному генералу Хань-Чиню не вдавалося взяти цю фортецю. Проте імператор розпорядився будь-що-будь розбити бунтівників. Оскільки низка лобових атак не дала бажаного результату, генерал ухвалив рішення про здійснення підкопу під стіни неприступної фортеці. З наявними на той момент інструментами підкоп міг ритися роками, і щоб уникнути цього слід було знайти найкоротший шлях до фортечних стін.

Для цього необхідно було чимось виміряти відстань до фортеці, ось тут генералу і спала на думку ідея про створення першого у світі повітряного змія. До свого винаходу генерал прив'язав мотузку. Після того, як змій був запущений, він летів, не зупиняючись доти, доки не впирався у стіну Вейань-Конг, після чого мотузка змотувалась, і в такий спосіб відмірялася відстань до стін фортеці. Цей прийом допоміг винахідливому генералу взяти місто, підкоп був швидко виритий, а фортеця здалася.

Практичні можливості повітряного змія привертали увагу військових. У 1848 р. К.І. Костянтинов розробив систему порятунку суден, які зазнають лиха поблизу берега, за допомогою повітряних зміїв. Під час першої світової війни війська різних країн застосовували змії для підйому на висоту спостерігачів-коригувальників артилерійського вогню, розвідки ворожих позицій.

5. Використання повітряних зміїв для метеорологічних досліджень

Наприкінці XIX - на початку XX століть повітряних зміїв застосовували для метеорологічних досліджень верхніх шарів атмосфери, фотографування місцевості, у спортивних цілях тощо. З розвитком повітроплавних та авіаційних літальних апаратів повітряні змії стали застосовувати виключно в розважальних та спортивних цілях.

6. Використання повітряних зміїв як додаткове джерело енергії

Німецька компанія SkySails застосувала змій як додаткове джерело енергії для вантажних суден, вперше випробувавши його в січні 2008 року на судні MS Beluga Skysails. Випробування на цьому 55-метровому кораблі показали, що за сприятливих умов витрата палива знижується на 30%.

7. Всесвітні клуби Повітряних зміїв.

По всьому світу створюються Клуби та спільноти, що об'єднують любителів повітряних зміїв - як конструкторів, так і просто запускають (Кайтфлайєрс). Одним із відомих є KONE – Клуб Повітряних Зміїв Нової Англії, що входить до складу Американської Асоціації Кайтинга.

Кайтинг - вид спорту, у якому спортсмен пересувається місцевістю з допомогою повітряного змія.

Друга неділя жовтня – Всесвітній день повітряних зміїв (World Kite Day), цього дня любителі повітряних зміїв у всьому світі запускають своїх «літаючих».

Останніми роками розвиток отримали звані пілотажні змії - повітряні змії спеціальної форми, керовані з допомогою двох лееров. Пілотажний змій, на відміну від будь-якого іншого, здатний до вільного планування в повітрі, що забезпечує його особливі властивості. Вони призначені для виконання комплексу пілотажних фігур різної складності.

8. Повторення відомостей про повітряні змії.

8. Повторення відомостей про повітряні змії.

Що таке повітряний змій? (найпростіший літальний апарат)

Що він нагадує вам? (птах у польоті)

- Які типи повітряних зміїв ви знаєте? (Каркасні: плоскі, двогранні, коробчасті, напівжорсткі. Безкаркасні: кайти, параплани.

– З яких конструктивних елементів складається повітряний змій? (Обшивка, каркас, сполучні деталі, вуздечка, хвіст, леєр, котушка для запуску)

– Де і коли з'явилися повітряні змії? Їхнє поширення? Поява їх у Європі? (Повітряні змії з'явилися в Китаї понад 3 тисячі років тому. З Китаю повітряні змії поширилися в Азію, пізніше в Європу, Америку, Австралію. У Європу повітряні змії потрапили в XVI столітті.)

Якої форми повітряні змії були на той час у Європі? (У XVI столітті у Європі повітряні змії були плоскі, ромбовидної форми, і довгий час вона була основною.)

Застосування повітряних зміїв?

Що таке леєр?

Дата проведення Всесвітнього дня повітряних зміїв? (Друга неділя жовтня)

9. Організація робочого місця.

Гра-згуртування.

Хлопці, підніміть праву руку ті, хто прийшов із відкритим серцем. Дякую. Підніміть праву руку ті, хто готовий працювати заради нових знань. Дякую. Покладіть праву руку на серце ті, хто ставиться з любов'ю до всіх присутніх. Дякую. Запалюємо вогник творчості.

(Всі бажають один одному успіхів, творчості, удачі)

Сьогодні вам належить зробити плоский повітряний змій Едді.

Повітряний змій Едді - це змій ромбовидної форми і названий він на ім'я свого винахідника англійця-метеоролога Вільям Едді. Починаючи з 1893 року повітряний змій використовувався для метеорологічної роботи протягом більш ніж тридцяти років.

Наше завдання – навчитися виготовляти плоский повітряний змій за технологічною картою. Даний технологічний процес поширюється на всі види плоских повітряних зміїв і, освоївши процес виготовлення одного виду, ви можете надалі виготовляти будь-які конструкції плоских повітряних зміїв.

Повторення правил з ТВ під час роботи з інструментами. Перевірка наявності матеріалу та інструментів.

10. Практична робота

Знайомство з технологічною картою та зображенням повітряного змія.

Тіло змія

Відрізаємо 2 рейки - 60 і 35 см. Складаємо їх перпендикулярно, відступивши від верху найдовшою 15 см. фіксуємо хрестовину скотчем (хрестовина - перетин двох рейок). Кінці рейок обмотуємо скотчем і робимо в них надрізи лобзиком глибиною 1 см. Через них простягаємо волосінь, створюючи контури змія. Зверху кріпимо волосінь скотчем, щоб не вискочила. Кладемо каркас на поліетилен. Обводимо маркером із запасом 1.5 см для підворіт, вирізаємо. Загортаємо краї плівки всередину, навколо волосіні, і закріплюємо їх скотчем. Тіло змія готове. (рисунок 1)

Вуздечки

На краї короткої рейки в точках А і Г прив'язуємо по два відрізки волосіні завдовжки 25 см (із запасом) – це бічні частини.

Довгу сторону (35 см) вуздечки прив'язуємо за верхній кінець В. Вузли промазуємо суперклеєм. Всі три кінці вуздечки зв'язуємо між собою і туди прив'язуємо леєр (Леєр – туго натягнутий трос, обидва кінці якого закріплені на суднових конструкціях (стійках, матчах)). Закріплюємо це місце скотчем.

Хвіст змія

Його можна робити з мотузки, стрічок, бантиків. Ми використовуватимемо магнітофонну плівку. Розмотуємо касету та нарізаємо довжиною близько 3 метрів. Зв'язуємо у мотузку. Хвіст прикріплюємо за допомогою скотчу до нижнього кінця змія у точці Д.

За допомогою фломастерів робимо «обличчя». Змій до польоту готовий!

На цьому занятті діти мають можливість виготовити повітряного змія у будь-якій колірній гамі.

У процесі роботи педагог допомагає дітям порадою, а за необхідності та дією. У роботі з дітьми дуже важливі добра порада, допомога підтримка, але не нав'язування своєї думки.

На цьому навчальному занятті застосовуються різні способи навчання (словесні, наочні, практичні).

11. Методичні поради на період запуску повітряних зміїв

Остаточна самостійна оцінка дітьми виконаної роботи проводиться на футбольному полі під час запуску повітряного змія. Там же перевіряються і льотні характеристики повітряного змія та якість його виготовлення.

Перед запуском повітряного змія з хлопцями потрібно обов'язково провести інструктаж з техніки безпечного польоту повітряного змія.

Для перевірки льотних якостей повітряного змія дітям пропонується влаштувати змагання на час польоту чи висоту польоту.

Потрібно пам'ятати, що повітряний змій запускається в суху погоду, при вітрі зі швидкістю 6-7 м/с (для запуску зміїв потрібен вітер зі швидкістю не менше 3 м/с і не більше 14 м/с).

Можна вирушити на вибране місце для запуску. Краще, якщо це будуть просторі вершини пагорбів, де вітер дме рівно і сильно, але без поривів.

Необхідно акцентувати увагу дітей, що слід відходити від високих дерев, будівель, проводів високовольтної лінії.

– А зараз можна перевірити зроблені вами моделі у дії, провівши

Методичні поради на період підбиття підсумків

Велике виховне значення має підбиття підсумків роботи, аналіз та оцінка її.

Підбиваючи підсумки заняття, необхідно акцентувати увагу дітей те що, які знання були придбані ними під час заняття (знайомство з повітряними зміями), які вміннями і навичками вони опанували (робота з технологічної карті).

Треба пам'ятати, що одне лише критичне чудове не по суті позбавляє хлопців радості, може викликати небажання продовжувати роботу, тому оцінка має мати об'єктивний, обґрунтований характер.

Підбиття підсумків на даному навчальному занятті відбувається у формі виставки з колективною оцінкою педагогом та самооцінкою.

12. Запуск повітряних зміїв

Цей повітряний змій запускають на рівній місцевості (стадіон, поле) за допомогою леєра. Запропонований повітряний змій показує гарні льотні характеристики.

13. Підбиття підсумків. Нагородження.

1. Пантюхін, С. П.. "Дитяча змійкова станція". – Державне видавництво оборонної промисловості, Москва, 1941.

2. Заворотов, В., Вікторчик, А. "Повітряні змії". - "ЮТ для вправних рук" (додаток до журналу "Юний технік"), №7, 1977.

3. Пантюхін, С. П.. "Повітряні змії". - М.: ДТСААФ, 1984. - 88 с., іл.

Погадаєв, Віктор. "Світлий місяць-змій паморочиться" - "Східна колекція", № 4, 2009, с. 129-134

5. Журнал №8 «Робимо самі» стор.9

Муніципальний казенний заклад відділ освіти адміністрації міського округу м. Нефтекамськ Республіки Башкортостан

Муніципальна загальноосвітня бюджетна установа

середня загальноосвітня школа №8

міського округу місто Нефтекамськ

Республіки Башкортостан

Історико-дослідницька робота

"Повітряний змій:

дитяча забава чи практична аеронавтика?»

Виконав: Винокуров Антон 7А клас

МОБУ ЗОШ №8

Керівник: Насіпова Г. У.

вчитель фізики.

м. Нефтекамськ, 2014

Зміст

Вступ …………………………………………………………………… .3-5

Історія повітряного змія ………………………………………………. .6-8

Класифікація (види) повітряних зміїв ………………………… …9-15

16-19

Висновок …………………………………………………………………..20

Список літератури …………………………………………………………21

Вступ

Ми з дитинства знаємо, що таке повітряний змій: як його запускати і як ним управляти. Ми звикли до його форми та барвистості, але чи замислювалися Ви, коли і для чого були винайдені змії? З якою метою застосовувалися і чому вони літають? Чи знаєте Ви, що повітряний змій без перебільшення можна назвати першоосновою всіх літаючих апаратів і що аеродинаміка крила літаків тримається на основі аеродинаміки повітряного змія? Головна особливість повітряного змія – його простота. Він простий у виготовлення та запуску, зате якого досвіду набирається дитина, граючись зі змієм! Також інтерес до зміїв не зменшується з віком людини. За багато років після появи першого змія, вони набули нового вигляду, і тепер з'явилося нове покоління повітряних зміїв – кайти. Кайтинг та кайтсерфінг вже давно популярний у любителів екстремального виду спорту.

Повітряні змії - Це цілий світ, що має різноликі грані, світ творчості, світ науки, світ мистецтва. Усі з раннього дитинства знають, що таке

повітряний змій: як його запускати та як ним керувати. Вражають їх форма та барвистість, але чи замислювалися Ви, коли і для чого були винайдені змії? Вивчивши історію повітряних зміїв, дізнаємося, що змії застосовувалися у наукових дослідженнях, у метеорології для дослідження верхніх шарів атмосфери та аерофотозйомки, для скидання вантажів. Активну роль повітряні змії грають в авіамоделізмі, подачі сигналів, а саме у спортивному орієнтуванні, розважальних та спортивних іграх.

Німецька компанія SkySails застосувала змій як додаткове джерело енергії для вантажних суден, вперше випробувавши його в січні 2008 року на судні MS BelugaSkysails. Випробування на цьому 55-метровому кораблі показали, що за сприятливих умов витрата палива знижується на 30%.

Повітряний змій без перебільшення можна назвати першоосновою всіх апаратів, що літають.

Тема моєї роботи «Повітряний змій: дитяча забава чи практична аеронавтика?».

А що таке аеронавтика? Аеронавтика (повітроплавання) - так називається мистецтво підніматися в повітря за допомогою відомих пристосувань і рухатися у певному напрямку.

Актуальність обраної мною теми є очевидною. З одного боку це дитяча забава, яка потребує великої уяви та сприяє розширенню кругозору. З іншого боку, конструювання та запуск повітряних зміїв для людей, які ставляться до цього не як до захоплюючого заняття, дає можливість зрозуміти основні принципи польоту всіх літальних апаратів разом узятих. Вивчити закони фізики та аеродинаміки, а також практичне їх застосування.

Перші згадки про повітряні змії зустрічаються ще у II столітті до н.е., у Китаї (так званий змій-дракон).

Довгий час змії не знаходили практичного застосування. З другої половини XVIII ст. їх починають широко використовувати під час проведення наукових досліджень про атмосфери. У 1749 р. А. Вільсон за допомогою повітряного змія робив вимір температури повітря на висоті. У 1752 р. Б. Франклін провів експеримент, у якому за допомогою змія виявив електричну природу блискавки і згодом завдяки отриманим результатам винайшов громовідвід. М.В. Ломоносов проводив аналогічні експерименти і незалежно від Франкліна дійшов тим самим результатам.

Тема дослідження : Повітряний змій: дитяча забава чи практична аеронавтика?

Мета дослідження : Визначити фактори, що впливають на запуск та політ повітряного змія

Об'єкт дослідження : Модель повітряного змія, умови місцевості та погоди, що впливають на політ змія.

Предмет дослідження : Якісні характеристики польоту повітряного змія

Гіпотеза дослідження : підручними засобами можна створити літальні апарати важчі за повітря.

Завдання:

Вивчення історії повітряних зміїв;

Розгляд видів повітряних зміїв;

Дослідження принципів польоту змія.

Методи дослідження : робота з науковою літературою, інтернет - ресурсами, підбір ілюстративного матеріалу, його оформлення, дослідження, проведення пробних польотів з моделями зміїв.

Історія повітряного змія

Повітряні змії відносяться до найдавніших літальних апаратів важчих за повітря, винайдених людьми. Не можна сказати з певністю, хто і коли винайшов повітряного змія, і коли вони вперше піднялися в повітря. Давньогрецькі джерела стверджують, що це сталося в IV столітті до нашої ери, що честь їхнього винаходу належить Архітасу з Тарентуму. Але одне відомо достеменно – у IV столітті до нашої ери повітряні змії були поширені у Китаї. Вважають, що перші китайські повітряні змії були зроблені з дерева. Вони будувалися як риб, птахів, жуків, розфарбовувалися в різні кольори. Найпоширенішою фігурою була фігура змія – дракона. Звідси, можливо, і походить назва «повітряний змій».

Вони швидко поширилися країнами Східної Азії. Стали використовуватися на вирішення військових завдань. Існує легенда про те, що у 202 році до нашої ери генерал Хуан Тенг та його армія були оточені противниками, і їм загрожувало повне знищення. Йдеться про те, що випадковий порив вітру зірвав з голови генерала капелюха, і тоді до нього прийшла ідея створення великої кількості повітряних зміїв, забезпечених тріскачками і трубами. Ворог у страху біг з поля бою під виття та оглушливий тріск. Цікаві старовинні записи про перші практичні застосування повітряних зміїв. В одній із них говориться, що у IX ст. візантійці нібито піднімали на повітряному змії воїна, який з висоти кидав у ворожий стан запальні речовини. Так само в 559 році в королівстві Північний Вей задокументували політ людини на повітряному змії.

На Русі в 906 р. князь Олег під час облоги Царгорода застосував повітряний змій для залякування ворога. На 1066 р. Вільгельм Завойовник використовував повітряні змії для військової сигналізації під час підкорення Англії. Але, на жаль, про форму древніх європейських зміїв, про їх конструктивні та льотні властивості не збереглося жодних даних. Довгий час вчені Європи недооцінювали значення повітряного змія для науки. Тільки із середини XVIII ст. повітряний змій починає застосовуватися під час наукових праць. У 1749 р. А. Вільсон (Англія) змій був використаний для підйому термометра з метою визначення температури повітря на висоті. У 1752 р. учений-фізик У. Франклін користувався повітряним змієм на дослідження блискавки. Відкривши з допомогою змія електричну природу блискавки, Франклін винайшов громовідвід.

Повітряні змії застосовувалися вивчення атмосферного електрики великим російським ученим М. У. Ломоносовим і англійським фізиком І. Ньютоном. В 1804 завдяки повітряному змію сер Дж. Кейл зумів сформулювати основні закони аеродинаміки. У 1825 році було здійснено перший політ людини на змії. Це зробив англійський вчений Д. Покок, піднявши на змії на висоту кількох десятків метрів свою дочку Марту. У 1873 році А.Ф. Можайський піднімався на повітряному змії, що буксувався трійкою коней. Починаючи з 1894 р. повітряний змій систематично застосовується для вивчення верхніх шарів атмосфери. У 1895 р. при Вашингтонському бюро погоди було організовано першу змійкову станцію. У 1896 р. в Бостонській обсерваторії було досягнуто висота підйому коробчатого змія, що дорівнює 2000 м, а 1900 р. там же змій було піднято на висоту 4600 м. У 1897 р. розпочато роботи з повітряними зміями й у Росії. Вони велися у Павлівській магнітно-метеорологічній обсерваторії, де у 1902 р. було відкрито спеціальне змійкове відділення.

Широке застосування повітряний змій знайшов у метеорологічних обсерваторіях Німеччини, Франції та Японії. 3мей піднімався на велику висоту. Наприклад, в обсерваторії Ліндерберга (Німеччина) досягли підйому повітряного змія більш ніж на 7000 м. Перший радіозв'язок через Атлантичний океан був налагоджений за допомогою коробчатого повітряного змія. Італійський інженер Г. Марконі запустив у 1901 р. на острові Нью-Фаунден великий повітряний змій, який літав на дроті, що служив приймальною антеною. У 1902 році на крейсері «Лейтенант Ільїн» провели успішні досліди щодо підйому спостерігача на висоту до 300 метрів за допомогою поїзда з повітряних зміїв. При цьому були використані коробчасті змії, конструкції яких розробили. Харграв у 1892 році. У 1905-1910 роках на озброєнні російської армії складався змій оригінальної конструкції, створеної Сергієм Уляніним. Цілі взводи змієнавтів входили до складу як сухопутних, так і військово-морських частин, у тому числі Чорноморського флоту. досягала 2000 м. Вони давали можливість спостерігати розташування противника в глиб фронту та через телефонний зв'язок спрямовувати вогонь артилерії. Коли ж вітер ставав надто сильним, замість повітряних куль застосовували коробчасті змії. Залежно від сили вітру складався поїзд із 5-10 великих коробчастих зміїв, які прикріплювали до троса на певній відстані один від одного на довгих дротах. До троса прив'язували кошик для спостерігача. При сильному, але досить рівномірному вітрі спостерігач піднімався в кошику на висоту до 800 м. Такий спосіб спостереження мав ту перевагу, що дозволяв підійти ближче до передових позицій противника. Повітряні змії не так легко розстрілювалися, як повітряні кулі, що були дуже великою метою. Крім того, вихід з ладу окремого змія відбивався на висоті підйому спостерігача, але не викликав його падіння.

У наш час будівництво повітряного змія – захоплююче заняття, створення та запуск їх не втратили та не втратить свого значення. Теоретична думка винахідників багатьох країн породжує нові і нові конструкції повітряних зміїв: плоских і коробчатих. Надувні та роторні. Серед тих зміїв, з якими ви познайомитеся, немає двох однакових – усі вони відрізняються один від одного зовнішнім виглядом, льотними якостями чи технологією виготовлення.

Класифікація повітряних зміїв

Класифікація повітряних зміїв точно не задано. Повітряні змії можуть бути більшими або не дуже. Існує дуже велика різноманітність форм повітряних зміїв. Стародавні змії виготовлялися за допомогою дерев'яних рамок та натягнутими на них листками шовку чи паперу. Майже всі сучасні повітряні змії виготовляються з вуглепластикових пластмас та синтетичних тканин.

Плоскі повітряні змії поділяються по аеродинамічній конструкції на два види:

Flat – плоскі повітряні змії. Найдавніша форма повітряних зміїв. І найпростіша. Образно являють собою плоску пластину прямокутної або будь-якої іншої форми (зірка, трикутник у вигляді проекції птиці і т.д), до якої підв'язаний леєр за допомогою вуздечки.

Bowed - категорія повітряних зміїв, що з землі дуже нагадує плоских. Однак цей вид повітряних зміїв є подальшим розвитком плоских у плані стійкості. Для надання стійкості дані змії мають згин або злам у поздовжній осі, що ніби піднімає кінці крила і створює v-подібне крило. Таке рішення надає значного запасу стійкості. Вільгельм Едді запатентував таку конструкцію повітряного змія у 1900 році.

За формою: плоскі змії у плані можуть виконуватися у різних формах, починаючи від квадрата і закінчуючи фантазією художника. Розглянемо основні з них:

 Прямокутний повітряний змій є найпоширенішим прикладом повітряних зміїв із підручників, проте він мало відрізняється стійкістю від своїх "великих" побратимів. Змій має три планки: дві з них є діагоналями («хрестом»), а третя знаходиться вгорі і скріплює діагоналі. По контуру майбутнього змія натягують міцну нитку, що з'єднує всі куточки, і наклеюють обтяжку з паперу чи тканини. Змій обов'язково оснащується довгим та досить важким хвостом для надання йому стійкості у польоті. Змії подібної конструкції були поширені у Японії, на прямокутне полотно наносилися зображення драконів.

 Diamond (bowed diamond) –ромбоподібнийзмій. Каркас виготовляється у вигляді рейок, що перетинаються. Належить до категорії bowed. Існує багато схем для надання змію увігнутості, наприклад використання центральної хрестовини, де поперечні рейки йдуть під деяким кутом, або натягування тятиви на поперечній рейці, що надає рейці вигину подібно до цибулі. При великій v-подібності такому змію не потрібен хвіст, проте при значному збільшенні v-подібності змій втрачає підйомну силу. Вуздечка найчастіше підв'язується до поздовжньої рейки у двох місцях.

 Delta (дельта, bowed delta) – змій, який у плані нагадує дельта-крило. Каркас дещо складніший, тому що потрібно не менше трьох рейок, які жорстко закріплені у вигляді трикутника (дві консольні та одна поперечна). Особливість конструкції в тому, що при польоті тиск вітру надає згинання консольним рейкам і змій приймає v-подібну форму. Додаткову стійкість надає купольність обшивки. При цьому, чим сильніше дме вітер, тим стійкіше поводиться змій. Цю форму набули моделі спортивних керованих повітряних зміїв. Можливість керування досягається використанням дволеєрної схеми. Обидва леєри пілот тримає в руках. Змінюючи натяг леєрів домагаються керованого польоту.

 Роккаку - цей шестикутний японський змій (звідси його назва) родом із середньояпонського регіону Ніігата на узбережжі Японського моря. Має центральну рейку та дві поперечні. Поперечним рейкам надається вигнута форма (форма bowed), за рахунок цього змії типу роккаку дуже стійкі навіть без хвостів. Це дуже поширена форма змія, тому що проста у виготовленні.

 Bermuda (бермудський) – повітряний змій, як правило, шестигранної форми, проте може мати форму восьмигранника і навіть більш багатогранної фігури. Конструкція є кілька плоских рейок, що перетинаються в центрі. По периметру рейок натягнута тятива, що надає жорсткості конструкції. Вітрило вже натягується між рейками та тятивою. Дуже часто кожну грань змія роблять з різних кольорів, щоб отримати більш строкате забарвлення. Потребує наявність довгого хвоста. Змій має одну назву з островом, де їх традиційно запускали на Великдень як символ піднесення Христа.

Коробчасті повітряні змії

Коробчасті змії з'явилися як наслідок розвитку плоских. Люди помітили, що вертикальні поверхні дуже впливають на стабільність польоту змія. Так з'явився перший змій у вигляді коробки. Коробчасті змії здебільшого не потребують хвоста.

 Ромбічний - найпростіший коробчастий змій, не складний за пристроєм, стійкий у польоті і легко запускається. Основу його складають чотири

поздовжні рейки (лонжерони). Між ними вставлено дві хрестовини, кожна з яких складається з двох рейок-розпірок. Обтяжка змія виготовляється із двох смужок паперу або синтетичної тканини. Таким чином виходять дві коробки - передня та задня. Змій даної конструкції був винайдений австралійським дослідником Лоуренсом Харгрейвом в 1893 при спробах побудувати пілотований літальний апарат.

 Поттера – коробчастий повітряний змій, що для збільшення підйомної сили має спеціальні відкрилки. Він складається з чотирьох поздовжніх рейок (лонжеронів) та чотирьох парних поперечних рейок-хрестовин, двох коробок та двох відкрилків.

Безкаркасні повітряні змії

До безкаркасних належать змії, що не мають жорстких частин. Форму змій приймає, роздмухуючи за рахунок потоку повітря, що набігає. Звідси два достоїнства цих зміїв - ймовірність поломки при падінні дорівнює нулю і компактність при транспортуванні. Друга перевага дозволяє виготовляти зміїв дуже великих розмірів.

 Sled (сані) – це повітряний змій із не жорстким каркасом. У польоті його оболонка підтримує форму з допомогою вітру, хіба що надувається. Використовуються лише дві поздовжні рейки, вшиті в оболонку, які не з'єднуються між собою. Ці рейки підтримують форму оболонки і не дають їй зім'яти. Змій такого типу досить примхливо поводиться при рвучкому вітрі. Для стійкого польоту змію обов'язково потрібний довгий хвіст. До переваг такого змія відносяться простота виготовлення та компактність при транспортуванні, тому що його можна згорнути в трубочку без необхідності збирання-розбирання.

 Sled foil – розвиток змія попередньої моделі. У цій конструкції взагалі немає жорстких елементів. Жорсткість бані надають надувані набігаючим потоком повітря циліндри. Створюваного тиску в циліндрах, що звужуються до задньої кромки змія, цілком достатньо, щоб тримати купол розправленим у польоті. Однак у змія такої конструкції є і недоліки, наприклад, купол може запросто зім'ятись при затиханні вітру і це призведе до падіння змія, навіть якщо вітер підніметься знову, купол самостійно вже не може розправитися. Йому також властиві певні труднощі із запуском. Але незаперечна перевага того, що змій неможливо поламати, дозволило цій конструкції продовжити свій розвиток.

 Super Sled foil - ще один розвиток "саней". Три надувні секції роблять цей змій стійкішим до складень. Також дозволяє виготовити цей змій значних розмірів і отримати значну тягу. Може бути використаний для підйому предметів, у тому числі камери.

 FlowForm – змій дуже поширеної конструкції, оскільки є одним із найстійкіших безкаркасних одностропних повітряних зміїв. При правильному опрацюванні у рівний вітер може літати без хвоста. Однак у сильний і поривчастий вітер використання хвоста все ж таки рекомендується. Можуть бути виготовлені справді гігантських розмірів, площа в 3 кв.м вважається звичайнісінькою. Також виготовляються з великою кількістю секцій, шість, вісім і навіть більше.

 Кайт Nasa Para Wing - результат досліджень національного космічного агентства США, яке виявило світові досить цікаві одношарові безкаркасні кайти. Розробки велися у пошуку оптимальних систем спуску космічних апаратів. Як "побічний" результат – кайт, який будують люди у всьому світі. Ряд оригінальних рішень роблять цю модель нескладною у виготовленні. Деякі моделі є керованими. При багатьох перевагах (низькій матеріаломісткості, великій тязі і т.д.) ці повітряні змії мають істотний недолік - порівняно низька аеродинамічна якість, яка, втім, неухильно підвищується за рахунок подальшого вдосконалення конструкції кайту.

 Parafoil (Парафойл) – особливий підклас безкаркасних повітряних зміїв. Змії даного типу виготовляються з повітронепроникної тканини із замкнутими внутрішніми просторами та повітрозабірником, зверненим у бік потоку, що набігає. Повітря, проникаючи в повітрозабірний отвір, створює всередині замкнутого простору змія надлишковий тиск і надує повітряний змій подібно до повітряної кулі. Однак конструкція змія така, що надуваючись, змій набуває певної аеродинамічної форми, яка здатна створити підйомну силу змія. Існує багато різновидів зміїв - парафойлів: одностропові, двостропові керовані, чотиристропні керовані. Двостропові в основному це пілотажні змії, або кайти площею до 3 кв.м. Чотирьохстропові - це змії досить більшої площі від 4 кв.м, що використовуються в спорті як рухова сила (кайтинг). Одностропні - це змії для розваг, різноманітних конструкцій та форм, можуть навіть зображати всілякі предмети та тварин.

 Надувний - так само цікава модель є спробою поєднати переваги парафойлів та каркасних моделей. Є так само оболонка, але тепер вона надується не вітром, а за допомогою насоса на землі (на зразок надувних кіл). Повітряний змій також не має каркаса, але за рахунок надлишкового тиску всередині оболонки вже на землі має польотну форму. Знову ж таки за аналогією з надувним колом - змій не тоне у воді при падінні, тому використовується в кайтингу при катанні по водній поверхні.

Чому повітряні змії літають?

Здатність повітряних зміїв триматися в повітрі і піднімати вантажі пояснюється тим, що вони мають підйомну силу. Наведемо такий досвід. Якщо з вікна автобуса або вагона, що рухається, висунути руку з пластинкою (шматком картону або фанери), поставивши її вертикально, то можна буде відчути, що руку відносить назад з якоюсь силою. Ця сила виникає тому, що на платівку набігає потік повітря і чинить на неї тиск. Цей тиск буде більшим, якщо збільшити розміри платівки або швидкість руху; на великій швидкості ця сила може виявитися такою великою, що висовувати руку виявиться небезпечним. Силу тиску на пластину зустрічного потоку можна зменшити багато разів, якщо пластину поставити рубом до потоку повітря. Якщо пластину поставити під невеликим кутом, то руку почне відхиляти не тільки назад, але і вгору. Кут по відношенню до потоку повітря називається кутом атаки (його прийнято позначати - альфа). Змії літають при середньому куті атаки 10-20 °.

То чому ж злітає повітряний змій?

На повітряного змія діють чотири сили: опір, підйомна сила, сила тяжіння та підйомна сила. А α F 2 F 3 F 1 (див рис).

На спрощеній кресленні лінія АВ зображує розріз плоского повітряного змія. Припустимо, що наш уявний повітряний змій злітає праворуч наліво під кутом α - альфа до горизонту або потоку вітру. Розглянемо, які сили діють на повітряний змій у польоті.

Щільна маса повітря перешкоджає руху повітряного змія на зльоті, тобто надає на нього деякий тиск, позначимо його F1. Тепер побудуємо так званий паралелограм сил і розкладемо силу F1 на дві складові – F2 та F3. Сила F2 штовхає повітряний змій від нас, а це означає, що під час підйому вона знижує його початкову горизонтальну швидкість. Отже, це сила спротиву. Інша сила (F3) захоплює повітряного змія вгору, тому назвемо її підйомною. Ми визначили, що на повітряного змія діють дві сили: сила опору F2 та підйомна сила F3.

Піднімаючи повітряного змія в повітря (буксуючи її за леєр), ми штучно збільшуємо силу тиску на поверхню повітряного змія, тобто силу F1. І чим швидше ми розбігаємось, тим більше збільшується ця сила. Але сила F1, як ми визначили, розкладається на дві складові: F2 та F3. Вага повітряного змія постійна, а дії сили F2 перешкоджає леєр, збільшується підйомна сила – повітряний змій злітає.

Швидкість вітру зростає з висотою, тому при запуску повітряного змія намагаються підняти його на таку висоту, де вітер міг би підтримувати модель в одній точці. У польоті повітряний змій завжди знаходиться під певним кутом до напряму вітру.

Сила опору – створюється рухом повітря, яке обтікає змія.

Підйомна сила – це частина опору, яка перетворюється на силу, спрямовану вгору.

Сила тяжіння обумовлена вагою змія та прикладена у точці, яку називають центром тяжіння.

Рухаюча сила повідомляється змію леєром, що діє як мотор. Змій полетить, якщо лінії дії всіх цих сил перетнуться в центрі тяжіння. Інакше політ змія буде нестабільним. Щоб витримати ці вимоги, поверхня змія має бути нахилена по відношенню до вітру під правильним кутом. Поздовжня стійкість змія забезпечується хвостом або формою аеродинамічної поверхні, поперечна - кільовими площинами, що встановлюються паралельно леєру, або вигнутістю та симетричністю аеродинамічної поверхні. При виготовленні зміїв про ці фактори не слід забувати. Стійкість польоту змія також залежить від положення центру тяжкості повітряного змія. Хвіст зміщує центр ваги повітряного змія вниз і гальмує коливання змія, якщо вітер поривчастий, нерівний.

Проведемо розрахунок підйомної сили повітряного змія за такою формулою:

Fз=K*S*V*N*cos(a),де

К=0,096 (коефіцієнт),

S - несуча поверхня (м 2),

V - швидкість вітру (м/с),

N – коефіцієнт нормального тиску (див. таблицю)

Швидкість вітру, V, м/с 1 2 4 6 7 8 9 10 12 15

Коефіцієнт нормального тиску N, кг/м2

0,14 0,54 2,17 4,87 6,64 8,67 10,97 13,54 19,5 30,47

a – кут нахилу.

приклад.

Вихідні дані:

S=0,5 м2;

V=6 м/с,

a= 45 °.

N=4,87 кг/м 2 . (Див. таблицю)

Підставляємо величини формулу, отримуємо:

Fз = 0,096 * 0,5 * 6 * 4,87 * 0,707 = 1 кг.

Розрахунок показав, що цей змій підніматиметься вгору тільки в тому випадку, якщо його вага не перевищить 1 кг. Розрахунок підйомної сили ми провели у старій системі одиниць (кг*с, кілограм-сила), а не в системі СІ (Н, Ньютон). Річ у тім, що у повсякденні нам простіше оцінювати силу кілограмами, а чи не ньютонами, тобто. ми знаємо, скільки зусиль нам необхідно докласти, щоб підняти сумку з 5 кг картоплі. У випадку з повітряними зміями теж саме. Для справедливості наведемо переведення кілограм-сили в систему СІ: 1 кг * с = 9,81 Н. Але не все так просто, як це виглядає збоку. Швидкість вітру дізнатися дуже важко, навіть якщо запускати змія, тримаючи в руках анемометр, результати не будуть правдивими. Швидкість вітру змінюється із висотою. Та й кут нахилу трохи змінюється у процесі польоту. Лише практика допоможе запустити паперового змія.

Таким чином, розглянувши основні принципи польоту повітряного змія, можна сміливо сказати, що простіший у конструюванні та управлінні повітряний змій є прототипом складніших літальних апаратів.

ВИСНОВОК

Розглянувши історію виникнення повітряного змія, вивчивши основні види та конструкцію, провівши порівняльний аналіз, я дійшла наступного висновку.

У наш час повітряний змій, будучи дитячою забавою, вимагає великої уяви та сприяє розширенню кругозору. У процесі вибору типу та форми змія розвиваються схильності до дизайну, у конструктора з'являється можливість для художнього самовираження у процесі вигадування емблем та інших елементів прикраси, тому політ повітряного змія – це захоплююче видовище.

Для інших це є захоплюючим видом спорту. По всьому світу створюються Клуби та спільноти, що об'єднують любителів повітряних зміїв - як конструкторів, так і тих, що просто запускають. Одним із відомих є KONE – Клуб Повітряних Зміїв Нової Англії, що входить до складу Американської Асоціації Кайтинга. Хтось розглядає запуск повітряного змія як добру традицію, наприклад, у Японії.

За кордоном повітряні змії надзвичайно популярні серед дітей та молоді. Особливо ними захоплюються на Кубі, о. Балі. Часто можна бачити, як діти, навіть перебуваючи на пляжі, не розлучаються зі своїм улюбленим заняттям – у повітрі над морем ширяють змії найрізноманітнішої конструкції, найяскравіших кольорів. У наші дні будівництво зміїв не може мати ні оборонного, ні наукового значення. Оскільки з розвитком авіації їх роль цих сферах зменшилася.

Конструювання та запуск повітряних зміїв для людей, які ставляться до цього не як до розваги, допомагає зрозуміти основні принципи польоту всіх літальних апаратів разом узятих. Змійкова справа стала одним із розділів початкової авіаційної підготовки школярів, а повітряні змії - повноправними літальними апаратами поряд з моделями літаків та планерів, оскільки дозволяють вивчити закони фізики, аеродинаміки та практичне їх застосування.

Такий підхід до повітряних зміїв є початковим щаблем для хлопців, які планують пов'язати надалі своє життя з конструюванням чи експлуатуванням літальних апаратів. Без знань розрахунків, без урахування особливостей нижніх верств атмосфери, напрями вітру тощо. не запустити як повітряного змія, так і моделі планера чи літака

Література

1. Єрмаков А.М. Найпростіші авіамоделі: Кн. Для учнів 5 – 8 кл. середовищ. шк. М: Просвітництво, 1989, - 144 с.

2. Енциклопедія саморобок. - М.: АСТ - ПРЕС, 2002. - 352.: іл. – (Зроби своїми руками).

3. Рожов В.С. Авіамодельний гурток. Для керівників гуртків шкіл та позашкільних закладів М.: Просвітництво, 1986.-144с.

4. Єрмаков А. М. «Прості авіамоделі», 1989

5. «Факультативний курс фізики» - М: Просвітництво, 1998р.

6. А.А.Пінський, В.Г.Разумовський "Фізика та Астрономія" - Просвітництво, 1997р.

7. Енциклопедія для дітей. Том 14. Техніка. Гол. ред. М.Д. Аксьонова. - М:

Аванта +, 2004.

Інтернет ресурси:

1. http://media.aplus.by/page/42/

2. http://sfw.org.ua/index.php?cstart=502&

3.http://www.atrava.ru/08d36bff22e97282f9199fb5069b7547/news/22/news -17903

4. http://www.airwar.ru/other/article/engines.html

5. http://arier.narod.ru/avicos/l-korolev.htm

6. http://www.library.cpilot.info/memo/beregovoy_gt/index.htm

7. http://aviaclub33.ru/?page_id=231

8. http://sitekd.narod.ru/zmey_history.html

9. http://sitekd.narod.ru/zmey_history.html