Перші згадки про повітряні змії зустрічаються ще у II столітті до н.е., у Китаї. Згідно з документами полководець Хань Сінь, ведучи облогу міста за допомогою повітряного зміявиміряв висоту його стін. Але змії служили і мирним цілям, вони піднімали в небо феєрверки під час свят, їх використовували в рибному лові, підвішуючи до нитки гачки, що ширяє над водою. Крім того, він застосовувався селянами як городній ляк.

А ось до Європи повітряний змій потрапив значно пізніше. Марко Поло, італійський дослідник, який повернувся з Китаю в 1295 р., написав точний звіт про конструкцію повітряних зміїв та спосіб їх запуску.

Довгий час змії не знаходили практичного застосування. З другої половини XVIII ст. їх починають широко використовувати під час проведення наукових дослідженьатмосфери. 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 при запуску змія в 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, А.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 повинні були забезпечити достатню підйомну силу.

Практичні здібності повітряного змія привертали увагу військових. У 1848 р. К.І. Константинов 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.

Якийсь Отто Лілієнталь з Німеччини в 1891 році вперше піднявся в повітря на повітряному змії власної конструкції, започаткувавши кайтинг - вид спорту, при якому спортсмен пересувається по місцевості за допомогою повітряного змія.

Останніми роками розвиток отримали звані пілотажні змії - повітряні змії спеціальної форми, керовані з допомогою двох леєрів. 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.

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

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

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

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 раннього дитинства знаємо, що таке повітряний змій: як його запускати та як ним керувати. 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 особливістьповітряного змія – його простота. Він простий у виготовлення та запуску, зате якого досвіду набирається дитина, граючись зі змієм! Також інтерес до змій 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. Кайтінг 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 і 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 шаріватмосфери 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 розвага чи практична аеронавтика?».

А що таке аеронавтика? Аеронавтика (повітря) - так називається мистецтво підніматися на повітря за допомогою відомих пристосувань і рухатися в 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;

Вивчення принципів польоту змія.

Методи дослідження : робота з науковою літературою, інтернет - ресурсами, підбір ілюстративного матеріалу, його оформлення, дослідження, проведення пробних польотів із 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 виготовлені з дерева. Вони будувалися як риб, птахів, жуків, розфарбовувалися в різні кольори. Найпоширенішою фігурою була фігура змія – дракона. Звідси, можливо, й 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 загрожував повний 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. А в 1066 Вільгельм Завойовник використовував повітряні змії для військової сигналізації при підкоренні Англії. Але, на жаль, про форму стародавніх 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. У 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 доньку 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 був піднятий на висоту 4600 м. У 1897 р. розпочато роботи з повітряними зміями та 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 з 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 флотуПід 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 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.

Повітряні змії під час першої світової війни використовували також для захисту важливих військових об'єктів від нападу літаків супротивника 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 супротивника велику небезпеку.

В наш час будівництво повітряного змія – захоплююче заняття, створення та запуск їх не втратили та не втратить свого значення. Теоритична 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 – всі вони відрізняються один від одного зовнішнім виглядом, льотними якостями чи технологією виготовлення.

Класифікація повітряних зміїв

Класифікація повітряних зміїв точно не задана. 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 листами 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 тощо), до якої підв'язаний леєр за допомогою вуздечки.

Bowed - категорія повітряних зміїв, що з землі дуже нагадує плоских. Проте даний видповітряних 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 різноманітних формах, починаючи від квадрата і закінчуючи фантазією художника. Розглянемо основні їх:

 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 обтяжку наклеюють з паперу або тканини. Змій обов'язково оснащується довгим і досить важким хвостом надання йому стійкості в 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 вигин 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 вигину консольним рейкам і змій набуває v-подібної форми. Додаткову стійкість надає купольність обшивки. При цьому чим дужче дме вітер, тим стійкіше веде себе змій. Цю форму набули моделі спортивних керованих повітряних зміїв. Можливість керування досягається використанням дволеєрної схеми. Обидва леєри пілот тримає в руках. Змінюючи натяг леєрів досягають 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, однак 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 виник 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 вставлені 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, для збільшення підйомної сили має спеціальні відкритки. Він складається з чотирьох поздовжніх рейок (лонжеронів) та чотирьох парних поперечних рейок-хрестовин, двох коробок та двох відкрилків.

Безкаркасні повітряні змії

До безкаркасних відносяться змії, що не мають жорстких частин. Форму змій приймає, роздмухуючи за рахунок потоку повітря, що набігає. Звідси дві переваги 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 скомкатися. 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, так як його можна згорнути в трубочку без необхідності збирання-розбирання.

 Sled foil – подальший розвитокзмія попередньої моделі. У цій конструкції взагалі немає жорстких елементів. Жорсткість куполу 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 й 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 так само притаманні певні проблеми 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 додавань. 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 рішеньроблять 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: одностропні, двостропні керовані, чотиристропні керовані. Двостропові в основному це пілотажні змії, або кайти площею до 3 кв. 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 тварини.

 Надувний - так само цікава модель є спробою поєднати переваги парафойлів та каркасних моделей. Є так само оболонка, але тепер вона надмається 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 ребром 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 спрощеному кресленні лінія АВ є розрізом 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 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 що швидше ми розбігаємося, то 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 перебуває під певним кутом 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.

Рушійна сила повідомляється змію леєром, що діє як двигун. Змій полетить, якщо лінії дії всіх цих сил перетнуться у центрі тяжкості. Інакше політ змія буде нестабільним. Щоб витримати ці вимоги, поверхня змія має бути нахилена 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 тяжіння повітряного змія. Хвіст зміщує центр тяжіння 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). Справа в тому, що в повсякденному життінам 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. Тільки 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.

Багато конструкторів, які раніше захоплювалися змійковою справою, перейшли до роботи над літаками. Але їхній досвід будівництва зміїв не пройшов безслідно. Він, безумовно, зіграв свою роль історії авіації першої стадії розвитку літака.

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 з 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 первісної 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 змій є початковим щаблем для хлопців, які планують пов'язати надалі своє життя з конструюванням або експлуатуванням літальних апаратів. Без знань розрахунків, без урахування особливостей нижніх прошарків 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. «Найпростіші 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

Історія повітряного змія – давня та захоплююча.
Запуск повітряних зміїв належить до найдавніших розваг у світі. Ніхто не може з певністю сказати, коли воно з'явилося, але достовірно відомо, що люди знали про це заняття багато століть тому і що прийшло воно зі Сходу. Більш того, винахід повітряного змія відповідало віковим прагненням людини опанувати повітряний простір.

В історії завоювання людиною повітряного океану повітряні змії займають важливе місце. Не можна сказати з певністю, хто їх винайшов і коли вони вперше піднялися у повітря. Давньогрецькі джерела стверджують, що це сталося в IV столітті до нашої ери і що честь їхнього винаходи належить Архітасу з Тарен-туму. У корейських стародавніх сувоях сказано, що один генерал у ті далекі часи запустив повітряного змія з прикріпленим до нього ліхтарем, щоб вдихнути сміливість у своїх воїнів. Вони повірили тому, що це - нова зірка, яка обіцяє їм допомогу небес.

Історія повітряного змія. Древній Китай

Але одне відомо достеменно - у IV столітті до нашої ери повітряні змії були поширені в Китаї. Вважають, що перші китайські повітряні змії були виготовлені з дерева. Швидше за все, вони були бамбуковими каркасами, обтягнутими шовком, винайденим китайцями понад 4000 років тому. Цілком ймовірно, що його стали використовувати і у виготовленні зміїв. Приблизно близько 105 року китайці з волокон рослин навчилися робити папір. Потім новий матеріал використали для обтяжки зміїв.

Якщо говорити про цілі та завдання запуску повітряних зміїв китайцями в такі давні часи, то ми знайдемо тут чимало цікавого. Стародавні китайські історики писали, що зміїв використовували для перекидання мотузок через широкі річки та глибокі гірські ущелини. А згодом до них кріпилися дерев'яні пішохідні мости.

Розповідають, що китайський генерал династії Хань (295 р. до н. е. - 221 р.) звернув вороже військо тікати, запустивши над табором супротивника вночі музичного повітряного змія. Вороги бігли, подумавши, що це звуки голосів їхніх ангелів-охоронців, які попереджають їх про небезпеку. Зміїв, що піднімали в повітря людей, використовували під час облоги міст і для перекидання воїнів через лінії ворожих військ. Важко сказати, коли точно це відбувалося, бо дати на той час не вказували. Відомо лише, що у XVII столітті китайські та японські війська використовували повітряних зміїв для розвідки ворожих позицій.

Історія повітряного змія. Стародавній китай – розвага

Повітряні змії - одна з традиційних народних розваг у Китаї. З початку нашої ери там робили найрізноманітніших зміїв у вигляді птахів, звірів, чудовиськ та героїв. Їх прикрашали ліхтариками та вітряними вертушками, що, ймовірно, послужило поштовхом до винаходу пропелера. Певні типи повітряних зміїв були створені для битв між ними. Верхню частину линя покривали гострими осколками скла. Необхідно було обрізати лин змія супротивника та змусити змія впасти на землю.

Через століття до нас дійшли гравюри, на яких зображено запуск повітряних зміїв. На одній з них все небо заповнене повітряними зміями, що ширяють, які запускають усі - від дітей до глибоких старих людей. Автор не може не згадати тут про свої особисті враження. Нещодавно він бачив двох літніх китайців, які запускали повітряного змія у дворі лікарні, коли інші досить бадьорі пацієнти грали в крикет або займалися дихальною гімнастикою.

Існує думка, що повітряні змії були відомі і в Стародавніх Греції та Римі. Не можна стверджувати це напевно, але, прийнявши за відправну точку Китай IV століття, можна простежити поширення повітряних зміїв різним країнам, до таких, як Нова Зеландія. Місцеві жителі - маорі використовували для їх виготовлення перфоровану тростину. Вважалося, що звуки, що видають такі повітряні змії, відлякують злих духів.

Історія повітряного змія. Європа

Історія повітряного змія. Повітряний змій Коді

У короткому переліку піонерів повітроплавання особливе місце має бути приділено Семюелю Франкліну Коді. Народившись в Америці, в 1896 він переїхав на проживання в Англію. Біограф Коді зазначає, що він став першою людиною в Британії, яка піднялася в повітря на першому практично придатному для польотів літальному апараті. Коді працював на військовій фабриці у Фарнборо, що випускала повітряних зміїв та кулі. У 1901 році він запатентував повітряного змія, здатного підняти в повітря людину. Його конструкція нагадувала систему Баден-Пауелла, тільки коробчасті змії були з'єднані в ряд. Конструкція Коді була офіційно прийнята військовим відомством у 1904 році. У такій конструкції пілот знаходився на одному із зміїв, який був з'єднаний тросом з іншими зміями. Змій, що несе людину, міг підніматися чи опускатися на тросі. Мабуть, були й такі троси, які дозволяли пілотові відхилятися убік.

Історія повітряного змія. Винахід літаків

Цікаво відзначити, що місіс Коді, наслідуючи приклад Марти Покок, здійснила кілька підйомів на повітряній змії свого чоловіка. В 1903 Коді на своєму літальному апараті перетнув Ла-Манш, перелетівши з Франції в Англію. Літальний апарат був спеціальним човном, до якого був прикріплений повітряний змій. Коді також здійснив перший в Англії короткий моторизований політ, приробивши до повітряного змія мотор.

Тісний зв'язок між повітряними зміями та літаками був відзначений письменником О.Л. Оуен, який присвятив себе авіації. Він стверджував: «Усі успішно літаючі планери та літаки періоду експериментів засновані на використанні принципів польоту повітряних зміїв коробчастого типу». Можна ще додати, що інший авторитетний знавець цього питання, К.Г. Гіббс-Сміт, говорив: «Перші літаючі біплани в Європі не тільки були сконструйовані на основі цих зміїв, але й носили таке ж
е назва - коробчасті змії».
Неможливо обійтися хоча б без короткої згадки про талановитого авіатора Октава Чанута. Цей американець побудував та випробував безліч літальних апаратів та здійснив понад 1000 польотів.
Його співвітчизники - американці Вілбур та Орвіл Райти - здобули собі нев'янучу славу в галузі авіації. Вони були синами єпископа і жили в Дейтоні, штат Огайо. Ранній інтерес до повітряних змій привів братів на шлях великих звершень. У вересні 1800 року вони вивели свій перший планер на піщані прибережні дюни Кітті-Хоук, Північна Кароліна. Апарат братів Райт літав як змій та був закріплений тросом на землі. Іноді він літав, як планер. Ця конструкція стала прообразом великих відкриттів у повітроплаванні.

З Америки ми повернемося до Європи, до Альберто Сантос-Дюмона, багатого бразильця, який жив у Франції. Скориставшись конструктивною розробкою коробчатого змія Харгрейва, він побудував літальний апарат з мотором, який насправді був моторизованим повітряним змієм. У Багателі поблизу Парижа в 1906 Альберто Сантос-Дюмон завоював приз французького аероклубу, здійснивши перший публічний політ в Європі і пролетівши 25 метрів.
Згодом принципи побудови повітряного змія коробчастого типу вплинули на проектування літаків.

Поява повітряних зміїв нового типу пов'язана з ім'ям Олександра Грехема Белла, який винайшов у 1876 діючий телефон. Белл створив чотиригранний повітряний змій у формі піраміди. Але хоча він замислювався автором як апарат, здатний піднімати в повітря людини, і в 1909 був забезпечений мотором і пропелером, апарат не виправдав свого призначення.

Протягом дев'яностих років і до кінця XIXстоліття було проведено безліч захоплюючих експериментів з повітряними зміями та літальними апаратами, побудованими на їх основі. Люди наполегливо та сміливо намагалися завоювати повітряну стихію. Їхня відданість великій ідеї проклала шлях сучасної авіації.

Пасажири сучасного лайнера у великому боргу перед дослідниками повітряних зміїв, які відкрили світові широкі можливості. З першого погляду нелегко знайти схожість між сучасним літаком та повітряним змієм. Автор сподівається, що цей короткий огляд зробить такий зв'язок помітнішим і допоможе читачеві зрозуміти слова капітана Фербера, який сказав, що «повітряний змій – це поставлений на якір аероплан».
Для днів, що належать до експериментального періоду розвитку авіації, це було особливо вірно. Літальні апарати того часу, як ми бачимо, дуже нагадували по конструкції
повітряних зміїв. Тому сучасники розглядали повітряного змія як літак якоря і, навпаки, аероплан - як незаякоренного повітряного змія. Але зауваження Фербера набагато глибше за змістом. Іншими словами, на повітряного змія і на літак у польоті діють ті самі сили. Хоча сучасний літак дуже далекий від його прототипів і тим більше від повітряних зміїв, зв'язок цей, як і раніше, існує. У польоті вони перебувають під впливом сил опору, рушійної сили, підйомної сили та сили тяжіння.

Історія повітряного змія. Бенжамін Франклін та його досліди

Історія розвитку повітряних зміїв пов'язана і з іншими відомими іменами та подіями. Почнемо із XVIII століття. У 1706 році в Бостоні, штат Массачусетс, народився Бенджамін Франклін, який став великим ученим у галузі метеорології. У 1746 він приступив до вивчення електрики. У 1752 році, вирішивши довести, що блискавка - це електричний розряд, Франклін запустив повітряного змія під час грози, щоб отримати електрику з хмар. Він прив'язав до ліня, на якому запускав змія, металевий ключ, а до нього – шовкову стрічку. Ця стрічка мала перешкоджати проходженню блискавки через тіло експериментатора. Блискавка пройшла лінією і пішла в землю. Коли Франклін доповів у Королівському суспільстві у тому, що його повітряний змій дістав електрику з хмар, був осміяний.

Але потім колеги змушені були визнати його правоту. Результатом цього експерименту став винахід Франкліном в 1753 громовідведення. Коли за три роки було зафіксовано шістдесят три удари блискавки у вершину хмарочоса Емпайр-Стейт-Білдінг, стала зрозумілою вся важливість цього відкриття. І повітряний змій зіграв у ньому певну роль. Цікаво, що ще будучи хлопчиком, Франклін перелетів на повітряному змії через озеро і вже тоді заявляв, що таким же способом можна перелетіти через Ла-Манш.

Історія повітряного змія. Метеорологічний прилад

Досвід Франкліна - не єдиний приклад запуску повітряних зміїв для вивчення погоди, яка завжди викликала у людей живий інтерес. У ХІХ столітті повітряних зміїв стали використовуватиме підйому метеорологічних приладів, і це практика тривала у ХХ столітті. Визначний запуск метеорологічних повітряних зміїв був здійснений у Німеччині у 1905 році. Зв'язка із шести зміїв досягла висоти чотирьох миль. Це майже половина висоти до тропосфери – нижчої межі атмосфери. Проведений політ дозволив отримати цінну інформацію про температуру, тиск та вологість на великих висотах.

Гульєльмо Марконі, як і Бенджамін Франклін, з дитинства цікавився електрикою. У 1895 році він почав експерименти з прийому та передачі електричних імпульсів, які називаються хвилями Герца. І 12 грудня 1901 року Марконі досяг великого успіху – прийняв бездротові сигнали, що пройшли через весь Атлантичний океан, з невеликого міста на півострові Корнуолл у Великій Британії до Сент-Джонса на Ньюфаундленді. Ім'я цього винахідника радіо відоме всім, але мало хто знає, що його видатний винахід було зроблено завдяки повітряному змію. У 1901 році Марконі використав у Сент-Джонсі, де він встановив свою апаратуру, для підйому антени повітряного змія.

Історія повітряного змія. Перша світова війна

Під час Першої світової війни (1914-1918) повітряні змії використовувалися воюючими сторонами, як і повітряні кулі. Хвіст змія кріпився до повітряної кулі для надання останньої стійкості. Такі комбіновані кулі-змії здіймалися на висоту до 1,5 км. Їх запускали над морем для захисту конвоїв та спостереження за німецькими підводними човнами. Крім того, повітряні змії-кулі застосовувалися у Британії для захисту від ворожих літаків. Вони підтримували в повітрі мережу з тонких сталевих тросів, яка призводила до непридатності літаків супротивника. У Другу світову війну(1939-1945) повітряні змії продовжували залишатися у строю. Їх застосовували для підйому радіоантени, як це робив Марконі. З їхньою допомогою піднімали на човнах або плотах людей із затонулих суден та збитих літаків.

Як англійською повітряний змій

Декілька слів про англійський варіант слова «повітряний змій», англійською – «kite». Початкова форма та значення його невідомі. Воно могло сформуватися у середньовічному періоді розвитку англійської мови(1100-1500). Така була також назва хижого птаха з сімейства соколиних, що відрізнявся дуже гарним польотом. Гілберт Уайт у «Натуральній історії Селборна» описував його так: «Ці соколи… літають колами, розправивши нерухомі крила». Повітряний змій ромбовидної форми, ширяючи в повітрі, нагадує контури сокола. Тому середньовічні англійці могли надати їм подібні назви.

Звернувши погляд у минуле, ми розповіли, як повітряні змії допомогли людям досягти видатних наукових досягнень. Розповіли і про історію держав і народів через призму літальних апаратів, що ширяться в небі. Історія ця охоплює багато століть і країни, тому можна сміливо сказати, що винахід повітряних зміїв мало всесвітнє значення.
Тому ми сподіваємося, що виготовлення та запуск повітряних зміїв ще довго буде одним із найцікавіших хобі у світі.

Ріджуей Гарольд

Вже в давнину люди мріяли про польоти в небо, і міф про Дедаля та Ікара — пряме тому підтвердження. Причому вже тоді вони розуміли, що без крил їм не обійтися. Ну, а їх цілком могли замінити дуже легкі та похилі по відношенню до потоку повітря площини з паперу та рейок. Так, мабуть, і народився перший повітряний змій.

У Китаї ця розвага налічує вже не одну тисячу років. А згодом народилася й ідея підняти у повітря на змії людину. Якщо вірити старовинним малюнкам, то японцям це цілком вдавалося сторіччя тому. Більш того, піднімаючись у небо, прив'язаними до повітряних змій, вони ще й обсипали своїх ворогів стрілами.

Втім, анітрохи не менш цікавим застосуванням повітряних зміїв відзначились і наші предки. Так, 906 року київський князь Олег скористався повітряними зміями під час облоги Константинополя — Царгорода. У літописі повідомляється, що над ворогом у повітрі з'явилися "коні та люди паперові, озброєні та позлащені", тобто це були виготовлені русичами величезні повітряні змії. І хоча вони ніякої шкоди завдати не могли в принципі, морально-психологічний вплив на ромеїв вони, безумовно, надали — і дуже сильний. Адже люди тоді були дуже прості та лякалися всього незвичайного та незрозумілого.

Згодом повітряні змії добре послужили і російській науці. Зокрема, саме за допомогою змія М. В. Ломоносов, починаючи з 1750 року, проводив експерименти, в ході яких він виявив електричну природу блискавки. Причому ці досліди дослідження атмосферної електрики були надзвичайно небезпечні. Так, 26 червня 1753 при запуску змія в грозу загинув колега Ломоносова, академік Г. В. Ріхман, причому незважаючи на це Ломоносов свої досвіди продовжив. Змії на той час були плоскі, не дуже стійкі, хоча для наукових цілей робили їх значного розміру, площею кілька квадратних метрів.

На початку XX століття повітряні змії внесли свій внесок і у створення радіо. А. С. Попов використовував їх для підйому антен на значну висоту, що збільшувало дальність прийому та передачі повідомлень по радіо.

У цей час талановитий винахідник З. З. Неждановский будує великі змії, які відрізнялися дивовижною стійкістю і великою вантажопідйомністю. Учень знаменитого російського вченого Миколи Єгоровича Жуковського, професор З. А. Чаплыгін пізніше згадував, що змії були подібні формою крил з пізнішими образами безхвостих аеропланів і планерів, але мали більше вертикальних площин.

У 1898 році російський повітроплавець С. А. Ульянін запропонував цікавий проект "змійкового поїзда" складеного відразу з декількох зміїв, щоб піднімати в повітря спостерігачів та наукову апаратуру. Ідея сподобалася, так що навіть "попри всю відсталість царського самодержавства" (так було прийнято писати за радянських часів, хоча насправді це було не завжди так) було сформовано спеціальну "змієву команду". Ульянін та багато інших спостерігачів неодноразово піднімалися на висоту понад 200 метрів. Було вирішено, що такі ось "змійкові потяги" можна застосовувати на військових та наукових судах, використовувати для спостережень та досліджень в океанах та в Арктиці. З їхньою допомогою можна було піднімати наукові прилади на висоту до чотирьох-п'яти кілометрів. А одного разу було навіть встановлено своєрідний рекорд висоти підйому змія — 9740 метрів!

На морі буксирування зміїв зазвичай здійснювалося швидкохідними міноносцями, які при цьому йшли проти вітру, змушуючи таким чином підніматися. Трос, що з'єднував змія з кораблем, намотувався на лебідку і "травився" (тобто відпускався), або змотувався, і тоді змій спускався до корабля. Фотографія з журналу "Нива" за 1902 наочно показує, яким чином все це здійснювалося. Спостерігач з висоти сигналізував про маніпуляції за допомогою прапорного семафора, звичайного засобу зв'язку у тодішній морській практиці.

Важливо і використання повітряних зміїв під час розробки перших літаків. Зокрема, А. Ф. Можайський, перш ніж розпочинати будівництво свого літака, провів серію випробувань з повітряними зміями, що тяглися упряжкою коней. На підставі цих дослідів він обрав розміри літака та визначив площу його крил, які мали забезпечити йому достатню підйомну силу.

Якщо ми подивимося на фотографії перших аеропланів того часу, то відразу зауважимо, наскільки ж вибагливою була фантазія їхніх творців. Тут і крило у формі диска, і "крила кажана", і безліч крил, зібраних у пакет одне над одним. Літак А. Можайського був монопланом, тобто мав лише одне крило. "Флайєр" братів Райт - біпланом і мав пару крил, а ось знаменитий Червоний барон фон Ріхтгофен у роки Першої світової війни так і зовсім літав літаком-трипланом. І все тільки тому, що тут діяло завжди одне важливе правило, виведене саме завдяки вивченню повітряних зміїв: чим більше у літака площин, тим вища його підйомна сила.

У 1848 році К. І. Константинов розробив систему порятунку суден, що зазнали лиха поблизу берега, на борт яких за допомогою повітряних зміїв подавався рятувальний трос. Під час Першої світової війни війська різних країн застосовували змії для підйому на висоту спостерігачів-коригувальників артилерійського вогню для розвідки ворожих позицій.

З розвитком повітроплавних та авіаційних літальних апаратів повітряні змії стали застосовувати виключно в розважальних та спортивних цілях. Цікаво, що до війни в СРСР навіть проводилися чемпіонати. Радянського Союзузі змійкового спорту.

Пізніше катання на водних лижах поєднали з підйомом на зміях. В даний час цей напрямок отримав особливий розвиток і навіть власну назву - кайтінг. Сьогодні це вид спорту, коли спортсмен пересувається поверхнею землі чи води з допомогою повітряного змія. При цьому форма крил особливого значення не має — головне, щоб змій міг підняти людину у повітря!

Чи можна поставити питання, що це? Летюча на нитці за вітром найпростіша конструкція? Трикутник із кольорового паперу, на якому приземлилася на голову своїм хлопцям Меррі Поппінс? Але звичайна для нас іграшка - така як повітряний змій, не зовсім проста, як може здатися з першого погляду.

Історія повітряних зміїв бере свій початок ще за часів стародавнього Китаю. Там він і називався змієм, бо у свято Дракона, яке проходило 9 вересня, величезні тулуби з паперу, які на кінці мали зміїну голову, запускалися в небо. Починаючи з другого століття ця традиція не забувається і сьогодні.

У стародавніх літописах слов'ян та візантійців знаходяться різні згадки про подібності повітряних зміїв. Тільки це швидше була військова техніка, аніж іграшки. Для того, щоб заплутати ворога або просто його налякати, князь Олег застосовував «коні та люди паперові, озброєні та позлащені». А при взятті Англії Вільгельм Завойовник у 1066 використав зміїв для військових спецсигналів.

На даному етапі часу історія замовкла і змії стали просто розвагою, яка була далекою від науки. Проте, не полетів ще такий літак, що було збудовано без закону аеродинаміки. А такий закон допомогла відкрити ця іграшка.

Раніше знали лише кілька видів повітряних зміїв – це одноплощинні, тобто мають хвіст, та складові, які з'єднані у гнучку систему. Відомий математик Л. Ейлер в 1756 сказав, що змій - це дитяча іграшка, яку недооцінюють вчені, але вона змушує серйозно над собою замислитися. Досягнення Ікара та Дедала спробували повторити через 140 років німецький інженер Ліліенталь та австрієць Харграв. Харграв вперше запустив у повітря людину за допомогою цього пристрою і не зупинився на досягнутому. Результатом цього став коробчастий повітряний змій, який не вимагав хвоста для стійкості під час польоту. Такі літаючі коробки, які придумав Харграв, проштовхнули поняття про аеродинаміку і допомогли при створенні перших літаків, і стали третьою можливою конструкцією - багатоплощинною.

Не пройшов стороною повітряного змія і Михайло Васильович – охоронець нашої науки. Він теж балувався іграшкою. Природу блискавок та верхні шари атмосфери Ломоносов вивчав із її допомогою. Михайло Васильович використав повітряного змія, як провідника, 26 червня 1753 року, запустивши його під час грози на мотузці. Тільки цей експеримент мало не позбавив його життя, але став успішним, тому що вчений отримав розряд статичної електрики.

Коробчастих повітряних зміїв військові та інженери постійно видозмінювали, включаючи період початку першої світової війни. Під час технологічного прогресу цей винахід служив не лише мирним цілям. Змії застосовувалися під час воєнних дій для захисту. Над особливо важливими військовими об'єктами піднімали приблизно на 3000 метрів невеликі кулі, а також повітряних зміїв, щоб їхні троси з дроту могли збити літаки ворогів.

Цей винахід навіть має власне свято, яке називається «День повітряного змія».