Коробчатые воздушные змеи своими руками чертежи

Хобби портал. Последние материалы

Делаем коробчатого змея

Воздушный змей — самое древнее устройство, поднявшееся в воздух по воле человека. Первые воздушные змеи появились в Китае 3500—4000 лет тому на­зад. Им придавали различную форму, но наиболее излюбленной была форма дра­кона — змея. По видимому название «воздушный змей» связано с той формой, какую ему придавали ранее В более позднее время воздушные змеи стали делать в виде плоской или коробчатой рамки, обтянутой бумагой или тканью. Они уже ничем не напоминали сказочного дракона или змея, но название сохранилось.

Воздушные змеи применяются для научных целей, например, для подъёма ме­теорологических приборов, радиоантенн, фотоаппаратов для аэрофотосъёмки и т. п. Но в настоящее время воздушные змеи используются главным образом в авиа­моделизме.

Наиболее широко распрострайены простейшие змеи — плоский и так называемый «монах» Однако, значительно интереснее построить коробчатый воздушный змей. Такой змей имеет большую несущую поверхность и значительную грузо­подъёмность. Он очень устойчив в полете и лёгок в запуске. Известны случаи подъёма коробчатых змеев с метеорологическими приборами на высоту 7000 метров и более. В 1931 году, на Всесоюзных состязаниях, киевские авиамоделисты запу­стили в воздух целый «поезд» из одиннадцати коробчатых змеев, соединенных после­довательно. Этот «поезд» свободно поднимал в воздух взрослого человека. В 1938 году авиамоделисты гор. Серпухова (Московская область) построили большой коробчатый змей площадь его обтяжки составляла 20 квадратных метров и он поднимал груз в 60 кг.

Общий вид коробчатых змеев различных типов дан на обложке и на листе чертежей. Основу каждого коробчатого змея или, как говорят, силовой каркас, со­ставляют лонжероны — четыре продольные рейки, распёртые двумя крестовинами, каждая из которых состоит из двух распорных реек (распорок). Подъёмная сила создается обтяжкой змея, которая делается из двух полос плотной бумаги или тка­ни, склеенных или сшитых концами. Одно из полученных таким образом колец рас­положено в передней части змея, другое — в хвостовой.

Обтяжка прикреплена к лонжеронам и натягивается только тогда, когда встав­ляются распорные рейки. Следовательно, форма и жёсткость змея обеспечивается не только распорками, но и обтяжкой Коробчатые змеи всегда делают разборными: их свёртывают в трубку и носят в футлярах.

На нашем чертеже показаны все части простейшего ромбического коробчатогр змея, и даны пояснения по их изготовлению и сборке. Справа на чертеже изобра­жены три коробчатые змея других типов (вид в полёте, вид спереди, вид сверху). Размеры этих змеев не указаны: авиамоделисты, уже научившиеся строить ромбиче­ские змеи, легко выберут подходящие размеры.

Чертежи и пояснения к ним подготовлены Г. Б. Драгуновым — заведующим физической лабораторией Центральной станции юных техников. —

Для постройки коробчатого змея нужны такие материалы:

ткань — лёгкая и прочная (например, мадапалам, перкаль и т. п.) или бу­мага (чертёжная — миллиметровая, «синька» и т. п.);

рейки сосновые — сухие, прямослойные, без сучков. Если имеющиеся рейки окажутся короткими, их можно сращивать на косом срезе, с помощью казеинового или столярного клея и ниточной обмотки;

нитки — суровые. Для обмотки и усиления отдельных мест можно использо­вать и катушечные нитки № 10;

шпагат (для уздечки и леера) — тонкий, но прочный, лучше кручёный («английский»), толщиной 1—2 мм. Для уздечки нужно 6—7 м, для леера — не менее 500 м шпагата.

Кроме того потребуется немного клея, авиамодельной резины, олифы и папи­росной бумаги.

К воздушным змеям предъявляются следующие требования:

1. Змей должен быть достаточно прочным, так как минимальное давление на один квадратный метр его несущей поверхности при средней скорости ветра (7—8 м/сек) доходит до 2 кг.

2. Змей должен быть жёстким и под действием ветра не деформироваться.

3. Змей должен быть лёгким (при достаточной прочности). Следует стремиться к тому, чтобы его нагрузка (отношение веса змея к его площади) не превышала 0,3—0,4 кг на квадратный метр: в этом случае змей сможет летать и при слабом ветре (3—4 м/сек).

4. Змей должен легко собираться, разбираться и в разобранном виде занимать немного места.

Для постройки ромбического коробчатого змея (рис. 1) необходимо заготовить лонжероны — четыре рейки длиной по 1000 мм и сечением 10 X 10 мм и распорки — четыре рейки сечением 8X8 мм и длиной: две —по 750 мм, две —по 500 мм (рис. 2).

Лонжероны и распорки выстрагиваются рубанком из сухой, пря’мослойной сосны и обрабатываются кусочком стекла и стеклянной или наждачной бумагой. Распорки желательно пропитать олифой.

Из бумаги или ткани выкраивают обтяжку змея (две полосы, для верхней и нижней коробок. Вдоль полос вшивают или вклеивают суровые нитки — ликтрос
Концы ликтрос выпускают в углах коробок для притягивания обтяжки к лонжеронам (рис. 5).
После того, как обтяжка привязана к лонжеронам вставить распорные рейки (на рисунке 8 они обозначены пунктиром) и в местах пересечения перевязать их. Змей готов.

Воздушные змеи можно запускать при скорости ветра от 3 до 14 метров в се­кунду (наиболее благоприятная скорость — 6—7 м/сек), в сухую погоду.

Для запуска змея надо выбрать открытое место вблизи которого нет воздушных линий электропередачи, телеграфной и телефонной связи, радиоантенн, деревьев и вы­соких зданий.

Во время туристских походов и массовых игр на местности, коробчатые змеи можно использовать для сигнализации (для этой цели обтяжку змея лучше сделать цветной, а в ночное время подвесить к змею электрический фонарик); если заменить леер из шпагата на проволочный, он может служить радиоантенной. Устроив несложное парусное приспособление — «воздушный почтальон» — нетрудно поднять на змее небольшой груз (например, модели парашютов, планеров, листовки), а затем автоматически сбросить его с высоты.

Источник

Изготовление коробчатого змея

Коробчатый воздушный змей коренным образом отличается от плоского змея и змея-монаха по конструкции и обладает значительно большей подъемной силой.

Коробчатый змей, показан на (рис.1),состоит из корпуса, пут, а также шнура, на котором он запускается.

Расчет коробчатого воздушного змея.

Хвоста этот змей не имеет. Корпус змея – каркас в виде коробки, обтянутый шелковой или хлопчатобумажной тканью, полиэтиленовой пленкой. Каркас собирается из реек квадратного или круглого сечения. Рейки изготавливаются из сухой прямослойной древесины сосны, ели, липы. Можно использовать также подходящие алюминиевые трубки. Необходимо чтобы все рейки были прямыми и одинакового сечения.

Обычные соотношения меньшей и большей сторон каждой прямоугольной грани каркаса – 1: 3 или 1: 4. Длина диагональных реек, служащих для создания жесткости каркаса и расположенных в верхней и нижней его частях, легко рассчитываются по теореме Пифагора. Конечно размеры диагональных реек корпуса, как вверху, так и внизу, должны быть одинаковыми. Ширина “a” полотна покрытия корпуса составляет 1/3 от высоты корпуса.

Все рейки изготавливают на 100 мм. больше их рассчитанной длинны для того, чтобы каждая рейка своими концами выступала на 50 мм за узел крепления реек межу собой. В месте крепления рейки перевязываются крест-накрест крепкими нитками, которые за тем промазывают клеем. Готовый каркас обтягивается полосами ткани или полиэтиленовой пленкой. К рейкам ткань или пленка обязательно приклеивается или пришивается (а лучше сразу и то и другое), иначе обшивка может сползти под напором ветра.

Корпус коробчатого змея можно сделать не только в виде параллелограмма, но и ромбическим. Кроме того, к корпусу по бокам с двух сторон хорошо пристроить крылышки. Эти крылышки при тех же размерах змея значительно увеличивают силу подъема, а также устойчивость в полете.

Каждое крыло имеет форму прямоугольного треугольника. Высота каждого из треугольников равна высоте корпуса змея, а длина основания – ширине полосы покрытия змея. Естественно, у змея с крылышками верхняя диагональная рейка делается длиннее на длину оснований двух крылышек. Крылышки выполняются из того же материала, что и обшивка, да и крепятся также.

Путы. В отличие от плоских змеев путы здесь состоят всего из двух стропок. Длина нижней стропки КО равна расстоянию ВК, то есть ширине полосы обшивки, а длина верхней стропки ВО – 2/3 ВК. Обе стропки либо связываются вместе, либо можно их соединить с помощью маленького кольца. К кольцу удобнее крепить шнур, на котором запускается змей. Размеры стропок у ромбического змея такие же, как и у прямоугольного.

Ромбический коробчатый змей Поттера.

Для увеличения подъемной силы змей имеет специальные открылки. Этот змей можно построить в двух вариантах: неразборным и разборным (для удобства его транспортировки).

Рис. 4. Неразборный коробчатый змей Поттера: а — общий вид; б — чертеж; в — каркас змея в собранном виде; г — размеры уздечки.

Сначала ознакомимся с конструкцией неразборного змея (рис. 1). Он состоит из четырех продольных реек (лонжеронов) и четырех парных поперечных реек-крестовин, двух коробок и двух открылков.

Для постройки змея подготовим сосновые рейки сечением 8X6 мм длиной 1000 мм 7 штук, длиной 600 мм — 4 штуки, длиной 1500 мм — 1 штуку. Сначала из реек соберем раму размером 1000Х1000 мм. На углы рамы и места соединения лонжеронов с распорными рейками приклеим косынки из миллиметровой фанеры.

Вторую раму соберем тем же способом, только один лонжерон укрепим после того, как вторая рама будет вставлена в первую. Когда последний лонжерон будет укреплен, приступим к соединению крестовин. Для этого между рейками вставим наклейки — квадратики из миллиметровой фанеры — и прибьем их мелкими гвоздиками. Места соединений предварительно смажем клеем. Так скрепим все четыре крестовины, причем в первую очередь крайние крестовины, а затем уже средние.

Каркас змея готов. Теперь надо изготовить обтяжку и открылки. Для этого возьмем легкую, но прочную ткань и разрежем ее на полосы шириной 320 мм. Примеряя такую полосу к змею, сделаем выкройку одной из полос обтяжки змея. При этом ткань должна выступать за контуры выкройки на 10 мм. Этот припуск нужен для того, чтобы по контурам полосы для прочности вшить или вклеить шпагат. Окончательно примерим полосу обтяжки к змею, так чтобы ткань не провисала и не коробила каркас из-за сильного натяжения, а затем короткие стороны полосы сошьем в кольцо. Второе кольцо изготовим аналогично первому. Готовые кольца соединим с лонжеронами змея с помощью клея.

Далее изготовим открылки. В ткань открылков, так же как и в обтяжку, вошьем шпагат, которым привяжем открылок к большой распорной рейке и к углам рамы. Затем пришьем к лонжерону обтяжку.

А теперь о конструкции разборного змея (рис. 5). Он отличается от неразборного тем, что распорные рейки крепятся к лонжеронам не наглухо, а при помощи лапок, имеющихся на концах распорок. Лапки не дают распоркам соскакивать с лонжеронов. Лапки можно вырезать из фанеры или из полосок дерева. Размеры их показаны на рисунке. Готовые распорки соединяют в кресты с помощью резинки.

Рис. 5. Детали конструкции разборного змея: а — соединение распорных крестовин; б — распорная рейка с лапкой; в — соединение распорной рейки с лонжероном.

Регулировка коробчатого змея.

Задача регулировки змея заключается в том, чтобы при полете змея в потоках воздуха создать равновесие

между крылом и хвостовым оперением, то есть между верхней и нижней обшивками. Это равновесии будет достигнуто тогда, когда змей в полете займет положение под определенным, наивыгоднейшим углом по отношению к действующим на него потокам воздуха. Такой угол у змея заранее выполнить очень трудно. Его можно определить только опытным путем, в процессе регулировки длинны стропок при запуске.

Если змей не взлетает или взлетает, но не набирает высоту то тяжело хвостовое оперение. Нужно удлинить нижнюю стропку и передвинуть ее место крепления на рейки вниз. Если этим положительный результат не достигнут, то следует укоротить верхнюю стропку. Такую регулировку придется вести до тех пор, пока змей не начнет легко взлетать, быстро набирать высоту и вести себя устойчиво в полете.

Если змей в полете крутится, то слишком облегченное хвостовое оперение. Придется удлинить верхнюю стропку или укоротить нижнюю.

Коробчатый змей с высотой каркаса более 60…80 см имеет большую подъемную силу, поэтому для его запуска нужно использовать легкий крученый шнур или рыболовную леску диаметром 1мм. Если же захочется с помощью змея на поле, покрытым снегом, прокатится на лыжах, то надо построить змей с высотой корпуса более 1 метра.

Источник

Коробчатые воздушные змеи своими руками чертежи

Scott Akerman, flickr.com CC BY

Полет воздушного змея – завораживающее зрелище. Стоит только увидеть, как простенькая с виду конструкция взмывает на недосягаемую высоту, как тут же руки буквально чешутся построить что-то подобное. Что же, будем строить незамедлительно – простой воздушный змей из подручных материалов…

Воздушный змей — самый древний летательный аппарат, созданный людьми. Впервые воздушный змей был изобретен в Китае более двух тысяч лет назад. С тех пор созданы сотни различных конструкций змеев на любой вкус. Воздушные змеи используются для развлечения, научных экспериментов, экстремального спорта и даже грузовых перевозок.

Как выбрать конструкцию воздушного змея для начинающего?

По конструкции змея делятся на плоские (плоский «русский» змей), изогнутые (роккаку), коробчатые, полужесткие, бескаркасные (парафойл). Также змея делятся на неуправляемые (одностропные) и управляемые (многостропные). Для начинающего любителя самым подходящим будет постройка одностропного коробчатого воздушного змея. Коробчатый змей немногим сложнее обычного плоского, но гораздо устойчивее в воздухе и проще в настройке и запуске. Другие, более сложные конструкции требуют некоторого опыта в изготовлении и специфических, порой не слишком доступных, материалов.

Также для коробчатого змея существует оптимальный для первой постройки размер – около 0,8-1,0 метра по длине лонжеронов. Более крупный змей трудоемок в изготовлении и транспортировке, да и управиться с ним в небе непросто. При существенном же уменьшении размеров резко снижаются летные качества, змей трудно будет поднять в воздух.

Какие материалы нужны для коробчатого воздушного змея?

Начинающий змеестроитель, попадая на форумы любителей воздушных змеев, обычно сразу теряется. На него обрушиваются тонны информации по выбору сечения карбоновых реек для лонжеронов и распорок, специальных карбоновых соединителей, тканей «рипстоп» и различных пленок для обтяжки, плетенок и тросов для леера. Кроме изрядной стоимости всех этих материалов, их еще и не так просто приобрести. По крайней мере, в небольшом городке, а тем более в сельской местности.

Конечно, сейчас доступны интернет-магазины, но срок доставки как минимум несколько дней. А если попробовать купить подешевле у китайских продавцов, то идти посылка может и пару месяцев. Часто за такой срок весь запал на строительство змея заканчивается, и материалы остаются лежать мертвым грузом.

Поэтому для начала можно попробовать построить простой коробчатый воздушный змей из подручных материалов. Для змея потребуется:

• деревянные рейки сечением приблизительно 8х8 мм – 8 метров. Очень удобно использовать оконные штапики, которые продаются на любом строительном рынке. Штапики обычно с одной стороны скругленные, что существенно уменьшает вес при незначительной потере прочности. Выбирать штапики нужно сухие, прямослойные, без сучков и заметного искривления по длине. Цена 8-15 рублей за погонный метр.
• скотч упаковочный широкий прозрачный или цветной – 2 рулона. Цветной змей лучше различим на фоне неба. Цена 20-50 рублей за рулон.
• леска рыболовная толщиной 0,5 – 1 мм. Цена 0,8 – 1,5 рубля за метр, количество зависит от высоты, на которую хотите запускать змея. Для пробного запуска – 50-100 метров.
• гвозди 1,4х25 или 1,4х32 (10 штук), нитки прочные (2-3 метра), полоски жести от консервной банки, клей ПВА.

Изготовление коробчатого воздушного змея

Коробчатый воздушный змей довольно прост, вся конструкция видна на рисунке.

Змей состоит из четырех лонжеронов, двух крестовин, обтяжки и уздечки. Конструкция змея взаимозависимая, то есть каркас не держит форму без обтяжки, а обтяжка, естественно, не может работать без каркаса.

Для змея потребуются 6 деревянных реек длиной 1 метр (4 лонжерона и 2 длинных распорки) и 2 рейки длиной 66 см (короткие распорки).

Змей при этом получается ромбическим, а не квадратным, это улучшает аэродинамические характеристики.

Сборку начинают с изготовления крестовин. Для увеличения прочности крестовины сначала собирают на гвоздь. Тонкие рейки легко раскалываются, поэтому отверстия лучше просверлить заранее, так, чтобы гвоздь входил с некоторым усилием.

Выступающую часть гвоздя следует спилить. После этого соединение усиливается с двух сторон жестяными накладками с нитками. Для фиксации нитяную обмотку пропитывают клеем ПВА.

Теперь собирается каркас. Первоначальная фиксация также производится на небольших гвоздях. Гвоздики крепят лонжероны к торцам крестовин, как показано на рисунке. Гнезда под гвозди также просверливают, чтобы не расколоть рейки.

Крестовины располагают на расстоянии 1/6 от краев лонжеронов (около 15 см). Теперь можно аккуратно обтянуть каркас скотчем.

Сначала проводят одну полосу вокруг каждой крестовины с некоторым натягом. Змей приобретает жесткость и уже не развалится. После этого, оттягивая скотч поочередно от каждого лонжерона, выравнивают каркас, добиваясь строгой перпендикулярности распорок в крестовинах, и соосности крестовин относительно друг друга.

После выравнивания змей обтягивают полностью, доводя ширину каждой полосы обтяжки до 33 см. Обтягивать нужно с некоторым усилием, поочередно то в одну, то в другую сторону, чтобы не покоробить каркас. Для увеличения прочности в середине каждой стороны обтяжки и по лонжеронам следует пустить скотч вторым слоем в перпендикулярном направлении.

Полипропиленовая пленка, которая является основой клейкой ленты, довольно прочна, но подвержена эффекту «молнии». Если край пленки надорван, то дальше она рвется практически без усилия. Для предотвращения разрывов и сползания обтяжки под действием ветра по краям следует пустить прочную нитку, привязывая ее к каждому лонжерону и фиксируя к обтяжке полоской скотча внахлест.

Уздечка змея делается из лески, прикрепленной к лонжерону по широкой стороне ромба, в начале лонжерона и перед задней обтяжкой. При таком расположении длина передней стропки около 35 см, задней – 70 см. Стропки лучше делать с запасом, собирая лишнюю длину (15-20 см) в узелок, чтобы при необходимости можно было удлинить стропку. Окончательно длина стропок регулируется при пробном запуске в зависимости от скорости ветра.

При некоторой сноровке собрать коробчатый воздушный змей с нуля можно за 2-3 часа. Если использовать рекомендованные материалы, вес змея составляет не более 330-380 граммов, что дает нагрузку около 210-240 граммов на квадратный метр несущей поверхности. Весьма неплохо для бросовых, по сути, материалов.

Основным недостатком является неразборная конструкция, что накладывает определенные ограничения на транспортировку змея. Что, впрочем, компенсируется возможностью сборки в полевых условиях. Да и разобрать змея недолго, просто в следующий раз для сборки придется использовать новый скотч.

Как запускать коробчатый воздушный змей?

О том, как правильно запускать воздушный змей, написано очень много, повторяться нет смысла. Пускать коробчатый воздушный змей желательно при ровном ветре не менее 3-4 м/с. При таком ветре змей очень легко стартует буквально из рук и уверенно набирает высоту. Если запустить змей не удается, то нужно попробовать удлинить заднюю стропку или укоротить переднюю. Если змей сильно рыскает, то сделать наоборот – удлинить переднюю или укоротить заднюю.

Работать с леером из рыболовной лески, особенно тонкой, нужно в перчатках. При контакте с ветками деревьев, жестких приземлениях в кустарник или сухую жесткую траву обтяжка легко прорывается, поэтому ремонтный набор в виде еще одного рулона скотча лишним не будет.

История одного запуска

Сразу скажу, что первый запуск вышел комом. Попытка прямо при запуске разматывать леску леера из купленного мотка окончилась закономерной неудачей – леска запуталась.

Поэтому для следующего раза была сделана простейшая моталка, на которую дома заранее было намотано 300 метров лески 0,8 мм, от души.

Запуск прошел на ура! Только прозрачный змей плохо различим на фоне неба. Вот фотография змея в полете, размотано 100 метров леера.

Змей хорошо держит ветер, не болтается. По ощущениям нагрузка на леере 1-1.5 кг, поэтому проблем с набором высоты нет.

На полной длине леера 300 метров змея очень трудно разглядеть даже просто глазом. Стоит змей высоко, наклон леера градусов 75-80, иногда уходит почти в зенит. Словом, простая конструкция оправдала себя полостью. Теперь хочется управляемый змей, но это уже другая история.

Знаете ли вы, что…

… существуют воздушные змеи, которые можно запускать в помещениях? Специальные indoor-кайты – это настоящее искусство, сочетающее аэродинамику и потрясающую воздушную хореографию.

Источник