ПРОСТЕЙШИЕ ЛЕТАЮЩИЕ МОДЕЛИ

Первые шаги в авиамоделизме у подавляющего большин­ства начинающих связаны с постройкой наиболее простых ле­тающих моделей. Наиболее простые из них часто называют «летающими игрушками». Такие модели очень нетрудно изго­товить и легко использовать в самых различных играх и сорев­нованиях. Для изготовления «стрелы» и «голубя» нужен лист обычной бумаги и пять-десять минут времени.
Самые простые модели — «стрела», «голубь», бумажные планеры и т. п. — не боятся ударов о стены, так как они легки и эластичны. А если произойдет авария и модель погибнет, то, затратив 10—15 минут, можно построить новую.
Некоторые модели, описываемые в этой главе, хотя и про­стые, но требуют для их постройки 30—50 минут. Тепловой воздушный шар или коробчатый воздушный змей строят вдвоем, втроем и большими группами. Это очень важно, так как приучает детей к коллективному труду.
Это очень ценное свойство простейших моделей, так как у тех, кто их строит, т. е. у начинающих — обычно ребят млад­шего возраста, нет еще настоящей «авиамодельной закалки», которая свойственна каждому настоящему юному технику, нет терпения и настойчивости (вырабатываемых постепенно), знаний и трудовых навыков, которые также приобретаются не сразу.
Но не только этим ценны для авиамоделизма простейшие модели. Главная их ценность в том, что при всей простоте их полет основам на тех же принципах, что и у больших летатель­ных аппаратов, которые они копируют. А это значит, что с са­мых первых дней своей работы над летающими моделями ре­бята имеют возможность, забавляясь и играя, незаметно для себя овладевать «тайной полета», или, как ее называют в науке, теорией полета.

ТЕПЛОВОЙ ВОЗДУШНЫЙ ШАР

Мысль о возможности полета человека возникла много со­тен лет назад. Наблюдая подъем пепла и дыма от костров, по­лет насекомых и птиц, человек мечтал сам летать, как птица. Были энтузиасты, которые строили крылья, но все попытки ле­тать на них кончались катастрофой. Сил человека оказывалось недостаточно для преодоления тяжести. Лишь в конце XVIII века, когда расширились познания законов физики, люди при-
шли к мысли подняться в воздух на шаре, наполненном газом, более легким, чем воздух. Так возникло воздухоплавание — летание на аппаратах легче воздуха.

Первым на воздушном
шаре полетел наш соотечест-
венник Крякутной. Это было
в 1731 году в Рязани.С тех пор прошло много лет, техника воздухоплавания развилась, было изобретено и построено много различных воздухоплавательных
аппаратов. Среди воздухоплавательных аппаратов различают аэростаты (рис. 1) и дирижабли (рис. 2). Аэростаты неуправляемы и летят по течению воздуха (ветру), дирижабли снабжаются моторами и воздушными винтами и движутся независимо от ветра. Привязные аэростаты прикрепляются к земле тросами. Они используются, например, для создания воздушных заграждений от налетов вражеской авиации. Свободные аэростаты имеют сферическую (шаровидную) форму и часто называются воздушными шарами.Такие шары поднимаются на высоту 8—9 км и называются субстратостатами. Шары, поднимающиеся на высоту свыше 14—15 км и имеющие герметические кабины и кислородное питание для экипажа, называются стратостатами.

КАК ЛЕТАЕТ АЭРОСТАТ

Всякое тело на поверхности нашей планеты находится под действием силы, притягивающей его к центру Земли. Силу эту называют весом тела. Для того чтобы подняться в воздух, человек должен противопоставить силе земного притяжения равную ей или большую по величине подъемную силу. Как же образуется подъемная сила у аэростата? Если взять оболочку из тонкого и газонепроницаемого материала, имеющую определенный вес, и надуть ее воздухом, то она останется лежать на земле, но если ту же оболочку наполнить газом более легким, чем воздух, то она поднимется в воздух. Многие не раз наблюдали, как со дна стакана с водой поднимаются пузырьки воздуха.Происходит это потому, что напузырек воздуха со всех сторон давит вода. Величина этого давления зависит от высоты h столба воды (рис. 3).

Так как нижняя часть повеохности пузырька находится глубже, то давление снизу вверх больше.Общая сила поэтому выталкивает пузырек кверху. Пузырек заполнен воздухом, в 700 раз более легким, чем вода, поэтому вес его невелик. Сила же выталкивания равна весу воды в объеме пузырька, т. е. значительно больше.

Знаменитый греческий ученый Архимед из этого явления вывел закон: тело, погруженное в жидкость, выталкивается вверх с силой, равной весу жидкости, вытесненной телом.

Если заменить пузырек деревянным шариком того же размера и опустить его в воду, то он будет всплывать не так быстро, а опущенный в воду металлический шарик упадет на дно. Следовательно, все дело в соотношении сил веса и выталкивания.

Аэростат — это такой же «пузырек», но больших размеров. К тому же он плавает не в воде, а в воздухе, который стремится вытолкнуть аэростат кверху. Подъем аэростата произойдет, если вес аэростата (с наполняющим его газом) окажется меньше выталкивающей силы. Для этого конструкция аэростата должна быть легкой, а сам аэростат наполнен легким газом — водородом или гелием.

Одно время пытались построить летательный аппарат, в котором использовались металлические шары, из которых выкачан воздух. В самом деле, кажется, что можно взять полый металлический шар и выкачать из него весь воздух; тогда шар отеряет в своем весе столько, сколько весил выкачанный воздух. Но полет «безвоздушного» шара неосуществим, потому что невозможно сделать легкую металлическую оболочку, которая могла бы выдержать давление окружающего воздуха.

Если сделать шар из легкой бумажной оболочки, то выкачать воздух из этого шара будет нельзя: он сразу сплющится. Зато можно наполнить бумажную оболочку шара таким газом, который значительно легче окружающего воздуха, или нагретым воздухом, удельный вес которого также значительно меньше удельного веса ненагретого воздуха.

При нагревании все тела, в том числе и воздух, стремятся расшириться — занять большее пространство. Значит, если воздух внутри шара нагреть, то часть его, расширившись, уйдет из шара, а шар, наполненный нагретым воздухом, станет более легким, чем шар, наполненный ненагретым воздухом.

Бумажный шар, наполненный нагретым воздухом, называется тепловым. Построить такой шар очень нетрудно.

КАК ИЗГОТОВИТЬ ТЕПЛОВОЙ ШАР

Изготовлять тепловой шар лучше втроем-вчетвером. Группой работать удобнее и быстрее.

Для постройки шара нужны цветная или белая папиросная бумага, плотная бумага, тонкий шпагат, нитки и клей (столярный жидкий или крахмальный клейстер). Количество материала определяется размерами шара.

Из инструментов и чертежных принадлежностей понадобятся: длинная линейка с делениями на миллиметры, треугольник, швейные ножницы, кисти и банка для клея.

Склеить из бумаги правильный шар невозможно, но можно сделать многогранник, очень похожий на шар. Для этого из папиросной бумаги вырезают от 12 до 32 полос веретенообразной формы и склеивают их края (рис. 4).

Работа начинается с того, что выбирают размер шара и количество полос и вычерчивают выкройку.

На рис. даны размеры выкройки для шара диаметром в 1,5 м (левая выкройка) и в 2 ж (правая выкройка). Для первого шара понадобится 12 полос папиросной бумаги, из которых будут вырезаны сегменты оболочки шара, а для второго - 16 полос. Нельзя делать шар диаметром меньше 1 м 30 см, потому что при меньшем диаметре вес оболочки превысит подъемную силу шара, поэтому «свободной подъемной силы» не получится и шар не взлетит.

Выбрав размер полосы, делают шаблоны — выкройку из картона или плотной бумаги. Если целого листа картона по длине выкройки не найдется, его склеивают из нескольких небольших листов и в месте склейки срезают ножом «на ус».

Части, смазанные клеем, кладут под пресс. Склеенный и высушенный картон раскладывают на полу и середину листа приколачивают двумя длинными гвоздями. Между гвоздями туго натягивают веревку и по ней с помощью линейки проводят среднюю вертикальную ось.

Всю длину выкройки делят на равные отрезки по 200 мм каждый. Через полученные точки проводят прямые, перпендикулярные к вертикальной оси. Затем на каждой из этих прямых, вправо и влево от вертикальной оси, откладывают отрезки определенной длины в соответствии с выкройкой.

Новые точки соединяют плавными кривыми линиями и получают готовый контур выкройки. При этом удобно пользоваться лекалами — кривыми линейками. Их вырезают из фанеры по форме полос. Картон обрезают по контуру выкройки —и шаблон для вырезания полос готов.

Для теплового шара диаметром 1,5 м, состоящего из 12 полос, понадобится 50 листов папиросной бумаги, 100 г столярного клея, 2 листа плотной бумаги или картона для шаблона полосы и для нижнего кольца.

Заготовки для полос обычно приходится склеивать из отдельных листов папиросной бумаги. Для этого листы укладывают «лестничкой» (рис. 5) и промазывают клеем все ее «ступеньки». При склеивании намазанная клеем кромка одного листа должна соприкасаться с ненамазанной кромкой другого.

После того как все склеенные заготовки высохнут, накладывают их одна на другую так, чтобы kdomkh заготовок приходились точно одна над другой. На сложенную таким образом, пачку заготовок накладывают шаблон и укрепляют его кнопками или мелкими гвоздями (рис. 6). Затем ножницами вырезают сразу все полосы, оставляя с обеих сторон припуски в 10 мм. Эти припуски пойдут на швы при склейке полос.

Сначала полосы склеивают попарно так, как показано на рис. 7. Каждая пара склеивается по кромке с одной стороны, а затем выворачивается в виде «лодочки». Все лодочки склеи­вают между собой.

Склеивать полосы надо очень аккуратно. Ширина мазка кисти с клеем не должна превышать 7—10 мм, но и не должна быть меньше 5 мм. Перед тем как склеивать последний шов оболочки шара, оболочку надо вывернуть и только после этого заклеить шов. Когда оболочка будет склеена, изготовляют кольцо и «шляпку» для шара. Для
этого из плотной (чертежной) бумаги вырезают два листка, длина которых на 30 мм больше окружности отверстия шара, а ширинаравна 80—100 мм. Листки намазывают клеем и наклеивают на бортик отверстия шара — один изнутри, а другой снаружи так, чтобы папиросная бумага оказалась в середине, между ними(рис. 8). Эти листки придают жесткость кромкам отверстия.

Там, где сходятся вершины всех полос, могут остаться мелкие отверстия; поэтому на вершину шара наклеивают «шляпку» — кружок из папиросной бумаги диаметром 100—150 мм (рис. 9). Всю поверхность, «шляпки» намазывают жидким клеем.

Через 20—30 минут после склейки отверстие шара с картонным кольцом подносят к примусу или к керосинке. Нагретый воздух расправляет оболочку шара; при этом обнаружива­ются дефекты склейки оболочки — мелкие отверстия, морщины. Дефекты сразу исправляют: морщины разглаживают, а отверстия заклеивают латками из папиросной бумаги.

Шар просушивают в помещении. После просушки его взве­шивают и вес записывают. Шар готов для запуска в полет.

Оболочку теплового шара диаметром в 3—4 м делают бо­лее прочной. При склейке такой оболочки вдоль и поперек швов наклеивают тонкий шпагат, а поверх шпагата — тонкие ленты из папиросной бумаги шириной 10—15 мм. Всего по шару пройдут 3—4 поперечные ленты. Одну ленту располагают по диаметру шара, остальные равномерно по его поверхности.

Длину поперечной ленты высчитывают так: на одной полосе шара отмечают положение поперечной ленты и в месте, где пройдет лента, измеряют ширину полосы; найденную ширину умножают на количество полос.К поперечной ленте, проходящей по диаметру шара, при­вязывают 5—6 тонких бечевок. За эти бечевки — стропы — запускающие держат шар, пока он наполняется горячим воз­духом.

Для подогревания в оболочке воздуха разжигают костер из сухого топлива — бумаги, мелкого хвороста и т. п. Очень удо­бно наполнять шар над костром, пользуясь жестяной трубой, которая направляет горячий воздух от костра к отверстию шара (рис. 10).

Если шар небольшого размера, один из запускающих дер­жит его за кольцо, окаймляющее отверстие, а двое других расправляют сверху оболочку шара. Если шар большой, его держат двое-трое ребят.

ЗАПУСК АЭРОСТАТА

Запуском шара руководит один из за­пускающих: он следит, чтобы натяжение строп было одинаковым, подает команду и дает указания другим участникам за­пуска во время нагревания шара и в тот момент, когда начи­нается полет. Все приказания должны выполняться точно.

Когда запускающие почувствуют, что шар стремится уйти в воздух, его можно отпускать. Перед самым запуском руково­дитель командует «приготовиться» и вслед за этим — «в полет». По последней команде все держащие шар одновременно его* отпускают. Если шар большой и его поддерживают палкой за. верхнюю петлю (рис. 10), то, когда шар уже будет держаться в воздухе сам, палку надо из петли выдернуть.

Если кто-нибудь замешкается и отпустит свою бечевку поз­же, то шар накренится, горячий воздух частично выйдет из оболочки и подъемная сила шара уменьшится.

Тепловые шары без специальных устройств для подогрева воздуха в полете поднимаются на 100—200 м и держатся в воздухе несколько минут, т. е. до тех пор, пока воздух внутри шара не охладится. Охлаждение наступает постепенно, и шар- понемногу спускается.

Лучше всего запускать шар при полном безветрии или при слабом ветре. Сильный ветер может наклонить шар в момент запуска, часть нагретого воздуха уйдет из оболочки и шар ста­нет терять высоту.