Savivaldybės institucija, Neftekamsko miesto rajono administracijos švietimo skyrius, Baškirijos Respublika
Savivaldybės švietimo biudžetinė įstaiga
8 vidurinė mokykla
miesto rajono miestas Neftekamskas
Baškirijos Respublika
Istorinis tiriamasis darbas
"Aitvaras:
vaikiškas žaidimas ar praktinė aeronautika?
Baigė: Vinokurovas Antonas 7A kl
MOBU 8 vidurinė mokykla
Vadovas: Nasipova G.U.
Fizikos mokytojas.
Neftekamskas, 2014 m
Turinys
Įvadas …………………………………………………………………… .3-5
Aitvaro istorija ………………………………………………. .6-8
Aitvarų klasifikacija (tipai). ………………………… …9-15
16-19
Išvada …………………………………………………………………..20
Bibliografija …………………………………………………………21
Įvadas
Nuo ankstyvos vaikystės žinome, kas yra aitvaras: kaip juo skraidyti ir kaip jį valdyti. Esame pripratę prie jo formos ir spalvingumo, bet ar kada susimąstėte, kada ir kodėl buvo išrastos gyvatės? Kam jie buvo naudojami ir kodėl skraido? Ar žinojote, kad aitvaras, be perdėto, gali būti vadinamas pagrindiniu visų skraidančių mašinų principu ir kad lėktuvo sparno aerodinamika pagrįsta aitvaro aerodinamika? Pagrindinis aitvaro bruožas yra jo paprastumas. Jį pagaminti ir naudoti paprasta, tačiau kokią patirtį įgyja vaikas žaisdamas su aitvaru! Be to, susidomėjimas gyvatėmis nemažėja su žmogaus amžiumi. Per daugelį metų nuo pirmojo aitvaro atsiradimo jie įgavo naują išvaizdą, o dabar atsirado nauja aitvarų karta – aitvarai. Kaitavimas ir jėgos aitvarai jau seniai populiarūs tarp ekstremalaus sporto mėgėjų.
Aitvarai - tai visas pasaulis su skirtingais aspektais, kūrybos pasaulis, mokslo pasaulis, meno pasaulis. Kas tai yra, visi žino nuo ankstyvos vaikystės
aitvaras: kaip juo skristi ir kaip jį valdyti. Jų forma ir spalva nuostabi, bet ar kada susimąstėte, kada ir kodėl buvo išrastos gyvatės? Išstudijavę aitvarų istoriją, sužinome, kad aitvarai buvo naudojami moksliniuose tyrimuose, meteorologijoje viršutiniams atmosferos sluoksniams tirti ir aerofotografijoje, kroviniams numesti. Aitvarai atlieka aktyvų vaidmenį modeliuojant orlaivius, signalizuojant, būtent orientuojantis, pramoginiuose ir sportiniuose žaidimuose.
Vokietijos bendrovė „SkySails“ aitvarus panaudojo kaip papildomą energijos šaltinį krovininiams laivams, pirmą kartą juos išbandžiusi 2008 m. sausį „MS BelugaSkysails“. Bandymai šiame 55 metrų laive parodė, kad palankiomis sąlygomis degalų sąnaudos sumažėja 30%.
Be perdėjimo, aitvaras gali būti vadinamas pagrindiniu visų skraidančių mašinų principu.
Mano darbo tema „Aitvarų skraidymas: vaikų pramogos ar praktiška aeronautika?
Kas yra aeronautika? Aeronautika (aeronautika) – tai meno pavadinimas kilti į orą žinomų prietaisų pagalba ir judėti tam tikra kryptimi.
Mano pasirinktos temos aktualumas akivaizdus. Viena vertus, tai vaikiškos pramogos, reikalaujančios daug fantazijos ir padedančios praplėsti akiratį. Kita vertus, aitvarų kūrimas ir skraidymas žmonėms, kurie to nelaiko įdomia veikla, leidžia suprasti pagrindinius visų orlaivių skrydžio principus. Studijuoti fizikos ir aerodinamikos dėsnius bei jų praktinį taikymą.
Pirmieji aitvarų paminėjimai datuojami II amžiuje prieš Kristų, Kinijoje (vadinamasis drakono aitvaras).
Ilgą laiką gyvatės nerado praktinio panaudojimo. Nuo XVIII amžiaus antrosios pusės. jie pradedami plačiai naudoti atmosferos moksliniuose tyrimuose. 1749 metais A. Wilsonas aitvaru matavo oro temperatūrą aukštyje. 1752 metais B. Franklinas atliko eksperimentą, kurio metu aitvaro pagalba atrado elektrinę žaibo prigimtį ir vėliau gautų rezultatų dėka išrado žaibolaidį. M.V. Lomonosovas atliko panašius eksperimentus ir, nepriklausomai nuo Franklino, pasiekė tuos pačius rezultatus.
Tyrimo tema : Aitvarų skraidymas: vaikų žaidimas ar praktiška aeronautika?
Tyrimo tikslas : nustatykite veiksnius, turinčius įtakos aitvaro paleidimui ir skrydžiui.
Tyrimo objektas : Aitvaro modelis, reljefas ir oro sąlygos, turinčios įtakos aitvaro skrydžiui.
Studijų dalykas : Kokybinės aitvarų skrydžio charakteristikos.
Tyrimo hipotezė : Naudodami improvizuotas priemones galite sukurti sunkesnius už orą orlaivius.
Užduotys:
Aitvarų istorijos studijavimas;
Aitvarų tipų svarstymas;
Aitvarų skraidymo principų studija.
Tyrimo metodai : darbas su moksline literatūra, interneto šaltiniais, iliustracinės medžiagos parinkimas, jos apipavidalinimas, tyrimas, bandomųjų skrydžių su aitvarų modeliais vykdymas.
Aitvaro istorija
Aitvarai yra vieni seniausių sunkesnių už orą skraidančių mašinų, kurias išrado žmonės. Neįmanoma tiksliai pasakyti, kas ir kada išrado aitvarą ir kada pirmą kartą pakilo į orą. Senovės graikų šaltiniai teigia, kad tai įvyko IV amžiuje prieš Kristų ir kad jų išradimo garbė priklauso Archytei iš Tarentum. Tačiau vienas dalykas yra tikras – IV amžiuje prieš Kristų aitvarai buvo plačiai paplitę Kinijoje. Manoma, kad pirmieji kiniški aitvarai buvo pagaminti iš medžio. Jie buvo statomi žuvų, paukščių, vabalų pavidalu, nudažyti įvairiomis spalvomis. Dažniausia figūra buvo žalčio – drakono. Tikriausiai iš čia kilo pavadinimas „aitvaras“.
Jie greitai išplito visoje Rytų Azijoje. Jie buvo pradėti naudoti karinėms problemoms spręsti. Sklando legenda, kad 202 m. pr. Kr. generolas Huangas Tengas ir jo armija buvo apsupti priešininkų ir jiems grėsė visiškas sunaikinimas. Teigiama, kad atsitiktinis vėjo gūsis generolui nuo galvos nupūtė kepurę, tada jam kilo mintis sukurti daugybę aitvarų, aprūpintų barškučiais ir vamzdeliais. Priešas išsigandęs pabėgo iš mūšio lauko tarp kauksmų ir kurtinančių smūgių. Įdomūs yra senovės įrašai apie pirmuosius praktinius aitvarų pritaikymus. Vienas jų pasakoja, kad IX a. Neva bizantiečiai ant aitvaro pakėlė karį, kuris iš aukščio į priešo stovyklą metė padegamas medžiagas. Taip pat 559 metais Šiaurės Vei karalystėje buvo užfiksuotas žmogus, skraidantis aitvarą.
906 m. Rusijoje kunigaikštis Olegas, apguldamas Konstantinopolį, naudojo aitvarą, kad įbaugintų priešą. O 1066 metais Viljamas Užkariautojas panaudojo aitvarus kariniams signalams užkariaujant Angliją. Bet, deja, duomenų apie senovės Europos aitvarų formą, jų struktūrines ir skrydžio savybes neišliko. Ilgą laiką Europos mokslininkai neįvertino aitvaro svarbos mokslui. Tik nuo XVIII amžiaus vidurio. Aitvaras pradedamas naudoti moksliniame darbe. 1749 metais A. Wilsonas (Anglija) aitvaru pakėlė termometrą, kad nustatytų oro temperatūrą aukštyje. 1752 metais fizikas W. Franklinas aitvaru tyrinėjo žaibus. Aitvaro pagalba atradęs elektrinę žaibo prigimtį, Franklinas išrado žaibolaidį.
Aitvarus atmosferos elektrai tirti naudojo didysis rusų mokslininkas M. V. Lomonosovas ir anglų fizikas I. Niutonas. 1804 metais aitvaro dėka seras J. Keilas sugebėjo suformuluoti pagrindinius aerodinamikos dėsnius. Pirmasis pilotuojamas aitvarų skrydis įvyko 1825 m. Tai padarė anglų mokslininkas D. Pocockas, savo dukrą Martą ant gyvatės iškėlęs į keliasdešimties metrų aukštį. 1873 metais A.F. Mozhaiskis užlipo ant aitvaro, kurį tempė trys arkliai. Nuo 1894 m. aitvarai buvo sistemingai naudojami tirti viršutinę atmosferą. 1895 m. Vašingtono orų biure buvo įkurta pirmoji gyvačių stotis. 1896 metais Bostono observatorijoje buvo pasiektas 2000 m dėžės aitvaro kėlimo aukštis, o 1900 metais aitvaras ten buvo pakeltas į 4600 m aukštį, 1897 metais Rusijoje prasidėjo darbas su aitvarais. Jie buvo atliekami Pavlovsko magnetinėje meteorologinėje observatorijoje, kur 1902 m. buvo atidarytas specialus gyvačių skyrius.
Aitvaras buvo plačiai naudojamas meteorologijos observatorijose Vokietijoje, Prancūzijoje ir Japonijoje. 3 gali pakilti į labai didelį aukštį. Pavyzdžiui, Linderbergo observatorijoje (Vokietija) jie pasiekė daugiau nei 7000 m. Italų inžinierius G. Marconi 1901 metais New Founden saloje paleido didelį aitvarą, kuris skriejo ant laido, kuris tarnavo kaip priėmimo antena. 1902 m. buvo atlikti sėkmingi eksperimentai kreiseryje „Leitenantas Iljinas“, siekiant pakelti stebėtoją į iki 300 metrų aukštį, naudojant aitvarų traukinį. Šiuo atveju buvo panaudotos dėžutės formos gyvatės, kurių dizainus sukūrė L. Hargravas 1892 m. 1905-1910 metais Rusijos kariuomenė buvo ginkluota originalaus dizaino aitvaru, kurį sukūrė Sergejus Uljaninas. Ištisi gyvačių nautų būriai priklausė tiek sausumos, tiek karinių jūrų pajėgų daliniams, tarp jų ir Juodosios jūros laivynui.Pirmojo pasaulinio karo metu įvairių šalių ir ypač Vokietijos kariuomenė stebėjimo postams naudojo pririštus balionus, kurių kėlimo aukštis, priklausomai nuo mūšio. sąlygomis, pasiekė 2000 m. Jie leido stebėti priešo padėtį giliai fronte ir nukreipti artilerijos ugnį telefonu. Kai vėjas pasidarė per stiprus, vietoj balionų buvo naudojami aitvarai. Priklausomai nuo vėjo stiprumo, traukinys buvo sudarytas iš 5-10 didelių dėžės formos aitvarų, kurie buvo pritvirtinti prie troso tam tikru atstumu vienas nuo kito ant ilgų laidų. Prie laido buvo pririštas krepšelis stebėtojui. Pučiant stipriam, bet gana vienodam vėjui, stebėtojas krepšyje pakilo į aukštį iki 800 m. Šis stebėjimo būdas turėjo pranašumą, kad leido priartėti prie priešo pažengusių pozicijų. Aitvarai nebuvo taip lengvai šaudomi kaip karšto oro balionai, kurių taikinys buvo labai didelis. Be to, atskiro aitvaro gedimas turėjo įtakos stebėtojo pakilimo aukščiui, tačiau nesukėlė jo kritimo.
Pirmojo pasaulinio karo metu aitvarai taip pat buvo naudojami svarbiems kariniams objektams apsaugoti nuo priešo orlaivių atakų statant kliūtis, susidedančias iš nedidelių pririštų balionų ir aitvarų, kurie pakildavo į 3000 m aukštį. Nuo balionų ir aitvarų buvo nuleidžiami vieliniai lynai, kurie buvo sukurti orlaiviui, priešui gresia didelis pavojus.
Šiais laikais aitvarų kūrimas yra įdomi veikla, jų kūrimas ir skraidymas neprarado ir nepraras savo svarbos. Daugelio šalių išradėjų teorinė mintis sukelia vis naujų aitvarų dizainų: plokščių ir dėžutės formos. Pripučiami ir sukamieji. Tarp aitvarų, kuriuos sutiksite, nėra dviejų vienodų – jie visi skiriasi vienas nuo kito išvaizda, skrydžio našumu ar gamybos technologija.
Aitvarų klasifikacija
Aitvarų klasifikacija nėra tiksliai apibrėžta. Aitvarai gali būti dideli arba nelabai dideli. Aitvarų formų yra labai įvairių. Senovinės gyvatės buvo gaminamos naudojant medinius rėmus ir ant jų ištemptus šilko ar popieriaus lapus. Beveik visi šiuolaikiniai aitvarai yra pagaminti iš anglies pluošto plastiko ir sintetinių audinių.
Plokštieji aitvarai pagal aerodinaminį dizainą skirstomi į du tipus:
Plokšti – plokšti aitvarai. Seniausia aitvarų skraidymo forma. Ir pats paprasčiausias. Jie perkeltine prasme yra plokščia stačiakampio ar bet kokios kitos formos plokštė (žvaigždė, trikampis paukščio projekcijos pavidalu ir kt.), prie kurios kamanomis pririšamas turėklas.
„Bowed“ yra aitvarų kategorija, kuri atrodo labai panaši į plokščius aitvarus nuo žemės. Tačiau šio tipo aitvarai yra tolimesnis plokščių aitvarų vystymas stabilumo požiūriu. Siekiant užtikrinti stabilumą, šios gyvatės išilginėje ašyje turi įlinkį arba įlinkį, kuris tarsi pakelia sparno galus ir sukuria V formos sparną. Šis sprendimas suteikia didelę stabilumo ribą. William Eddy užpatentavo šį aitvaro dizainą 1900 m.
Forma: plokščios gyvatės pagal planą gali būti įvairių formų, nuo kvadratinių iki menininko vaizduotės. Panagrinėkime pagrindinius:
Stačiakampis aitvaras yra labiausiai paplitęs vadovėlinis aitvaro pavyzdys, tačiau jis nėra labai stabilus, palyginti su didesniais pusbroliais. Gyvatė turi tris juosteles: dvi iš jų tarnauja kaip įstrižainės („kryžius“), o trečioji yra viršuje ir tvirtina įstrižaines. Būsimo aitvaro kontūru traukiamas tvirtas siūlas, sujungiantis visus kampus, klijuojamas dangtelis iš popieriaus ar audinio. Aitvaras turi būti su ilga ir gana sunkia uodega, kad skrydžio metu būtų stabilus. Panašaus dizaino gyvatės buvo paplitusios Japonijoje, ant stačiakampės drobės buvo pritaikyti drakonų atvaizdai.
Deimantas (lenktas deimantas) -rombo formosgyvatė. Rėmas pagamintas susikertančių lentjuosčių pavidalu. Priklauso lenktų kategorijai. Yra daug schemų, kaip padaryti aitvarą įgaubtą, pavyzdžiui, naudojant centrinį kryžių, kai kryžminiai kotai eina kampu, arba strypo stygą ant skersinio koto, kuris suteikia skersinio koto lanką. Esant didelei V formai, tokiam aitvarui nereikia uodegos, tačiau žymiai padidėjus V formai, aitvaras praranda keliamąją jėgą. Kamanos dažniausiai pririšamos prie išilginio bėgio dviejose vietose.
Delta (delta, nulenkta delta) yra gyvatė, savo planu primenanti deltos sparną. Rėmas yra šiek tiek sudėtingesnis, nes jam reikia mažiausiai trijų lentjuosčių, kurios yra tvirtai pritvirtintos trikampio pavidalu (dvi konsolės ir viena skersinė). Konstrukcijos ypatumas yra tas, kad skrydžio metu vėjo slėgis sulenkia konsoles ir aitvaras įgauna V formą. Papildomo stabilumo suteikia ir kupolinė dangos struktūra. Be to, kuo stipresnis vėjas pučia, tuo aitvaras elgiasi stabiliau. Šią formą gavo sportinių valdomų aitvarų modeliai. Galimybė valdyti pasiekiama naudojant dviejų sluoksnių schemą. Pilotas rankose laiko abu bėgius. Keičiant bėgių įtempimą, pasiekiamas kontroliuojamas skrydis.
Rokkaku - Ši šešiakampė japonų gyvatė (taigi ir jos pavadinimas) yra kilusi iš centrinio Japonijos Niigatos regiono Japonijos jūros pakrantėje. Jame yra centrinis bėgis ir du skersiniai. Skersinėms juostoms suteikiama lenkta forma (lenkta forma), dėl to rokkaku tipo gyvatės yra labai stabilios ir be uodegų. Tai labai paplitusi aitvaras, nes jį lengva pagaminti.
Bermudai (Bermudai) – aitvaras dažniausiai yra šešiakampio formos, tačiau gali turėti aštuonkampio formą ir net įvairiapusę figūrą. Dizainas susideda iš kelių plokščių juostų, susikertančių centre. Išilgai lentjuosčių perimetro ištempta lanko styga, suteikianti konstrukcijai tvirtumo. Burė jau ištempta tarp lentjuosčių ir lanko. Labai dažnai kiekviena aitvaro pusė yra pagaminta iš skirtingų spalvų, kad išgautų margesnę spalvą. Reikia ilgos uodegos. Gyvatė turi tą patį pavadinimą kaip sala, į kurią tradiciškai buvo skraidinama per Velykas kaip Kristaus žengimo į dangų simbolį.
Dėžutės aitvarai
Dėžutės gyvatės atsirado dėl plokščių gyvačių vystymosi. Žmonės pastebėjo, kad vertikalūs paviršiai labai veikia aitvaro skrydžio stabilumą. Taip atsirado pirmasis dėžutės formos aitvaras. Dėžutėms gyvatėms paprastai nereikia uodegos.
Rombinis aitvaras yra paprasčiausias dėžutės formos aitvaras, nesudėtingo dizaino, stabilus skrendant ir lengvai paleidžiamas. Jis pagrįstas keturiais
išilginės juostos (spars). Tarp jų įkišti du kryžiai, kurių kiekvienas susideda iš dviejų tarpiklių. Aitvaro užvalkalas pagamintas iš dviejų popieriaus arba sintetinio audinio juostelių. Taip sukuriamos dvi dėžutės – priekinė ir galinė. Šį aitvaro dizainą išrado australų tyrinėtojas Lawrence'as Hargrave'as 1893 m., bandydamas sukurti pilotuojamą orlaivį.
Potter's yra dėžutės formos aitvaras, turintis specialius atvartus, padidinančius kėlimo jėgą. Jį sudaro keturios išilginės juostos (spars) ir keturios suporuotos skersinės juostos-kryžiai, dvi dėžės ir du atvartai.
Aitvarai be rėmelių
Berėmiai gyvatės – tai gyvatės, neturinčios kietų dalių. Jis įgauna gyvatės formą, pripučiamas dėl artėjančio oro srauto. Iš čia ir du šių aitvarų privalumai – nukritimo tikimybė nulūžti ir kompaktiškumas transportuojant. Antras privalumas leidžia pasigaminti labai didelių dydžių aitvarus.
Rogės (rogės) – aitvaras su nestandžiu rėmu. Skrydžio metu jo apvalkalas išlaiko formą dėl vėjo, tarsi pripūstas. Naudojamos tik dvi išilginės juostos, įsiūtos į apvalkalą, kurios nėra sujungtos viena su kita. Šios juostos išlaiko apvalkalo formą ir neleidžia jam susiglamžyti. Šio tipo aitvarai pučiant gūsingam vėjui elgiasi gana kaprizingai. Kad skrydis būtų stabilus, aitvarui reikia ilgos uodegos. Tokio aitvaro pranašumai yra gamybos paprastumas ir kompaktiškumas transportavimo metu, nes jį galima susukti į vamzdelį, nereikia surinkti ir išardyti.
Rogučių folija yra tolesnis ankstesnio modelio aitvaro tobulinimas. Šiame dizaine visiškai nėra standžių elementų. Kupolo standumą suteikia cilindrai, pripūsti artėjančio oro srauto. Slėgio, susidarančio cilindruose, siaurėjančiuose link galinio aitvaro krašto, visiškai pakanka, kad skrydžio metu stogas ištiestų. Tačiau tokios konstrukcijos aitvaras turi ir trūkumų, pavyzdžiui, vėjui nurimus kupolas gali lengvai susiglamžyti ir dėl to aitvaras nukris, net jei vėjas vėl pakils, kupolas nebegali išsitiesti pats. Ji taip pat turi tam tikrų pradžios sunkumų. Tačiau neabejotinas pranašumas, kad gyvatės negali būti sulaužytos, leido šiam dizainui tęsti plėtrą.
„Super Sled“ folija yra dar vienas „rogių“ patobulinimas. Trys pripučiamos dalys daro šį aitvarą atsparesnį griūtims. Tai taip pat leidžia padaryti šį aitvarą didelio dydžio ir gauti didelę trauką. Galima naudoti objektams, įskaitant fotoaparatą, kelti.
FlowForm yra labai paplitęs aitvarų dizainas, nes tai vienas stabiliausių berėmių vienos linijos aitvarų. Tinkamai treniruojantis, pučiant pastoviam vėjui, gali skristi be uodegos. Tačiau pučiant stipriam ir gūsingam vėjui vis tiek rekomenduojama naudoti uodegą. Jie gali būti pagaminti išties milžiniškų dydžių, dažniausiai laikomas 3 kv.m plotas. Jie taip pat gaminami su daugybe sekcijų, šešių, aštuonių ir net daugiau.
Aitvaras „Nasa Para Wing“ yra JAV nacionalinės kosmoso agentūros tyrimų rezultatas, kurio metu į dienos šviesą buvo pateikti gana įdomūs vieno sluoksnio berėmiai aitvarai. Vystymas buvo vykdomas ieškant optimalių sistemų erdvėlaiviams paleisti. Kaip „šalutinį produktą“, aitvarą stato žmonės visame pasaulyje. Daug originalių sprendimų leidžia lengvai pagaminti šį modelį. Kai kurie modeliai yra valdomi. Nepaisant daugybės privalumų (mažos medžiagų sąnaudos, didelė trauka ir kt.), šie aitvarai turi reikšmingą trūkumą – santykinai žemą aerodinaminę kokybę, kuri vis dėlto nuolat didėja dėl tolesnio aitvaro dizaino tobulinimo.
Parafoil yra specialus berėmių aitvarų poklasis. Šio tipo aitvarai yra pagaminti iš hermetiško audinio su uždaromis vidinėmis erdvėmis ir oro įleidimo anga, nukreipta į artėjantį srautą. Oras, prasiskverbęs į oro įsiurbimo angą, sukuria perteklinį slėgį uždaroje aitvaro erdvėje ir pripučia aitvarą kaip balioną. Tačiau aitvaro konstrukcija tokia, kad išpūstas aitvaras įgauna tam tikrą aerodinaminę formą, kuri geba sukurti aitvaro keliamąją jėgą. Aitvarų – parasparnių rūšių yra daug: vienos eilės, dviejų eilių valdomas, keturių eilių valdomas. Dvigubos linijos aitvarai dažniausiai yra akrobatiniai aitvarai arba aitvarai, kurių plotas iki 3 kv.m. Keturių eilučių aitvarai – tai gana didelio ploto aitvarai nuo 4 kv.m, naudojami sporte kaip varomoji jėga (kiteing). Vienos linijos gyvatės skirtos pramogoms, būna įvairių dizainų ir formų, netgi gali pavaizduoti įvairiausius objektus ir gyvūnus.
Pripučiamas – dar vienas įdomus modelis yra bandymas derinti parafoilių ir rėmo modelių privalumus. Yra ir apvalkalas, bet dabar jis pripučiamas ne vėjo, o siurblio pagalba ant žemės (kaip guminiai žiedai). Aitvaras taip pat neturi rėmo, tačiau dėl per didelio slėgio korpuso viduje jis jau turi skraidymo formą ant žemės. Vėlgi, pagal analogiją su pripučiamu žiedu - aitvaras krisdamas neskęsta vandenyje, dėl šios priežasties jis naudojamas kaituojant važiuojant vandens paviršiumi.
Kodėl skraido aitvarai?
Aitvarų gebėjimas išsilaikyti ore ir kelti krovinius paaiškinamas tuo, kad jie turi keliamąją jėgą. Pateikiame tokią patirtį. Jei ranką su lėkšte (kartono ar faneros gabalėliu) iškišite pro važiuojančio autobuso ar karietos langą, pastatydami vertikaliai, pajusite, kad ranka su tam tikra jėga nešama atgal. Ši jėga atsiranda dėl to, kad ant plokštelės teka oro srautas ir daro jai spaudimą. Šis slėgis bus didesnis, jei padidinsite plokštelės dydį arba padidinsite judėjimo greitį; Važiuojant dideliu greičiu ši jėga gali būti tokia didelė, kad ištiesti ranką bus pavojinga. Slėgio jėgą priešpriešinio srauto plokštei galima sumažinti daug kartų, jei plokštę pastatysite taip, kad jos kraštas būtų nukreiptas į oro srautą. Jei lėkštė padėta nedideliu kampu, ranka ims pakreipti ne tik atgal, bet ir į viršų. Kampas oro srauto atžvilgiu vadinamas atakos kampu (dažniausiai žymimas α – alfa). Gyvatės skraido vidutiniu 10-20° atakos kampu.
Tai kodėl skraido aitvaras?
Aitvarą veikia keturios jėgos: vilkimas, kėlimas, gravitacija ir kėlimas. A B α F 2 F 3 F 1 (žr. pav.).
Supaprastintame brėžinyje linija AB vaizduoja plokščio aitvaro skerspjūvį. Tarkime, kad mūsų įsivaizduojamas aitvaras skrenda iš dešinės į kairę kampu α - alfa į horizontą arba artėjantį vėjo srautą. Panagrinėkime, kokios jėgos veikia aitvarą skrendant.
Tanki oro masė trukdo aitvarui judėti kilimo metu, kitaip tariant, daro jį tam tikrą spaudimą, pažymėkime tai F1. Dabar sukonstruokime vadinamąjį jėgų lygiagretainį ir išskaidykime jėgą F1 į du komponentus – F2 ir F3. Jėga F2 stumia aitvarą nuo mūsų, o tai reiškia, kad kylant jis sumažina pradinį horizontalųjį greitį. Todėl tai yra pasipriešinimo jėga. Kita jėga (F3) neša aitvarą aukštyn, todėl pavadinkime tai kėlimu. Nustatėme, kad aitvarą veikia dvi jėgos: tempimo jėga F2 ir kėlimo jėga F3.
Keldami aitvarą į orą (tempdami jį už bėgio), tarsi dirbtinai padidiname spaudimo jėgą aitvaro paviršiuje, tai yra jėgą F1. Ir kuo greičiau bėgame, tuo ši jėga didėja. Tačiau jėga F1, kaip mes nustatėme, yra padalinta į du komponentus: F2 ir F3. Aitvaro svoris pastovus, tačiau jėgos F2 veikimui trukdo turėklai, padidėja kėlimo jėga – aitvaras pakyla.
Vėjo greitis didėja didėjant aukščiui, todėl paleidžiant aitvarą stengiamasi jį pakelti į tokį aukštį, kad vėjas viename taške galėtų palaikyti modelį. Skrydžio metu aitvaras visada yra tam tikru kampu vėjo krypčiai.
Vilkimo jėgą sukuria oro judėjimas, kuris teka aplink aitvarą.
Pakėlimas yra ta traukos dalis, kuri virsta jėga aukštyn.
Traukos jėga atsiranda dėl aitvaro svorio ir yra taikoma taške, vadinamame svorio centru.
Varomąją jėgą aitvarui suteikia gelbėjimosi virvelė, kuri veikia kaip variklis. Aitvaras skris, jei visų šių jėgų veikimo linijos susikirs svorio centre. Priešingu atveju aitvaro skrydis bus nestabilus. Kad atitiktų šiuos reikalavimus, aitvaro paviršius turi būti pakreiptas į vėją tinkamu kampu. Aitvaro išilginį stabilumą užtikrina uodega arba aerodinaminio paviršiaus forma, skersinį stabilumą užtikrina lygiagrečiai bėgiui įrengtos kilio plokštumos arba aerodinaminio paviršiaus kreivumas ir simetrija. Gaminant aitvarus šių faktorių nereikėtų pamiršti. Aitvaro skrydžio stabilumas priklauso ir nuo aitvaro svorio centro padėties. Uodega perkelia aitvaro svorio centrą žemyn ir sulėtina aitvaro svyravimus, jei vėjas gūsingas ar netolygus.
Apskaičiuokime aitvaro kėlimo jėgą pagal formulę:
Fh=K*S*V*N*cos(a),Kur
K = 0,096 (koeficientas),
S - laikantis paviršius (m2),
V - vėjo greitis (m/s),
N – normalaus slėgio koeficientas (žr. lentelę)
Vėjo greitis, V, m/s 1 2 4 6 7 8 9 10 12 15
Normalus slėgio koeficientas N, kg/m2
0,14 0,54 2,17 4,87 6,64 8,67 10,97 13,54 19,5 30,47
a yra pasvirimo kampas.
Pavyzdys.
Pradiniai duomenys:
S=0,5 m2;
V=6 m/s,
a=45°.
N=4,87 kg/m2. (žr. lentelę)
Pakeitę reikšmes į formulę, gauname:
Fз=0,096*0,5*6*4,87*0,707=1 kg.
Skaičiavimas parodė, kad šis aitvaras kils į viršų tik tada, kai jo svoris neviršys 1 kg. Kėlimo jėgą skaičiavome senojoje vienetų sistemoje (kg*s, kilogramas-jėga), o ne SI sistemoje (N, Niutonas). Faktas yra tas, kad kasdieniame gyvenime mums lengviau jėgą įvertinti kilogramais, o ne niutonais, t.y. žinome, kiek pastangų reikia įdėti, kad pakeltume maišą su 5 kg bulvių. Tas pats yra ir su aitvarais. Teisybės dėlei pateikime kilogramo jėgos perskaičiavimą į SI sistemą: 1 kg*s = 9,81 N. Tačiau ne viskas taip paprasta, kaip atrodo iš išorės. Sužinoti vėjo greitį labai sunku, net jei skraidinsite aitvarą laikydami rankose anemometrą, rezultatai bus netikri. Vėjo greitis keičiasi priklausomai nuo aukščio. O pasvirimo kampas skrydžio metu šiek tiek keičiasi. Tik praktika padės skraidyti aitvarą.
Taigi, įvertinus pagrindinius aitvarų skraidymo principus, galima drąsiai teigti, kad paprasčiau sukonstruotas ir valdomas aitvaras yra sudėtingesnio lėktuvo prototipas.
Daugelis dizainerių, kurie anksčiau domėjosi aitvarų gamyba, perėjo prie darbo lėktuvuose. Tačiau jų patirtis statant aitvarus nepraėjo be pėdsakų. Tai neabejotinai suvaidino svarbų vaidmenį aviacijos istorijoje pirmajame orlaivių kūrimo etape.
IŠVADA
Apsvarstęs aitvaro istoriją, ištyręs pagrindinius tipus ir dizainą bei atlikęs lyginamąją analizę, padariau tokią išvadą.
Šiais laikais aitvarų skraidymas, būdamas vaikiškas žaidimas, reikalauja daug fantazijos ir padeda praplėsti akiratį. Renkantis aitvaro tipą ir formą, vystosi dizaino polinkiai, dizaineris turi galimybę meninei išraiškai išradinėti emblemas ir kitus dekoratyvinius elementus, todėl aitvaro skrydis visada yra jaudinantis reginys.
Kitiems tai įdomus sportas. Visame pasaulyje kuriasi klubai ir bendruomenės, vienijančios jėgos aitvarų mylėtojus – ir dizainerius, ir tiesiog jais skraidančius. Vienas garsiausių yra KONE – Naujosios Anglijos aitvarų klubas, priklausantis Amerikos aitvarų skraidymo asociacijai. Kai kurie žmonės aitvarus laiko gera tradicija, pavyzdžiui, Japonijoje.
Užsienyje aitvarai itin populiarūs tarp vaikų ir jaunimo. Jie ypač populiarūs Kuboje, kun. Balis. Dažnai galima pastebėti, kaip vaikai, net ir būdami paplūdimyje, nesiskiria su mėgstama pramoga – ore virš jūros sklando įvairiausio dizaino ir ryškiausių spalvų aitvarai.Šiais laikais aitvarų konstrukcija negali turėti nei gynybos, nei mokslinę reikšmę. Nuo to laiko, kai vystosi aviacija, jų vaidmuo šiose srityse sumažėjo.
Aitvarų kūrimas ir skraidymas žmonėms, kurie į tai nežiūri kaip į pramogą, padeda suprasti pagrindinius visų orlaivių skrydžio principus kartu. Aitvarų kūrimas tapo viena iš pirminio mokinių aviacijos mokymo skyrių, o aitvarai kartu su lėktuvų ir sklandytuvų modeliais tapo visaverčiais orlaiviais, nes leidžia studijuoti fizikos, aerodinamikos dėsnius ir jų praktinį pritaikymą.
Toks požiūris į aitvarus yra pradinis žingsnis vaikams, kurie ateityje planuoja susieti savo gyvenimą su orlaivių projektavimu ar eksploatavimu. Nežinant skaičiavimų, neatsižvelgiant į žemesnių atmosferos sluoksnių ypatumus, vėjo kryptį ir kt. neskraidykite nei aitvaru, nei sklandytuvo modeliu, nei lėktuvu
Literatūra
1. Ermakovas A.M. Paprasčiausi lėktuvų modeliai: Knyga. 5 - 8 klasių mokiniams. vid. mokykla M.: Išsilavinimas, 1989, - 144 p.
2. Naminių gaminių enciklopedija. – M.:AST – SPAUDA, 2002. – 352.: iliustr. - (Pasidaryk pats).
3. Rožovas V.S. Lėktuvų modeliavimo būrelis. Mokyklų ir nemokyklinių įstaigų būrelių vadovams M.: Prosveshchenie, 1986.-144p.
4. Ermakovas A. M. „Paprasčiausi lėktuvų modeliai“, 1989 m
5. „Fizikos pasirenkamasis kursas“ - M: Išsilavinimas, 1998 m.
6. A.A.Pinsky, V.G.Razumovskis „Fizika ir astronomija“ - Švietimas, 1997 m.
7. Enciklopedija vaikams. Tomas 14. Technologijos. Ch. red. M.D. Aksenovas. - M.:
„Avanta+“, 2004 m.
Interneto šaltiniai:
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
O. BULANOVA
Aitvarai buvo išrasti Kinijoje dar prieš istorikams pradedant rašyti kronikas. Kinai pradėjo gaminti pirmuosius aitvarus iš bambuko ir augalų lapų. Po šilko išradimo 2600 m.pr.Kr. Kinai pradėjo gaminti aitvarus iš bambuko ir šilko.
Kinų rankraščiai pasakoja apie paukščių, žuvų, drugelių, vabalų formos aitvarus, žmonių figūras, kurios buvo nudažytos ryškiausiomis spalvomis.
Labiausiai paplitęs Kinijos gyvatės tipas buvo drakonas, fantastiška sparnuota gyvatė. Į orą iškeltas didžiulis drakonas buvo antgamtinių galių simbolis.
Kinų folklore yra daug istorijų apie aitvarus, skraidintus tiek savo malonumui, tiek verslo reikalais. Dažniausiai jie buvo naudojami kariniams tikslams. Be to, kinai aitvarais matavo atstumą tarp savo armijos ir priešo pilies sienų.
Jie sako, kad vadas Han Xin, bandydamas išgelbėti imperatorių, paleido aitvarą iš savo stovyklos ir, naudodamas virvės ilgį, nustatė tikslų atstumą iki apgultos sostinės sienos, kurio dėka sugebėjo sukurti aitvarą. tunelis.
Taip pat aitvarų pagalba į dangų buvo keliami skautai ir stebėtojai.
Sklando legenda, kad 202 m.pr.Kr. Generolas Huangas Tengas ir jo armija buvo apsupti oponentų ir jiems grėsė visiškas sunaikinimas. Teigiama, kad atsitiktinis vėjo gūsis generolui nuo galvos nupūtė kepurę, tada ir kilo mintis sukurti daugybę aitvarų, aprūpintų garso įrenginiais.
Pasak Kinijos kronikų, savo sostinėje apgultas Kinijos imperatorius Liu Bangas paleido juos virš sukilėlių stovyklos. Manoma, kad naktį nematomos gyvatės su švilpukais skleidė baisius garsus, demoralizavo priešo kareivius.
Naktį šie aitvarai skriejo tiesiai virš priešo armijos galvų, kuri, išgirdusi paslaptingus kaukimus danguje, panikavo ir pabėgo.
Tačiau Pietryčių Azijoje ir Naujojoje Zelandijoje prietaisas, galintis plūduriuoti ore, matyt, buvo išrastas nepriklausomai nuo Kinijos. Jis buvo pagamintas iš palmių lapų ir naudojamas žvejybai, kabinant kabliukus iš virš vandens plūduriuojančio siūlo. Be to, valstiečiai jį naudojo kaip sodo kaliausę.
Neturėtume pamiršti ir religinės aitvarų reikšmės: daugumoje Tolimųjų Rytų kultūrų į dangų besitęsiantis siūlas buvo ryšio su oro dievais ir protėvių sielomis simbolis. Tailande jis buvo skirtas musoninėms liūtims pašalinti.
VII amžiuje Aitvaras nuskrido į Japoniją. Galbūt juos į šalį budistų misionieriai atvežė senovėje, apie 618–907 m.
Japonijoje aitvarai išpopuliarėjo, jie pradėjo suteikti jiems gervės, žuvies ir vėžlio formą. Spalvingai nudažytų drobių pavidalu pradėjo atsirasti aitvarai.
Senovės japonų piešiniuose galima rasti ir aitvarų atvaizdų, kurie savo forma gerokai skyrėsi nuo kiniškų.
Aitvarai šioje šalyje tarnavo kaip jungiamoji grandis tarp žmogaus ir dievų. Aitvarai buvo skraidinami siekiant atbaidyti piktąsias jėgas, apsaugoti nuo negandų, užtikrinti gerą derlių ir sveikatą.
Pasakojimų apie tai, kaip šie prietaisai į orą pakeldavo „krekerius“, statybines medžiagas ir net žmones, yra labai daug. Pavyzdžiui, samurajus Tamemoto ir jo sūnus buvo ištremti į Hachijo salą. Šis japonas Dedalas pastatė milžinišką aitvarą, ant kurio jo sūnus sugebėjo išskristi iš salos.
Siužetas, matyt, pasakiškas, tačiau istoriškai liudija „Van-Van“ gyvatės, kurių sparnų plotis – 24 m, o uodegos ilgis – 146 m. Toks apie 3 tonas sveriantis kolosas galėtų nesunkiai pakelti žmogų į orą.
Indijoje išpopuliarėjo jėgos aitvarų kovos, kurios vis dar pritraukia didžiules minias žiūrovų per Makar Sankranti šventę.
Aitvarai plačiai paplito Korėjoje. Iš pradžių jų naudojimas buvo grynai religinio pobūdžio, o vėliau aitvarų skraidymas tapo žavia veiklos ir reginio forma.
Malaizijoje buvo populiarūs ir aitvarai. Tipiškas malajų aitvaras yra kreivio, simetriško trikampio formos. Jo rėmas susideda iš trijų susikertančių strypų, danga – iš stambaus audinio.
Žinoma, Europoje jie taip pat turėjo idėją apie vėjo keliamąją jėgą. Be abejo, graikų jūreiviams ne kartą buvo nuplėštos burės ir jie plazdeno ore, o romėnų paprastiems žmonėms skrybėlę nupūtė gūsis ir ji pakilo ant stygų.
Aitvarui sukurti nereikia ypatingo išradingumo. Ir vis dėlto faktas išlieka: vienintelis dalykas, kurį Vakarai sugalvojo, yra „drakonas“ (graikiškas žodis, reiškiantis gyvatę).
Taigi maždaug nuo 100 m. vadinama romėnų kavalerijos vėliava modernaus drugelių tinklo formos, tik ilgesnė. „Slibinas“ išsipūtė nuo vėjo (nurodydamas jo kryptį lankininkams), vingiavo ir gąsdino priešą švilpuku. Tekanti cilindro formos vėtrungės uodega, pagaminta iš audinio, besisukančio kaip drakono kūnas, suteikė raiteliams pasitikėjimo savimi ir sukūrė grėsmingą, priešui baimę keliančią išvaizdą.
Vėtrungės lankininkams taip pat nurodė vėjo kryptį ir stiprumą. Tačiau trumpas velenas nėra sriegis, kylantis aukštyn. Palyginti su rytietiškais šedevrais, „drakono“ idėja turėtų būti laikoma labai kasdieniška.
Apskritai, pagal europietiškas tradicijas, aitvarų išradimas priskiriamas graikų matematikui Arkytui iš Tarentumo, kuris apie 400 m. remdamasis paukščių skrydžio tyrimais suprojektavo medinį paukštį. Manoma, kad jį įkvėpė Kinijos paukščio aitvaro vaizdas.
Įdomūs senovės įrašai apie pirmuosius praktinius aitvarų pritaikymus, viename jų rašoma, kad IX a. Neva bizantiečiai ant aitvaro pakėlė karį, kuris iš aukščio į priešo stovyklą metė padegamas medžiagas.
906 metais Kijevo kunigaikštis Olegas panaudojo aitvarus užimdamas Konstantinopolį. Kronika sako, kad virš priešo ore pasirodė „arkliai ir žmonės iš popieriaus, ginkluoti ir paauksuoti“.
O 1066 metais Viljamas Užkariautojas panaudojo aitvarus kariniams signalams užkariaujant Angliją. Bet, deja, duomenų apie senovės Europos aitvarų formą, jų struktūrines ir skrydžio savybes neišliko.
Neramus Marco Polo, grįžęs iš Kinijos 1295 m., supažindino savo tautiečius su sklandančiu aitvaru. Žaislas man patiko, bet netapo populiarus. Pirmasis (nebaigtas) europietiškas „Tailandietiško kobros“ tipo aitvaro piešinys datuojamas 1326 m.
1405 metais pasirodė pirmasis teisingas aitvaro aprašymas – traktate apie karines technologijas. O 1618 m. paveiksle, kuriame vaizduojamas gyvenimas Olandijos mieste Middelburge, matome berniukus, skraidančius mums šiandien žinomos rombo formos aitvarus.
Bet tik iki XVII a. Europoje paplito aitvarai. XVIII amžiaus pradžioje. pomėgis skraidinti aitvarus jau buvo itin populiarus. Aitvarai buvo naudojami užburiančiuose akiniuose ir įvairiuose šou, o ne tik kaip nekenksmingas žaislas vaikams.
Taigi Europoje šis daiktas neįgijo nei mistinės, nei religinės reikšmės. Tačiau mokslinių žinių įgijau, nors ir ne iš karto. 1749 metais škotų meteorologas Aleksandras Vilsonas termometrą pakėlė į 3000 pėdų aukštį.
Po trejų metų Benjaminas Franklinas Filadelfijoje atliko garsųjį eksperimentą su elektra: per perkūniją jis skraidino aitvarą su pritvirtintu vielos gabalu. Viskas iš karto sušlapo nuo lietaus. Rezultatas: metalinis raktas Franklino rankose sužibėjo. Aitvaro pagalba atradęs elektrinę žaibo prigimtį, Franklinas išrado žaibolaidį.
Aitvarus atmosferos elektrai tirti naudojo didysis rusų mokslininkas Michailas Lomonosovas ir anglų fizikas Izaokas Niutonas.
Niutonas, dar būdamas moksleivis, atliko keletą praktiškai neįrašytų eksperimentų dėl ekonomiškiausios aitvaro formos.
1826 metais George'as Pocockas užpatentavo aitvaro varomą vežimą: jis pasiekė iki 30 km/h greitį, o Pocockas išgąsdino valstiečius, važiuodamas po Bristolio pakraštį vežimu be arklių.
1847 m., kai jie kirto Niagaros krioklį, pirmoji virvė buvo išmesta iš kranto į krantą (250 m) naudojant aitvarą.
Kilo daug kitų idėjų: pavyzdžiui, aitvarais gelbėti žmones nuo skęstančio laivo. Mokslininkai atliko daugybę eksperimentų, susijusių su visų rūšių krovinių, taip pat ir žmonių kėlimu. Nuo 1894 m. aitvarai buvo sistemingai naudojami tirti viršutinę atmosferą.
Australų mokslininkas Lawrence'as Hargrave'as 90-aisiais padarė reikšmingų aitvaro patobulinimų. XIX a 1893 m. Hargrave'as sukūrė aitvarą dėžutės be dugno pavidalu. Tai buvo pirmasis esminis dizaino patobulinimas nuo seniausių laikų.
Hargrave skraidančios dėžės buvo ne tik puikus postūmis plėtoti „gyvatės“ verslą, bet ir neabejotinai padėjo kuriant pirmąjį orlaivį.
Tačiau netrukus prasidėjo lėktuvų era ir gyvatės buvo pamirštos. Nors per abu pasaulinius karus jie buvo naudojami – povandeniniuose laivuose matomumui pagerinti ir pilotų gelbėjimo komplektuose radijo antenai pakelti.
Aitvaras buvo plačiai naudojamas meteorologijos observatorijose Vokietijoje, Prancūzijoje ir Japonijoje. 3 gali pakilti į labai didelį aukštį.
Pavyzdžiui, Linderbergo observatorijoje (Vokietija) jie pasiekė daugiau nei 7000 m aitvarą.
Pirmasis radijo ryšys per Atlanto vandenyną buvo užmegztas naudojant dėžės aitvarą. Italų inžinierius G. Marconi 1901 metais New Foundlain saloje paleido didelį aitvarą, kuris skriejo ant laido, kuris tarnavo kaip priėmimo antena.
XX amžiaus pradžioje. Darbą su gyvatėmis tęsė prancūzų kariuomenės kapitonas Sacconey. Jis sukūrė dar pažangesnį aitvarų dizainą, kuris iki šiol yra vienas geriausių.
Naujas aitvaro gyvenimas prasidėjo šeštajame dešimtmetyje, kai Francis Rogallo išrado dizainą be strypų – vėjas laikė jį išsiskleidusį ore. Tai buvo parasparnis, kuris išryškino ribą tarp parašiuto, sklandytuvo ir aitvaro.
Aitvarų istorija Kinijoje
Daugelis žmonių visame pasaulyje pripažįsta, kad aitvarai yra Kinijos kilmės.Todėl beveik neabejotina, kad aitvarų vystymosi istorija Kinijoje reikš istoriją apie aitvarų atsiradimo Žemėje istoriją.Pirmieji aitvarai buvo tai, ką šiandien galime vadinti prototipiniais aitvarais. Jie buvo pagaminti iš šviesaus medžio ir paukščio formos.Žinoma, buvo visai logiška sukurti pirmuosius aitvarus tokios formos, kuri primintų gamtos sukurtas būtybes skraidyti danguje. Ta pačia logika naudojosi europiečiai, kurie pirmieji bandė pakilti į dangų, pritvirtindami prie žmogaus rankų dirbtinius sparnus. Deja, jie neatsižvelgė į tai, kad žmogaus rankų jėgos nepakaks tokio dydžio sparnams suplakti, kokio reikia tokiam dideliam kūnui.
Viena iš Pekino vietų, kur žmonės gali skraidinti aitvarus ar stebėti, kaip tai daro kiti, yra Dangaus šventyklos parkas. Klientai, kurie su mumis užsisako keliones į Pekiną, turi galimybę prašyti, kad šis daiktas būtų įtrauktas į jų programą.
Vėliau tradiciniai aitvarai pradėjo įgyti įvairių savybių, reikalingų ilgam išsilaikymui ore. Jie buvo pradėti gaminti iš lengvos, bet patvarios medžiagos, kurią buvo lengva sulenkti. Aitvarų pagrindas dažniausiai buvo šilkas, kuris buvo ištemptas virš šonkaulių. Šis dizainas tikriausiai buvo sukurtas sukuriant krentančių lapų reginį. Stebint gamtos reiškinius žmogui atėjo į galvą daug dalykų.
Kad žmonės turėtų laiko ar poreikio tokiai lengvabūdiškai pramogai kaip aitvarų skraidymas, reikia tam tikrų sąlygų – bent jau visuomenė tam turi būti pakankamai išvystyta. Senovės Kinija buvo gerai išsivysčiusi visuomenė, žmonės turėjo laiko ne tik dirbti ir kurti pasaulinio garso išradimus bei literatūros šedevrus, bet ir pabandyti pakilti į dangų – jei ne patys, tai bent per mažą lėktuvą. .
Ankstyvoji aitvarų istorija Kinijoje
Ankstyviausi aitvarai atsirado Rytų Džou dinastijos laikais (770 m. pr. Kr. – 256 m. pr. Kr.). Jie buvo pagaminti iš medžio ir vadinami mu yuan (t. y. mediniu aitvaru). Aitvaro prototipas – „medinis paukštis“ – minimas senoviniame Mozi tekste (Mozi, 470 m. pr. Kr. – 391 m. pr. Kr.). Mozi buvo filosofas, gyvenęs šimtmečiu vėliau nei Konfucijus (551 m. pr. Kr. – 479 m. pr. Kr.). Savo idėjas jis supriešino ir su konfucianizmo, ir su daoizmo nuostatomis. -
Kitas šaltinis teigia, kad aitvaras, arba zhi juanis, buvo naudojamas kaip perspėjimo apie pavojų priemonė laikotarpiu, kuris įvyko po tūkstančio metų. Kai Nankino (Nandzingo) miestas buvo apgultas, o Hou Jing kariai grasino sunaikinti miestą, į orą buvo paleistas aitvaras ir paleistas, kad kaimyniniai miestai suprastų, jog Nankino žmonės ištiko bėdą.
Lengvesni aitvarų modeliai, pagaminti iš pirmojo šilko ar popieriaus, Kinijoje pradėjo plisti tik Tangų dinastijos laikais (618 - 907). Bambukas buvo naudojamas kaip pagrindinė medžiaga šonkaulių gamybai. Būtent tuo metu aitvaras pradėtas naudoti ne kaip praktiškas įrankis, o kaip žaislas, daiktas, sukurtas norint gauti malonumą. Tuo metu žmonės Kinijoje jau buvo pradėję kurti pačius išskirtinius muzikos, kultūros ir meno kūrinius. Kinai jau pradėjo konkuruoti tarpusavyje kurdami aitvarus. Aitvaras nebeturėjo tik skraidyti, jis turėjo būti geresnis už kitus. Mingų dinastijos (1368–1644) ir Čing dinastijos (1644–1912) laikais aitvarų kūrimas ir skraidymas tapo tam tikra meno forma. Tai buvo daiktas, kuriam sukurti reikėjo daug pastangų. Žmonės kaip dizaino elementus naudojo paukščių, gėlių atvaizdus ir, žinoma, hieroglifus. Kiniški aitvarai, kaip ir kiniški žibintai ar kiniški popieriniai skėčiai, tapo meninės išraiškos forma.
Aitvarų dizainas
Aitvaro kūrimas susideda iš trijų dalių: Rėmo sukūrimas, t.y. kelių bambuko juostelių sujungimas į vieną, klijavimas ir dizaino kūrimas. Kalbant apie rėmą, kartais tam tikra jo dalis yra judama, kad būtų sukurtas sparno ar uodegos judėjimo efektas. Kaip jau minėjome, šonkauliams dažniausiai naudojamos plonos bambuko juostelės, kurios išsiskiria lengvumu, tvirtumu ir lankstumu. Tarp rėmo formų labai populiarios paukščių, drugelių ir laumžirgių formos. Kiti vabzdžiai ar mitiniai gyvūnai, tokie kaip drakonas, taip pat yra aitvarų prototipai. Šiais laikais aitvarų kūrėjai peržengia standartinių idėjų rinkinį ir kuria bet kokias rėmelių formas, kokias tik gali sugalvoti. Tačiau bendrieji principai nesikeičia. Vienas iš šių pagrindinių principų yra simetrija. Priešingu atveju aitvaras tiesiog neskraidys.
Kaip pagrindinė medžiaga naudojamas šilkas ir popierius. Šilkas tikrai yra labai graži medžiaga. Tačiau jis taip pat yra labai brangus ir mažiau patvarus nei popierius. Popieriaus, kaip medžiagos, pranašumai yra tai, kad jis yra labai nebrangus, su juo lengva dirbti, ant jo galite sukurti bet kokį, net ir sudėtingiausią, dizainą. Popieriaus tipas, naudojamas aitvarams kurti, yra ypatingas. Jis išsiskiria nepaprastu plonumu ir tuo pačiu padidintu stiprumu. Tokį stiprumą popieriui suteikia padidėjęs pluošto kiekis. Dėl šios priežasties jis taip pat yra labai lengvas. Dažnai popierius apdorojamas specialiu lipniu aliejumi. Ant pagrindo tepamas tik plonas šios medžiagos sluoksnis. Po to, kai pagrindas, pagamintas iš šilko ar popieriaus, yra priklijuotas ant bambuko pagrindo, jie pradeda taikyti dizainą. Ant popieriaus ar šilko piešiami įvairūs atvaizdai, geometrinės figūros, gyvūnų ar paukščių atvaizdai, taip pat hieroglifai. Be bambuko rėmo ir popierinio ar šilko pagrindo, kartais tvirtinami nendrių stiebeliai, kad aitvaras judėtų ypatingai arba kad aitvaras skleistų garsus.
Apskritai aitvarų dizainą galima skirstyti į du tipus: kietus (storesni ir mažiau lankstūs pelekai) ir minkštus. Jei aitvaras pagamintas pagal pirmąjį tipą, galima tikėtis, kad jis gali skristi tiek aukštai, kiek pasieks lynai arba kiek akis užmato. Jei tai minkšto dizaino, tai aitvaras greičiausiai nepasieks didelių aukštumų, tačiau galėsite mėgautis švelniu ir sklandžiu jo judėjimu su ypatingu charakteriu.
Aitvarų skraidymo tradicijos Veifange
Mieste Veifangas, kuris yra Šandongo provincijoje, su aitvarų skraidymu siejamos ypatingos tradicijos. Visų pirma, šiame mieste yra Tarptautinės aitvarų skraidymo asociacijos būstinė, čia taip pat vyksta Veifango tarptautinis aitvarų festivalis. Šis festivalis vyksta kiekvienais metais balandžio 20–25 dienomis. Aitvarų entuziastai iš viso pasaulio tūkstančiais plūsta į Veifango miestą dalyvauti konkursuose ar tiesiog pasigrožėti magišku ir labai spalvingu reginiu. Konkursinės dalies pabaigoje vyksta apdovanojimų ceremonija ir paskelbiamas „Aitvarų karalius“. Nenuostabu, kad būtent šiame mieste yra vienintelis Kinijos muziejus, skirtas tik aitvaro kūrimo ir vystymosi istorijai.
Veifango aitvarų festivalis vyksta kiekvienais metais nuo balandžio 20 iki 25 d. Kiekvienais metais šis renginys pritraukia tūkstančius dalyvių ir žiūrovų. Šio renginio metu žiūrovai turi galimybę išvysti šimtus skirtingų aitvarų. „China Highlights“ turai, sukurti specialiai atostogoms ir festivaliams, suteikia klientams unikalią galimybę dalyvauti šioje nuostabioje šventėje ir bendrauti su vietos gyventojais bei žmonėmis iš viso pasaulio, kurie myli aitvarus. Sakoma, kad būtent Veifango mieste 1282 metais garsus italų keliautojas ir tyrinėtojas Marco Polo (1254–1324) pirmą kartą pamatė vyro skraidintą aitvarą. Kaip matyti iš Marco Polo (1254 - 1324) kelionių užrašų, tuo metu Veifango mieste egzistavo tradicija prieš skraidant aitvarą pasitikrinti vėją, kad suprastų, kokia sėkminga bus jo kelionė. - .
Grįžęs į Italiją, Marco Polo (1254 - 1324) ten atsivežė kinišką aitvarą, o netrukus Didžiojo šilko kelio dėka šis žaislas išpopuliarėjo visoje Europoje. Aeronautikos ir kosmoso muziejuje Vašingtone, paviljone, skirtame skrydžių istorijai, ant vieno iš stendų yra užrašas: „Patys pirmieji žmogaus sukurti skraidantys aparatai buvo aitvaras ir raketa. Jie buvo sukurti senovės Kinijoje?.
Jau senovėje žmonės svajojo skristi į dangų, o mitas apie Dedalą ir Ikarą yra tiesioginis to patvirtinimas. Be to, jau tada jie suprato, kad negali išsiversti be sparnų. Na, juos būtų galima pakeisti labai lengvomis ir oro srauto atžvilgiu pasvirusiomis popieriaus plokštumomis ir juostelėmis. Tikriausiai taip gimė pirmasis aitvaras.
Kinijoje ši pramoga siekia tūkstančius metų. O vėliau gimė mintis pakelti žmogų į orą ant gyvatės. Jei tikite senoviniais piešiniais, japonams tai buvo gana sėkminga prieš šimtmečius. Be to, pakilę į dangų, pririšti prie aitvarų, jie taip pat apipylė savo priešus strėlėmis.
Tačiau mūsų protėviai taip pat pažymėjo ne mažiau įdomų aitvarų naudojimą. Taigi, 906 m., Kijevo kunigaikštis Olegas naudojo aitvarus Konstantinopolio - Konstantinopolio apgulties metu. Kronika praneša, kad virš priešo ore pasirodė „arkliai ir žmonės iš popieriaus, ginkluoti ir paauksuoti“, tai yra, tai buvo didžiuliai rusų pagaminti aitvarai. Ir nors jie iš esmės negalėjo padaryti jokios žalos, jie tikrai turėjo moralinį ir psichologinį poveikį romėnams – ir labai stipriai. Juk tada žmonės buvo labai paprasti ir bijojo visko, kas neįprasta ir nesuprantama.
Vėliau aitvarai puikiai pasitarnavo Rusijos mokslui. Visų pirma, aitvaro pagalba M.V. Lomonosovas, pradedant 1750 m., atliko eksperimentus, kurių metu atskleidė elektrinę žaibo prigimtį. Be to, šie eksperimentai tiriant atmosferos elektrą buvo itin pavojingi. Taigi 1753 m. birželio 26 d., skraidydamas aitvarą per perkūniją, mirė Lomonosovo kolega, akademikas G. V. Richmanas, ir nepaisant to, Lomonosovas tęsė savo eksperimentus. Gyvatės tuo metu buvo plokščios ir nelabai stabilios, nors moksliniais tikslais jos buvo pagamintos nemažo dydžio, kelių kvadratinių metrų ploto.
XX amžiaus pradžioje prie radijo kūrimo prisidėjo ir aitvarai. A. S. Popovas juos naudojo antenoms pakelti į nemažą aukštį, o tai padidino pranešimų priėmimo ir perdavimo radijo ryšiu diapazoną.
Tuo pačiu metu talentingas išradėjas S. S. Neždanovskis kūrė didelius aitvarus, kurie išsiskyrė nuostabiu stabilumu ir didele keliamoji galia. Garsaus rusų mokslininko Nikolajaus Jegorovičiaus Žukovskio mokinys, profesorius S. A. Čaplyginas vėliau prisiminė, kad gyvatės savo sparnų forma buvo panašios į vėlesnius beuodegių lėktuvų ir sklandytuvų atvaizdus, tačiau turėjo daugiau vertikalių plokštumų.
1898 m. Rusijos aeronautas S. A. Uljaninas pasiūlė įdomų projektą „aitvaro traukiniui“, sudarytam iš kelių aitvarų vienu metu, siekiant pakelti į orą stebėtojus ir mokslinę įrangą. Idėja man patiko, todėl net „nepaisant visos carinės autokratijos inercijos“ (kaip buvo įprasta rašyti sovietmečiu, nors iš tikrųjų taip būdavo ne visada) susikūrė speciali „gyvatės komanda“. Uljaninas ir daugelis kitų stebėtojų ne kartą pakilo į daugiau nei 200 metrų aukštį. Nuspręsta, kad tokie „gyvačių traukiniai“ gali būti naudojami kariniuose ir moksliniuose laivuose, naudojami stebėjimams ir tyrimams vandenynuose ir Arktyje. Jų pagalba buvo galima pakelti mokslinius instrumentus iki keturių-penkių kilometrų aukštyje. O kartą net buvo pasiektas savotiškas aitvarų kėlimo aukščio rekordas – 9740 metrų!
Jūroje aitvarus dažniausiai tempdavo greitaeigiai naikintuvai, kurie plaukdavo prieš vėją, taip priversdami juos kilti. Kabelis, jungiantis aitvarą su laivu, buvo suvyniotas ant gervės ir „traukiamas“ (tai yra paleidžiamas) arba įvyniotas, o tada aitvaras buvo nuleistas į laivą. 1902 m. žurnalo „Niva“ nuotrauka aiškiai parodo, kaip visa tai buvo padaryta. Stebėtojas iš viršaus signalizavo apie manipuliacijas vėliavos semaforu – tuo metu jūrinėje praktikoje paplitusia ryšio priemone.
Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į aitvarų panaudojimą kuriant pirmąjį orlaivį. Visų pirma, A. F. Mozhaisky, prieš pradėdamas statyti savo orlaivį, atliko daugybę bandymų su aitvarais, kuriuos tempė arklių komanda. Remdamasis šiais eksperimentais, jis parinko orlaivio matmenis ir nustatė jo sparnų plotą, kuris turėtų užtikrinti pakankamą keliamąją jėgą.
Jei pažvelgsime į pirmųjų to meto lėktuvų fotografijas, iškart pastebėsime, kokia įnoringa buvo jų kūrėjų vaizduotė. Yra disko formos sparnas, „šikšnosparnių sparnai“ ir daug sparnų, surinktų pakuotėje vienas virš kito. A. Mozhaiskio lėktuvas buvo monoplanas, tai yra, turėjo tik vieną sparną. Brolių Wrightų „Skraidyklė“ buvo dviplanis ir turėjo porą sparnų, tačiau garsusis raudonasis baronas fon Richthofenas Pirmojo pasaulinio karo metais skrido triplaniu. Ir viskas tik todėl, kad čia visada galiojo viena svarbi taisyklė, kilusi būtent iš aitvarų tyrimo: kuo daugiau lėktuvų turi lėktuvas, tuo didesnė jo keliamoji jėga.
1848 metais K.I.Konstantinovas sukūrė prie kranto nelaimės ištiktų laivų gelbėjimo sistemą, ant kurios aitvarų pagalba buvo tiekiamas gelbėjimosi lynas. Pirmojo pasaulinio karo metais įvairių šalių kariai aitvarus iškėlė artilerijos stebėtojus į priešo pozicijų žvalgybą.
Tobulėjant aeronautikai ir orlaiviams, aitvarai pradėti naudoti išskirtinai pramogų ir sporto reikmėms. Įdomu tai, kad prieš karą SSRS net vyko Sovietų Sąjungos jėgos aitvarų sporto čempionatai.
Vėliau vandens slidės buvo derinamos su aitvarų laipiojimu. Šiuo metu ši kryptis gavo ypatingą plėtrą ir netgi savo pavadinimą - kaitavimas. Šiandien tai yra sportas, kai sportininkas aitvaru juda žemės ar vandens paviršiumi. Šiuo atveju sparnų forma neturi didelės reikšmės – svarbiausia, kad aitvaras galėtų pakelti žmogų į orą!
1 skaidrė
Aitvaro istorija
2 skaidrė
Pamokos tikslas:
Išstudijuokite aitvaro istoriją
3 skaidrė
Pirmieji aitvarai pasirodė senovėje, daugiau nei prieš du tūkstančius metų Kinijoje. Jau tada aitvarai buvo statomi drugelių, paukščių, žvaigždžių, drakonų, žmonių figūrų pavidalu ir skraidinami per įvairias šventes, karnavalus ir liaudies šventes. Taip pat buvo skraidinami aitvarai, siekiant atbaidyti savo priešus. Norėdami tai padaryti, jie dažnai buvo papuošti didžiuliais, baisiais, nesuprantamais monstrais. Iškart norėjau bėgti nuo tokių aitvarų.
Aitvarų vystymosi istorija
4 skaidrė
5 skaidrė
Labiausiai paplitusi buvo drakono gyvatė, kuri atrodė kaip pusiau krokodilas, pusiau gyvatė. Galbūt pavadinimas „aitvaras“ asocijuojasi su forma, kuri jam buvo dažniausiai suteikiama praeityje.
6 skaidrė
Kinų folklore yra daug istorijų apie aitvarus, skraidintus tiek savo malonumui, tiek verslo reikalais. Dažniausiai aitvarai buvo naudojami kariniams tikslams. Kinai aitvarais matavo atstumą tarp savo armijos ir priešo pilies sienų. Skautai ir stebėtojai buvo iškelti į dangų.
7 skaidrė
Sklando legenda, kad 202 m. pr. Kr. generolas Huangas Tengas ir jo armija buvo apsupti priešininkų ir jiems grėsė visiškas sunaikinimas. Teigiama, kad atsitiktinis vėjo gūsis generolui nuo galvos nupūtė kepurę, tada ir kilo mintis sukurti daugybę aitvarų, aprūpintų garso įrenginiais. Aitvarai buvo pagaminti iš bambuko, popieriaus ir šilko. Naktį šie aitvarai skriejo tiesiai virš priešo armijos galvų, kuri, išgirdusi paslaptingus kaukimus danguje, panikavo ir pabėgo.
