Papírový drak

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 3. prosince 2021; kontroly vyžadují 6 úprav .

Drak  je letadlo držené od země pomocí lana ( zábradlí ) a zvednuté silou větru .

Historie

První zmínky o upoutaných létajících zařízeních se nacházejí ve 2. století před naším letopočtem v Číně - navenek podobné obrazu bájného draka bez křídel .

Přibližně v XII-XIII století se v Evropě poprvé dozvěděli o rozšířeném používání v čínské a mongolské armádě (k zastrašení nepřítele a jako signální prostředek) - upoutaná letadla speciální konstrukce - navenek podobná pohádkovým bytostem - "létání draci“ - (ve formě bezkřídlých tlustých hadů s krátkýma nohama a zubatými ústy), využívající aerodynamický princip vytváření vztlaku pro let - poprvé vytvořen v Číně a vypůjčený v Mongolsku. Konstrukčně nejsložitějšími „draky“ byly větrem plněné duté dlouhé skořepiny složité konfigurace, vyztužené lehkým rámem. Technologie výroby a technika použití "draků" byla zpracována na vysoké úrovni. Ze vzdušných „draků“ následně vzešlo společné podstatné jméno „drak“ pro všechny – podobné z hlediska principu vytváření vztlakových upoutaných letadel, různých konstrukcí – vytvořené v XIII-XIV století a v následujících dobách [1]

Hadi dlouho nenacházeli praktické využití. Od druhé poloviny 18. století se začaly hojně využívat při vědeckém výzkumu atmosféry. V roce 1749 A. Wilson pomocí draka změřil teplotu vzduchu ve výšce. V roce 1752 provedl B. Franklin pokus , při kterém pomocí draka odhalil elektrickou podstatu blesku a následně díky získaným výsledkům vynalezl hromosvod . M. V. Lomonosov prováděl podobné experimenty a nezávisle na Franklinovi dospěl ke stejným výsledkům.

Prováděné experimenty na studium atmosférické elektřiny byly extrémně nebezpečné. 26. června 1753 při vypouštění draka do bouřky zemřel Lomonosovův kolega, akademik G. V. Richman .

V 19. století byli draci hojně využíváni také pro meteorologická pozorování.

Na začátku 20. století přispěli draci ke vzniku rádia . A. S. Popov pomocí draků zvedl antény do značné výšky.

Je důležité si všimnout použití draků při vývoji prvního letadla. Zejména A.F. Mozhaisky před zahájením stavby svého letadla provedl sérii testů s draky taženými spřežením koní. Na základě výsledků těchto zkoušek byly zvoleny rozměry letounu, které mu měly zajistit dostatečný vztlak.

Praktické možnosti draka přitáhly pozornost armády [2] . V roce 1848 K. I. Konstantinov vyvinul systém na záchranu lodí v nouzi poblíž pobřeží pomocí draků. Během první světové války jednotky různých zemí používaly draky ke šplhání do výšky pozorovatelů-pozorovatelů dělostřelecké palby, průzkumu nepřátelských pozic.

Od roku 1985 se Světový den draků slaví druhou říjnovou neděli [  3 ] .

Aplikace

Na konci XIX  - začátku XX století byli draci používáni pro meteorologická studia horních vrstev atmosféry, fotografování oblasti, ve vojenských záležitostech [4] , pro sportovní účely a tak dále. S rozvojem leteckých a leteckých letadel se draci začali používat výhradně pro rekreační a sportovní účely.

Na konci XIX století. ÷ začátek 20. století. (až do rozšířeného zavedení hydroplánů ) draky schopné létat až 1000 stop. (300 m), byly používány v námořnictvu řady států, jako pomůcka při provádění průzkumu a hlídkování. Drak se velmi osvědčil na moři, kde jsou podmínky pro jeho vypuštění nejpříznivější; i při velmi slabém větru může loď vypustit draka vhodným pohybem; drak je přenosný a lehký, takže s ním lze dodat i nejmenší plavidla. Na moři se drak a balón doplňovaly; při silném větru, kdy se míč silně naklání a kýve, je extrémně nepohodlné z něj pozorovat; pouštění draka je nejpohodlnější ve větru; s naprostým klidem je pouštění draka obtížné a balon nejlépe stoupá v klidu. Za příznivých povětrnostních podmínek drak a koule zjevně zajišťovaly utajení detekce a pozorování nepřátelských lodí, a to i malých, za předpokladu, že tyto lodě jsou mnohem větší než koule, a ještě více než had. Na rovné a jednotné hladině moře vystupují lodě extrémně ostře a dýmající lodě lze detekovat z velké vzdálenosti. Například ze vzdálenosti 35 mil (asi 60 mil) je téměř nemožné vizuálně detekovat míč nebo draka ve vzduchu; ze stejné vzdálenosti, kvůli konvexnosti země, není možné vizuálně detekovat plavidlo, ze kterého je míč nebo drak vypuštěn; přitom lze nepřátelské lodě z této vzdálenosti detekovat z výšky letu draka a míče. Křižující loď s vypuštěnou koulí nebo drakem, držící se od nepřítele ve stanovené vzdálenosti, měla možnost za denního světla zcela skrytě sledovat všechny pohyby svých lodí; drak a koule zajišťovaly pozorování vnitřních náletů (obklopeno vyvýšenými břehy od moře) - identifikace přítomnosti a polohy nepřátelských lodí při náletu; identifikace přítomnosti a umístění pobřežních baterií, zejména maskovaných - minometů; výškové nastavení palby sil flotily na nepřítele. Navíc bylo experimentálně zjištěno, že čím lépe vidíte do hloubky, tím výše se tyčíte nad vodou, takže se předpokládalo, že můžete z výšky otevírat miny a sledovat pohyb ponorek. Efektivita použití balonů a draků na moři se ukázala být mnohem vyšší než na suché trase, kde nevyhnutelně vznikaly potíže s výběrem vhodného otevřeného volného místa, kde by správně foukal vítr a byla zde možnost běhu. - aby se drak zvedl nad terén. Ukázalo se, že na suché cestě je velmi nepravděpodobné diskrétně detekovat z výšky vzdálené, těžko rozlišitelné nepřátelské objekty snadno skryté terénními záhyby, budovami a vegetací - jejichž rozměry jsou menší než koule a dokonce i drak (lidé, koně, děla, stany), zatímco míč nebo drak na obloze vyčnívající nad terénem jsou velmi dobře viditelné. [5]

V posledních letech byly vyvinuty tzv. akrobatické draky - draky speciálního tvaru, ovládané dvěma kolejnicemi. Akrobatický drak, na rozdíl od jiných, je schopen volného klouzání ve vzduchu, což poskytuje jeho speciální vlastnosti. Jsou určeny k provádění komplexu akrobatických manévrů různé složitosti. Rozvíjí se i kiting  - sport, při kterém se sportovec pohybuje po ploše pomocí draka.

Použití draka umožňuje využít možnosti, které tradiční plachta nemá:

Německá společnost SkySails použila draky jako doplňkový zdroj energie pro nákladní lodě, poprvé je testovala v lednu 2008 na MS Beluga Skysails. Testy na této 55metrové lodi ukázaly, že spotřeba paliva je za příznivých podmínek snížena o 30 %.

Po celém světě vznikají kluby a komunity, které sdružují milovníky kite, jedním z nejznámějších je KONE - the New England Kite Club [6] , který je součástí American Kiting Association [7] .

Konstrukce

Podle tvaru a uspořádání aerodynamických ploch se rozlišují:

Hlavní konstrukční prvky draka:

Podélnou stabilitu zajišťuje ocas nebo tvar aerodynamické plochy, příčná - kýlové roviny instalované rovnoběžně s upoutaným lanem, nebo zakřivení a symetrie aerodynamické plochy. Stabilita letu draka závisí také na poloze těžiště draka.

Drátový model

Udržení tvaru takového draka zajišťuje rám z lamel.

Byt Nespravováno

Nejjednodušší design na výrobu, což vysvětluje jeho popularitu. Skládá se ze tří proužků připevněných k sobě (dva na úhlopříčce hada a jeden na jeho horní straně), přilepených k listu silného papíru. Uzdečka takového draka se skládá ze tří nití, z nichž dvě jsou připevněny ke koncům horní tyče, třetí ke středu draka. Délka horní části uzdečky je taková, aby její nitě pasovaly přesně podél diagonálních tyčí, délka třetí nitě je polovina výšky draka. Pro zajištění stability mírně utáhněte horní lištu závitem, čímž získáte tvar oblouku. Plochý had potřebuje také ocas. Jeho délka se volí empiricky při startech – drak by se při absenci silných poryvů větru neměl kývat ze strany na stranu. Typicky je délka ocasu pro hada o rozměrech 40 x 60 cm 2 - 2,5 metru. Na ocas připevněte malé závaží.

Spravováno

Řízené ploché draci (stejně jako draci, viz níže ) jsou dvou- a čtyřšňůrové. Mezi takovými draky se třída sportovních draků vyznačuje prováděním různých triků. Klasický sportovní kite má deltový tvar a ovládá se dvěma šňůrami.

V krabici

Základem boxového draka je rám ze čtvercových kolejnic (6 mm): čtyři podélné nosníky (710 mm dlouhé) a dva kříže z dvojice o délkách 700 mm a 470 mm. Nosníky jsou připojeny ke křížům ve vzdálenosti 105 mm od konce. Drak je pokryt pásy (šířka 200 mm) se slídovým papírem nebo lavsanovým filmem; lepidlo na nosníky. Uzdečka boxového draka se skládá ze tří závitů připevněných k jednomu z žeber: dvou stejných (210 mm dlouhých) podél okrajů horního boxu a třetího (430-450 mm: zvoleného tak, aby se dosáhlo optimálního úhlu náběhu drak) - k vnitřnímu okraji spodní krabice; je užitečné upevnit pryžovou nit paralelně se třetí nití, aby absorbovala náhlé poryvy větru.

  • Plochý šestihranný drak

  • Hadovitý vlak plochých draků

  • Sportovní drak s dvojitým lemováním

  • Čtyřdráhový sportovní drak

  • krabicového draka

Bezrámové

Bezrámoví draci nemají ve svém designu žádné tuhé části, jsou kompletně vyrobeny ze vzduchotěsné tkaniny. Tvar draka je udržován přicházejícím prouděním vzduchu (podle principu parafoil : viz níže) nebo předčerpáním vzduchu do vzduchotěsných dutin draka.

Kite

Kite ( anglicky  kite  "kite") - velký ovládaný drak (přibližná plocha 4-12 m²), určený k pohybu osoby na vodní hladině nebo na sněhu (tažný drak). Menší verze se také nazývá kite, určená k výuce ovládání draka (akrobatický drak, přibližná plocha 1-3 m²). Hlavní typy draků podle designu: parafoil a nafukovací.

Parafoil

Parafoil ( angl.  parafoil z fólie "film") - drak s uzavřeným vnitřním prostorem a přívodem vzduchu po směru větru. Proud vzduchu proniká do sání vzduchu a vytváří přetlak uvnitř draka, který narovnává plášť draka a dává mu daný tvar. Může být jednošňůrový (neřízený, dekorativní drak), dvou- a čtyřšňůrový (parafoilový drak).

Flowform

Flowform ( angl.  flowform from flow "to flow") je neřízený jednořádkový drak, u kterého proud vzduchu prochází celým jeho vnitřkem a vystupuje otvory v hřbetu a ve spodní ploše křídla draka. Díky svému stabilnímu letu je flowform (stejně jako plochý šestiúhelníkový drakaku kite ) vhodný pro letecké fotografování: zvednutí fotoaparátu na kolejnici (viz Kite aerial photography  (anglicky) ) . Přibližná plocha průtokových forem je 1,5–4 m².

  • drak - typický zástupce parafoilových draků

  • dekorativní parafoil drak ; přívod vzduchu je vidět vlevo

  • flowform drak s kamerou zavěšenou za madlem

  • průtokový drak ; výfukové otvory viditelné vpravo

Zvedací síla

Vztlak  je síla, kterou je drak tažen svisle nahoru. Vztlak závisí na ploše křídla draka, rychlosti větru, hustotě vzduchu a úhlu náběhu povrchu draka vzhledem ke směru větru. Vypočítá se podle vzorce , kde m je zvedací síla (kgf), 0,04 je vypočtený součin koeficientu 0,32 (při úhlu náběhu 10-15°) a hustoty vzduchu 0,125 kgf*s 2 / m 4 , V je rychlost větru ( m/s), S je plocha draka (m²) [8] . Užitečná zvedací síla je zvedací síla mínus hmotnost draka samotného a záchranného lana. K dispozici je tabulka s hotovými výpočty zvedací síly, stačí vynásobit hodnotu kgf / m² plochou vypuštěného draka.

Rychlost větru, m/s jeden 2 3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13 čtrnáct patnáct 16 17 osmnáct 19 dvacet
Zvedací síla, kgf/m² 0,04 0,16 0,4 0,6 1,0 1.4 2,0 2.5 3.2 4,0 4.8 5.8 6.8 7.8 9 10.2 11.6 13 14.4 16

Tabulka ukazuje, že když se rychlost větru zvýší 2krát, zvedací síla se zvýší 4krát, to znamená, že závislost je kvadratická.

Pomocí výše uvedeného vzorce můžete vypočítat minimální rychlost větru potřebnou ke zvednutí draka: . Příklad: Vypočítejte rychlost větru pro zvednutí draka o ploše 2 m² o hmotnosti 1 kg spolu s madlem. . Odpověď: 3,5 m/s.

Za určitých podmínek může vítr krátce foukat do křídla draka v pravém úhlu (úhel náběhu 90 °), takže hodnoty vztlakové síly budou přibližně 2krát větší než uvedené údaje.

Rychlost větru ve výšce

Navíc je třeba počítat s tím, že s rostoucí nadmořskou výškou roste i rychlost větru. Rychlost větru v  dané výšce se vypočítá podle vzorce rychlost  větru byla naměřena. Definice koeficientu α:

  • Hladký tvrdý a rovný povrch země (vodní hladina) - 0,1.
  • Ploché pole s nízkými keři - 0,2.
  • V oblasti se stromy, kopci, budovami - 0,3.
  • Nedaleko stromů, kopců, budov - 0,4.
  • V blízkosti stromů a budov - 0,5.
  • Mezi vysokými stromy a budovami - 0,6.

Příklad výpočtu: potřebujete znát rychlost větru (V 2 ) ve výšce 100 m (h 2 ). Rychlost větru byla měřena anemometrem na délku paže nad hlavou (výška asi 2 m (h 1 )), byla 5 m/s (V 1 ). Měření probíhalo v oblasti se stromy, kopci a budovami (koeficient α = 0,3). Výpočet: . Odpověď: Rychlost větru ve výšce 100 m je 16 m/s.

Leer

Záchranné lano (závěs, svěrák) draka musí odolat tahovému zatížení, které na něj působí, a přitom musí být dostatečně tenké, aby se snížilo jeho vlastní větrání, a lehké, aby se usnadnilo zvedání draka. Také kolejnice musí být odolná proti kroucení a oděru.

Zatížení madla je určeno výslednou silou, která se skládá z tažné síly a zvedací síly.

Faktory oslabující pevnost zábradlí:

  • Ohyby madla a jeho vázání na uzel (snížení na 30-50% pevnosti).
  • Vystavení ultrafialovému záření ze slunce.
  • Mechanická abraze.
  • Udržování kolejnice v napjatém stavu.

Záchranné lano je pomocí kravského uzlu spojeno s hlavním klenutým popruhem draka . Na konci popruhu se zároveň uváže jednoduchý uzel , při utažení se kravský uzel záchranného lana opře o jednoduchý uzel popruhu.

V umění

Poznámky

  1. ↑ V. A. Popov Základy letecké techniky. Oborongiz. Moskva 1947 str.442
  2. ↑ Alexander Rodnykh, Tajná příprava zničení Napoleonovy armády ve dvanáctém roce s pomocí letectví.
  3. ↑ World Kite Day Archived 23. září 2016 na Wayback Machine // KiteVlad
  4. ↑ Vzduchoví draci  // Vojenská encyklopedie  : [v 18 svazcích] / ed. V. F. Novitsky  ... [ a další ]. - Petrohrad.  ; [ M. ] : Napište. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.
  5. ↑ N. L. Klado. Moderní námořní válka. Petrohrad, 1905, s. 100÷102
  6. ↑ KONE – New England Kite Club Archivováno 31. března 2022 na Wayback Machine 
  7. ↑ American Kiting Association Archived 5. března 2010 na Wayback Machine 
  8. ↑ Pantyukhin S.P. Draci. - M. : DOSAAF, 1984. - S. 54-59. — 88 str.

Literatura

  • Alexander Rodnykh , Tajná příprava na zničení Napoleonovy armády ve dvanáctém roce s pomocí letectví.
  • Pantyukhin S.P. Draci. - M. : DOSAAF, 1984. - 88 s.
  • Pantyukhin S.P. Dětská hadí stanice. - M . : Státní nakladatelství obranného průmyslu, 1941. - 112 s.
  • Pogadaev V. A. Jasný měsíční had se točí - Eastern Collection , č. 4, 2009, str. 129-134
  • Pogadaev V. A. Volny jako transcendentální pták - Asie a Afrika dnes , č. 10. 2017, s. 67-71.
  • Rožkov V.S. Stavíme létající modely. - M . : Patriot, 1990. - S. 5-25. — 159 str.
  • Zavorotov V.A. Letectví na vodítku // Od nápadu k modelu. - Ed. 2., revidovaný. a další .. - M . : Vzdělávání, 1988. - S. 6-43. — 160 s.
  • Zavorotov V. A., Viktorchik A. Kites. - "YUT pro šikovné ruce" (příloha časopisu "Mladý technik" ), č. 7, 1977.

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích