В кратком перечне пионеров воздухоплавания особое место должно быть уделено Сэмюелю Франклину Коди. Родившись в Америке, в 1896 году он переехал на жительство в Англию. Биограф Коди отмечает, что он стал первым человеком в Британии, который поднялся в воздух на первом практически пригодном для полетов летательном аппарате. Коди работал на военной фабрике в Фарнборо, выпускавшей воздушных змеев и шары. В 1901 году он запатентовал воздушного змея, способного поднять в воздух человека. Его конструкция напоминала систему Баден-Пауэл-ла, только коробчатые змеи были соединены в ряд. Конструкция Коди была официально принята военным ведомством в 1904 году. В такой конструкции пилот находился на одном из змеев, который был соединен тросом с другими змеями. Змей, несущий человека, мог подниматься или опускаться на тросе. По-видимому, были и такие тросы, которые позволяли пилоту отклоняться в сторону. Интересно отметить, что миссис Коди, следуя примеру Марты Покок, совершила несколько подъемов на воздушном змее своего мужа. В 1903 году Коди на своем летательном аппарате пересек Ла-Манш, перелетев из Франции в Англию. Летательный аппарат представлял собой специальную лодку, к которой был прикреплен воздушный змей. Коди также совершил первый в Англии короткий моторизованный полет, приделав к воздушному змею мотор.
Тесная связь между воздушными змеями и самолетами была отмечена писателем О.Л. Оуэном, посвятившим себя авиации. Он утверждал: "Все успешно летающие планеры и самолеты периода экспериментов основаны на использовании принципов полета воздушных змеев коробчатого типа". Можно еще добавить, что другой авторитетный знаток этого вопроса, К.Г. Гиббс-Смит, говорил: "Первые летающие бипланы в Европе не только были сконструированы на основе этих змеев, но и носили такое же название – коробчатые змеи".
Невозможно обойтись хотя бы без краткого упоминания о талантливом авиаторе Октаве Чануте. Этот американец построил и опробовал множество летательных аппаратов и совершил более 1000 полетов.
Его соотечественники – американцы Уилбур и Орвил Райты – снискали себе неувядающую славу в области авиации. Они были сыновьями епископа и жили в Дейтоне, штат Огайо. Ранний интерес к воздушным змеям привел братьев на путь больших свершений. В сентябре 1800 года они вывели свой первый планер на песчаные прибрежные дюны Китти-Хоук, штат Северная Каролина. Аппарат братьев Райт летал как змей и был закреплен тросом на земле. Иногда он летал как планер. Эта конструкция стала прообразом великих открытий в воздухоплавании.
Из Америки мы вернемся в Европу, к Альберто Сантос-Дюмону, богатому бразильцу, жившему во Франции. Воспользовавшись коструктивной разработкой коробчатого змея Харгрейва, он построил летательный аппарат с мотором, который на самом деле представлял собой моторизованного воздушною змея. В Багателе близ Парижа в 1906 году Альберто Сантос-Дюмон завоевал приз французского аэроклуба, совершив первый публичный полет в Европе и пролетев 25 метров.
Впоследствии принципы построения воздушного змея коробчатого типа оказали большое влияние на проектирование самолетов.
Появление воздушных змеев нового типа связано с именем Александра Грехэма Белла, который изобрел в 1876 году действующий телефон. Белл создал четырехгранного воздушного змея в форме пирамиды. Но хотя он задумывался автором как аппарат, способный поднимать в воздух человека, и в 1909 году был снабжен мотором и пропеллером, аппарат не оправдал своего предназначения.
В течение девяностых годов и до конца XIX века было проведено множество захватывающих экспериментов с воздушными змеями и летательными аппаратами, построенными на их основе. Люди настойчиво и смело пытались завоевать воздушную стихию. Их преданность великой идее проложила путь современной авиации.
Пассажиры современного лайнера в большом долгу перед исследователями воздушных змеев, открывшими миру их широкие возможности. С первого взгляда нелегко найти сходство между современным самолетом и воздушным змеем. Автор надеется, что этот краткий обзор сделает такую связь более заметной и поможет читателю понять слова капитана Фербера, который сказал, что "воздушный змей – это поставленный на якорь аэроплан". Для дней, относящихся к экспериментальному периоду развития авиации, это было особенно верно. Летательные аппараты того времени, как мы видим, весьма напоминали по конструкции воздушных змеев. Поэтому современники рассматривали воздушного змея как самолет на якоре и, наоборот, аэроплан – как незаякоренного воздушного змея. Но замечание Фербера гораздо глубже по смыслу. Другими словами, на воздушного змея и на самолет в полете действуют одни и те же силы. Хотя современный самолет очень далек от его прототипов и тем более от воздушных змеев, связь эта по-прежнему существует. В полете они находятся под действием сил сопротивления, движущей силы, подъемной силы и силы тяжести.
История развития воздушных змеев связана и с другими знаменитыми именами и событиями. Начнем с XVIII века. В 1706 году в Бостоне, штат Массачусетс, родился Бенджамин Франклин, ставший крупным ученым в области метеорологии. В 1746 году он приступил к изучению электричества. В 1752 году, решив доказать, что молния – это электрический разряд, Франклин запустил воздушного змея во время грозы, чтобы получить электричество из облаков. Он привязал к линю, на котором запускал змея, металлический ключ, а к нему – шелковую ленту. Эта лента должна была воспрепятствовать прохождению молнии через тело экспериментатора. Молния прошла по линю и ушла в землю. Когда Франклин доложил в Королевском обществе о том, что его воздушный змей достал электричество из облаков, то был осмеян. Но потом коллеги вынуждены были признать его правоту. Результатом этого эксперимента стало изобретение Франклином в 1753 году громоотвода. Когда за три года были зафиксированы шестьдесят три удара молнии в вершину небоскреба Эмпайр-Стейт-Билдинг, стала понятна вся важность этого открытия. И воздушный змей сыграл в нем определенную роль. Интересно, что, еще будучи мальчиком, Франклин перелетал на воздушном змее через озеро и уже тогда заявлял, что таким же способом можно перелететь через Ла-Манш.
Опыт Франклина – не единственный пример запуска воздушных змеев с целью изучения погоды, которая всегда вызывала у людей живой интерес. В XIX веке воздушных змеев стали использовать для подъема метеорологических приборов, и эта практика продолжилась в XX веке. Выдающийся запуск метеорологических воздушных змеев был осуществлен в Германии в 1905 году. Связка из шести змеев достигла высоты четырех миль. Это почти половина высоты до тропосферы – низшей границы атмосферы. Проведенный полет позволил получить ценную информацию о температуре, давлении и влажности на больших высотах.
Гульельмо Маркони, как и Бенджамин Франклин, с детских лет интересовался электричеством. В 1895 году он начал эксперименты по приему и передаче электрических импульсов, которые называются волнами Герца. И 12 декабря 1901 года Маркони добился большого успеха – принял беспроволочные сигналы, прошедшие через весь Атлантический океан, из небольшого города на полуострове Корнуолл в Великобритании до Сент-Джонса на Ньюфаундленде. Имя этого изобретателя радио известно всем, но мало кто знает, что его выдающееся изобретение было сделано благодаря воздушному змею. В 1901 году Маркони использовал в Сент-Джонсе, где он установил свою аппаратуру, для подъема антенны воздушного змея.
Во время Первой мировой войны (1914–1918) воздушные змеи использовались воюющими сторонами, равно как и воздушные шары. Хвост змея крепился к воздушному шару для придания последнему устойчивости. Такие комбинированные шары-змеи поднимались на высоту до 1,5 км. Их запускали над морем для защиты конвоев и наблюдения за германскими подводными лодками. Кроме того, воздушные змеи-шары применялись в Британии для защиты от вражеских самолетов. Они поддерживали в воздухе сеть из тонких стальных тросов, которая приводила в негодность самолеты противника. Во Вторую мировую войну (1939–1945) воздушные змеи продолжали оставаться в строю. Их применяли для подъема радиоантенн, как это делал Маркони. С их помощью поднимали на лодках или плотах людей с затонувших судов и сбитых самолетов.
Несколько слов об английском варианте слова "воздушный змей", по-английски – "kite". Первоначальная форма и значение его неизвестны. Оно могло сформироваться в средневековый период развития английского языка (1100–1500). Таково было также название хищной птицы из семейства соколиных, отличавшейся очень красивым полетом. Гилберт Уайт в "Натуральной истории Селборна" описывал его так: "Эти соколы… летают кругами, расправив неподвижные крылья". Воздушный змей ромбовидной формы, паря в воздухе, напоминает очертания сокола. Поэтому средневековые англичане могли дать им сходные названия.
Обратив взгляд в прошлое, мы рассказали, как воздушные змеи помогли людям добиться выдающихся научных достижений. Рассказали и об истории государств и народов через призму парящих в небе летательных аппаратов.
История эта охватывает многие века и страны, поэтому можно смело сказать, что изобретение воздушных змеев имело всемирное значение.
Поэтому мы надеемся, что изготовление и запуск воздушных змеев еще долго будет одним из самых интересных хобби в мире.
Дополнение редактора русского издания
Эта краткая история воздушных змеев была бы неполной, если бы мы не уделили несколько слов одной удивительной истории.
В 906 году русский князь Олег осаждал город Константинополь. По его приказу было сделано много змеев в виде всадников и пеших воинов. Представьте себе ужас константинопольцев, когда они вдруг увидели, что на них прямо с неба спускается несметное русское воинство…
А в 1905–1910 годах на вооружении русской армии состоял воздушный змей оригинальной конструкции, созданный Сергеем Ульяниным. Целые взводы змеенавтов входили в состав как сухопутных, так и военно-морских частей, в том числе Черноморского флота.
Глава 13 Образовательное значение увлечения конструированием воздушных змеев
Главная задача этой книги заключалась в том, чтобы доказать, что запуск воздушных змеев – это не только приятное времяпровождение на свежем воздухе. Занятие это имеет также большое познавательное значение. Поэтому следует уделить несколько слов этой стороне дела.
Изготовление воздушного змея требует определенного мастерства. Иногда о воздушных змеях говорят как об игрушках. Но это заблуждение, игнорирующее мысль о том, что конструкция воздушного змея должна соответствовать определенным параметрам, в противном случае ничего не получится и змей не поднимется в воздух. В широком смысле слова воздушный змей – это летательный аппарат, а вовсе не игрушка. Если это понять, то становится ясно, что постройка воздушных змеев развивает умение и мастерство.
Изготовление воздушных змеев требует большого воображения и способствует расширению кругозора. В процессе выбора типа и формы змея развиваются склонности к дизайну, у конструктора появляются возможности для художественного самовыражения в процессе придумывания эмблем и других элементов украшения.
Изготовление воздушных змеев – это занятие, в котором каждая деталь играет важную роль и поэтому все должно отвечать определенным правилам и принципам, от которых зависит полет. Необработанный кусок дерева, конечно, может служить подобием лодки, ведь он способен делать то же самое, что и самый современный морской лайнер, – держаться на воде и продвигаться вперед. Но в воздухе все иначе. Можно сделать нечто похожее на воздушного змея или самолет, но, если при его изготовлении нарушены принципы полета, конструкцию нельзя будет даже поднять в воздух. Этот факт заставляет нас посмотреть на наше хобби с другой точки зрения.
Изготовление и запуск воздушных змеев – это введение в аэродинамику. Так называют раздел физики, который изучает силы, действующие на тело, движущееся в воздухе. Ему есть и иное, более емкое и короткое определение – наука летать. В век авиации и космонавтики этой науке придается особо важное значение. Хотя аэродинамика в основном является полем деятельности специалистов, начальные представления о ней входят в школьные общеобразовательные программы. Занятия конструированием воздушных змеев закладывают основу таких знаний.
Работа над запуском воздушных змеев позволяет познакомиться с метеорологией, потому что погода и полеты взаимосвязаны. Эта связь подробно раскрыта в главе 10. Здесь следует только напомнить, что изучение погоды, важное само по себе, может быть связано с исследованием местных природных и географических особенностей, что имеет большое значение, и не только в части метеорологии.
Изготовление и запуск воздушных змеев может стать общим занятием людей, объединившихся в клубы. Это даст им возможность участвовать в дискуссиях, планировании и организации работы, позволит совершенно неожиданно раскрыть способности каждого члена клуба.
Автор надеется, что ему удалось доказать, что занятия воздушными змеями имеют познавательное значение и могут принести не только удовольствие, но и определенную пользу.
Алфавитный указатель
Анемометр 126–129
Антициклон 161–164
Архитас из Тарентума 184
"Бабочка", воздушный змей 65–69
Баден-Пауэлл 191
Базовая карта 160
Балансировка воздушного змея 138–139
Балансирующие стаканчики 112–113
Бахрома 118
Бейт, Джон 187
Белл, Грехэм 193
Бофорта, шкала 164
Бумага для обтяжки 98
Вертушки 115–116
"Весельчак", воздушный змей 53–58
Ветер, влияние на погоду 140–141; 156–157
"Волчок", воздушный змей 17–21
Выгибание (дерева, тростника) 101–102
Вымпелы 120–122
Высотный змей № 1 24–27
Высотный змей № 2 27–29
Выставки, клубные 170– 171
Гиббс-Смит 192
"Гирлянда", воздушный змей 49-53
Движущая сила 136–137
"Двойная бабочка",
воздушный змей 69–73
Двойное управление змеем 172–173
Дерево 97
Деятельность клуба 165–182
Диски 120
Жужжалки 118
Защитные чехлы 124–126
"Звезда", змей 35–40
Змей коробчатого типа 85-88
Змей с раздвоенной рейкой 43–48
Змей со свободной обтяжкой 21-23
Изобара 158–163
Инструменты 96
Катушки 105–109
Кейли, Джордж 133, 187– 189
Кисточки 114-115
Китай, запуски змеев 184–185
Клеи 98
Клеи, техника склеивания 100–101
Клуб, организация 165
Коди, С.Ф. 191–192
Компас 130–131
Корднер 190
"Крыло", воздушный змей 85-88
"Маленькая рыбка", змей 59–64
Маори 186
Маркони 196
Материалы 97–99
Метеорологическая станция, клубная ISO-181
Обвязки 98–99, 101
Облачность, типы 153–155
Образовательное значение 199–201
Обтяжки, материал 98
Парашюты 109–112
"Парус", змей 80–85
Пергамент 98
Покок, Джордж 189
Пилчер, П.С. 190–191
"Планер", змей 73–79
Погода, изучение 157–159
Поло Марко 186
Пониженного давления, области 161-163
Райты, Уилбур, Орвил 193
Рифовый узел 103–104
Рыбацкий узел 103–104
"Рыскание", отклонение от курса 138-139
Сантос-Дюмон 193
Сила тяжести 135
Склеивания 100
Соединения 100
Сопротивления, сила 132– 133
Соревнования 173-179
Ткань для обтяжки 98
"Тонкин", воздушный змей 13-17
"Три-Т", воздушный змей 40-43
Уайт, Гилберт 197
Угол атаки 134–135
Узлы и крепления 103–105
Украшения 105–122
"Улыбка", воздушный змей 93-95
Фербер 194
Флюгер 129–130
Фонарик 116–118
Франклин, Бенджамин 195–196
Фронты, погодные 161 – 163
Харгрейв, Лоуренс 190
Центр тяжести 135-136
Чанут, Октав 192
"Шестигранник", змей 29– 34
Шнуры 98-99
Якорь 122–124
"Ящик", змей 89-92
Примечания
1
Миля – 1,609 км.
2
ярд = 3 футам = 91,44 см. (Примеч. ред.)