Воздушный змей для видеосъемки

Воздушный змей для видеосъемки

KAPING – СЪЁМКА ПАНОРАМ С ВОЗДУШНОГО ЗМЕЯ

Михаил МУРЫЙ

Увлекшись фотографией, в поиске необычных ракурсов, многие поднимают глаза к небу и мечтают взлететь, для того чтобы охватить взглядом максимально широкую панораму. И сейчас есть немало возможностей «научить фотоаппарат летать». Самолет, дельтаплан, воздушный шар. На худой конец авиамодель. Но есть и менее затратный способ, к тому же и достаточно безопасный при достаточных навыках – воздушный змей.

Еще в конце 19 века отважные фотографы отправляли свои громоздкие камеры в полет на воздушных змеях, так что мешает нам в начале века 21-го поднять недорогую цифровую камеру на воздушном змее, изготовленном из современных высокотехнологичных материалов? За рубежом это хобби, фотосъемка с воздушных змеев, чрезвычайно популярно. Выходят тематические журналы, работают десятки магазинов. Возник даже специальный термин «KAP» – Kite Aerial Photography, аэрофотосъёмка с воздушного змея.

С вашего позволения, описывать мировой опыт КАПинга я в этой статье не буду, в конце статьи я привожу несколько наиболее интересных, на мой взгляд, ссылок, а сейчас перехожу к описанию своего скромного опыта в деле создания панорамных фотографий с высоты воздушного змея.

С самого начала своих экспериментов я ориентировался на создание панорамных изображений с высоты, в идеале – на создание интерактивных сферических панорам, с возможностью оглядеться во все стороны, 360х180°. Одиночные фотографии, конечно, могут быть интересны, но оптика недорогих цифровых мыльниц не позволяет охватить большой угол зрения одним кадром, не передавая волшебного ощущения полета. Кроме того, с одиночными кадрами, как ни странно, возни больше – нужно изобретать целую «систему наведения», с радиоуправлением и передачей ТВ сигнала наземлю, чтобы сфотографировать именно то, что нужно. Поэтому я остановился на самом простом, неуправляемом варианте – пусть цифровой фотоаппарат равномерно вращается в своей подвеске, снимая непрерывную серию кадров до заполнения карты памяти. Приобрел на распродаже самую доступную, на тот момент, компактную камеру с возможностью серийной съемки Samsung NV4 весом 140 грамм. Пусть камера снимает все подряд со скоростью 1,4 кадра в секунду, на земле разберемся, что интересно, что нет.

Подвеска.
Для крепления камеры к лееру змея использовался специальный подвес-крестовина «пикавет» (рис. 1). Такая конструкция подвеса не позволяет камере сильно раскачиваться и стабилизирует её положение под собственным весом. Принцип действия подвески с анимацией можно посмотреть здесь: (http://www.kaper.us/basics/BASICS_picavet.html), там же схема крепления подвески к лееру. Изготовлен мой подвес из 4-х бамбуковых палочек для шашлыка, 3х300 мм, база для моторчика – из деревянной линейки. Ось вращения – обрезок карбоновой трубки. Равномерное вращение камеры со скоростью 3..4 оборота в минуту обеспечивается моторчиком от детской игрушки, из той же игрушки взяты шестеренки для редуктора. Запитан моторчик от одной мизинчиковой батарейки, 1,5 В.


Рис. 1. Подвеска фотоаппарата

Конструкция змея.
После анализа чужого опыта и нескольких собственных экспериментов, я выбрал для подъема фотоаппарата традиционный японский змей конструкции «роккаку». Этот змей отличается стабильным полетом, прочностью и простотой конструкции. Вариантов с различными модификациями я опробовал множество, опишу здесь только того змея, на котором летаю сейчас.


Рис. 2. Роккаку в полете

Изготовлен змей из прозрачной полипропиленовой пленки. Наверняка все знакомы с этой пленкой – в нее заворачивают цветы. Продается она и в рулонах, примерно 120 руб. за рулон 0.8х20 метров. Плотность около 25 грамм на м2, но попадается и более легкая и более тежелая. Пленка очень прочная, если не надорвана. Поэтому по контуру парус усилен тонким, 18 мм скотчем. У пленки есть небольшое преимущество перед тканью – она намного легче и намного жестче, причем жесткость одинаковая во всех направлениях. Размеры паруса в длину 123 см, в ширину 100 см (как раз по длине карбоновых трубок). Вдоль хребта идет шов на скотче – с одной стороны шва широкий, с другой узкий. Парус можно раскрасить акриловой краской «по стеклу». Краска образует тоненькую глянцевую пленку. В местах где слой краски толстый, может и отслоиться (хотя это лечится более тщательной просушкой). Может быть, и другие краски подойдут. Размечать парус удобно маркером для СD, остальные маркеры слишком плохо ложатся на эту пленку.


Рис. 3. Задняя часть змея

На рис. 3 – задняя часть змея поближе. Видна также моталка, затяжка из двойного капронового шнура диаметром 1.2 мм и ремонтная лента STAYER (она бывает разных производителей – есть еще «момент», она же тканевый скотч). Поперечное «ребро» змея, далее поперечина – углепластиковая трубка диаметром 4 мм, внутренний диаметр 2 мм, т.е. почти прут. Трубка пултрузионная, но за счет толстых стенок и маленького диаметра не расслаивается, как пултрузионные тонкостенные трубки. Продольная рейка – углепластиковая трубка внешним диаметром 8 мм с толщиной стенки 0,5 мм. Чтобы не расслаивалась, торец усилен вклейкой деревянной заглушки на циакрине. В месте передачи давления с поперечины на продольную трубку продольная обмотана тканевым скотчем, чтобы не сминалась. Затяжка фиксируется крючком из жесткой проволоки. Чтобы затяжка после расстегивания не путала снасти, ее концы соединены петлей. Задняя поперечина в змеях «роккаку» изгибается сильнее передней. В моем случае стрела изгиба (размер «пуза» при изгибе) 12 см для задней, 8 см для передней поперечины.


Рис. 4. Передняя часть

На рис. 4 видно, что выгиб передней поперечины примерно в 1,5 раза меньше, чем задней. Это обеспечивает устойчивость змея в полете. Продольная рейка составная – в трубку вставлен доборный элемент из бамбуковых палочек диаметром 3 мм, склеенных втрое. Место вставки усилено намоткой капроновой нити на клею, чтобы карбон не расслаивался. На рис. 4 видно что поперечина прихвачена к парусу в двух местах тканевым скотчем, чтобы не съезжала после того, как будет согнута. Продольная рейка также прихвачена в середине к парусу, но не мертво – к скотчу изнутри приложена полоска пленки и поэтому соединение подвижное, т.е. продольную рейку можно вынимать.

Поперечные трубки по углам прикреплены к парусу намертво тканевым скотчем (рис. 5). Чтобы крепления не протыкались и не стирались об асфальт, на концах еще две латки меньшего размера. Складывается змей так – вынимается продольная рейка, и парус скручивается с поперечинами вместе в трубочку длиной 1 метр.


Рис. 5. Крепление поперечин.

С креплением продольной рейки все несколько сложнее, т.к. она должна вытаскиваться. Со стороны хвоста сделан карман как на поперечинах, но не мертвый, а с возможностью вытаскивания – проложена ленточка из пленки чтобы продольная рейка не приклеивалась. А переднее соединение сделано разборным. Способ разборки изображен на рис. 6 и 7.


Рис. 6. Заглушка


Рис. 7. Шплинт вытащен

Шплинт из склеенных бамбуковых палочек вытаскивается, продольную рейку можно частично пропустить через такой карман и освободить из кармана противоположную часть рейки. Карман усилен несколькими ленточками тканевого скотча. Крепление хвоста – просто скрепка на небольшой ленточке тканевого скотча (рис. 8).


Рис. 8. Крепление хвоста

Описанный здесь змей – не единственный, изготовленный мной. При площади 1 м2, лучше всего он подходит для запусков в свежий ветер, 6..10 м/с, развивая при этом тягу в леере от 1 до 4 кг. Вес подвески с фотоаппаратом у меня порядка 300 грамм. Для комфортного подъема аппаратуры нужен запас тяги примерно в 4..5 раз, иначе леер будет заметно провисать под тяжестью оборудования и получится полет не по вертикали, а по горизонтали. Для запуска в слабый ветер, 4..5 м/с лучше использовать роккаку шириной 130-140 см, площадью 1,7..2 м2, но при этом следует помнить, что с высотой ветер может серьёзно усилиться. Еще один вариант использования змеев – в составе поезда из нескольких элементов (рис. 9).

Читайте также:  Как достать змею из норы

Преимущество поезда – маленькие змеи можно сделать не из дорогого карбона, а из бамбуковых палочек. Малые размеры в сложенном виде. Поезд можно нарастить или укоротить в зависимости от силы ветра. Поезд не так сильно «гуляет» из стороны в сторону – змеи компенсируют попытки товарищей уйти в сторону. Еще одно преимущество – при поломке больше шансов благополучно спуститься на оставшихся змеях. Но есть у поезда и недостатки – тяжело запустить, особенно в слабый ветер. Обязательно нужен один или несколько помощников. Плюс больше затраты времени на сборку.


Рис. 9. “Поезд” из воздушных змеев

Процесс запуска.
На рис. 9 хорошо видно, что подвеска крепится не к змею а к лееру. Если прицепить фотоаппарат к змею или к лееру рядом с змеем, то вы почти наверняка его разобьете. Первые пару десятков метров от земли, особенно в городе, змей поднимается очень неуверенно. В зоне приземной турбулентности со змеем может произойти все что угодно. Тем не менее, управлять змеем можно. Если энергично потянуть леер на себя, змей начнет набирать высоту. Но не тяните леер на себя если змей развернуло носом в землю – в этом случае нужно сильно ослабить леер, дать змею возможность развернуться хвостом вниз. Роккаку может летать и без хвоста, но я стараюсь не рисковать и предпочитаю добавить змею стабильности с помощью хвоста. Как правило, использую хвост из пушистой ёлочной гирлянды или плёночной ленты. Общее правило следующее – чем сильнее ветер тем тяжелее должен быть хвост. В качестве утяжелителей я использую пластиковые бельевые прищепки.

Запускать змея желательно на открытом пространстве, чтобы ветер был ровнее. Место нужно выбирать так, чтобы при возникновении нештатных ситуаций не создавать никому неудобств. В зоне запуска не должно быть проводов, автострад, мест скопления людей. Конечно, если змей сломается, он не упадет камнем на землю, будет возможность сманеврировать. Но возможет и самый плохой вариант – обрыв леера между фотоаппаратом и змеем, в этом случае ничего сделать нельзя, фотоаппарат упадет с большой высоты и может попасть на человека или автомобиль.

Перед запуском я всегда «пробую ветер» – запускаю змея, полностью выпустив леер, даже если не собираюсь летать на большой высоте. Если тяга приемлема, оставляю его повисеть на высоте 50 метров. В последнее время я креплю фотоаппарат к лееру, выпустив леер на 50, а то и 70 метров. На этой высоте, как правило, ветер ровный и можно особо не обращать внимания на змея, спокойно крепить подвеску, зафиксировав леер на земле. Зажав кнопку фотоаппарата резинкой и включив вращение камеры в подвеске, запускаю её на нужную высоту и жду, пока закончится карта памяти. В последнее время стал делать два запуска с одной точки с разным наклоном камеры к горизонту. В этом случае есть шанс собрать не цилиндрическую, а полную сферическую панораму с высоты птичьего полёта. Не следует слишком быстро сматывать леер при опускании змея – при этом змей выходит в зенит и может потерять устойчивость.

Моталка.
Спускать змея с большой высоты в сильный ветер очень тяжело. Тяга может достигать 10 кг. Для сматывания леера необходимо специальное устройство – моталка, способная выдержать большие усилия, с удобным хватом. Усилия в моталке возникают нешуточные – предположим, длина моталки полметра, длина леера 300, тяга 4 кг. В этом случае леер будет сжимать моталку с усилием 4х300/0,5=2400 кг. Хлипкие конструкции типа рыболовных катушек тут не годятся. Для сматывания леера я использую самодельную моталку с удобными ручками (рис. 10, 11).


Рис. 10. Моталка.


Рис. 11. Моталка в деле.

Состоит моталка из дубового бруска 4х4 см, с двух сторон на эпоксидке приклеены планки из ДВП, чтобы леер не соскальзывал и не обтирался при транспортировке. На эпоксидке же в вклеены два анкерных болта, на них свободно вращаются ручки из металлической трубке.

Леер.
В настоящее время я использую леер из рыболовного плетеного шнура Suffix Matrix Pro диаметром 0,58 мм и прочностью на разрыв 68 кг. Перед этим попробовал рыболовную спектру марки Power Pro толщиной 0,32 мм прочностью 24 кг, но она меня подвела, порвавшись на испытаниях под существенно меньшей нагрузкой. Судя по опыту других «змееводов», тонкую рыболовную плетенку нельзя применять для запуска воздушных змеев – она слаба в узлах, теряет прочность на перегибах, много подделок фирменных плетенок. Кроме того, по тонкому шнуру сложно оценить его состояние. А на толстом хоть можно увидеть, если он стал ворситься. Стоят рыболовные плетеные шнуры очень дорого. Альтернатива – капроновый шнур. Но я отказался от капрона по причине его малой прочности и большой парусности. Нейлоновый шнур диаметром 1,2 мм держит около 20 кг, при этом на большую высоту, особенно при слабой тяге, змея поднять тяжело. Из-за большой парусности леера, он выгибается «пузом» и лежит почти горизонтально. Ещё капрон очень сильно тянется. С одной стороны это хорошо – гасит рывки при запуске в неровный ветер, а с другой – леер нужно перематывать дома если вы сматывали его под нагрузкой. Иначе он «поползёт» под нагрузкой, за несколько запусков накопит деформации и порвется.

При использовании плетеных шнуров нужно использовать только специальные «фирменные» узлы, которые указаны на упаковке. Все «бытовые» узлы развязываются, ползут под нагрузкой. При запуске используйте перчатки. Ни в коем случае не хватайтесь за натянутый леер голыми руками!

Настройки фотоаппарата.
В большинстве недорогих компактных фотоаппаратов пользователь нет ручных настроек экспозиции. Максимум что предлагается – управление ИСО и экспокоррекцией. При фотосъемке со змея в солнечный день, я устанавливаю выдержку не длиннее 1/500 при ИСО 100. Конечно, есть соблазн задрать ИСО до 200..400 единиц, но при этом картинка сильно страдает от цифровых шумов. Как правило, я снимаю в солнечный день на диафрагме f/6.2 и выдержке 1/750. Подходящее значение выдержки установить вручную нельзя, поэтому приходится перед тем, как зажать кнопку, наводиться на разные участки местности (светлее/темнее) с тем, чтобы получить подходящее соотношение выдержки и диафрагмы. При этом желательно установить экспокоррекцию в минус 0,5, т.к. на высоте всегда больше света, чем внизу, а «спасать» пересвеченную картинку тяжелее, чем недоэкспонированную. Если на вашем фотоаппарате есть стабилизатор изображения, скорее всего, его лучше выключить – от воздушных ям он не спасет, и может только испортить картинку в попытках помочь.

Склейка панорамы.
Про склейку панорам можно написать отдельную статью (кстати, вот здесь такая статья есть: http://zubetzblitz.narod.ru/NewQTWR/navigator.htm). Здесь опишу только основные принципы обработки отснятого материала.

При изготовлении панорам желательно чтобы точка съемки не менялась. Или менялась незначительно, для исключения параллакса. За счет того, что фотографируемые объекты располагаются далеко от камеры на воздушном змее, небольшие рысканья змея порядка 2..3 м допустимы. И за те 10 минут, что камера висит на высоте 100 метров, наверняка будут 20 секунд, за которые змей сильно не смещался, но камера успела сделать один оборот. Вот этот-то оборот нам и нужен. Когда нужная серия отобрана, она «скармливается» специальной программе для сшивки панорам. Программ таких великое множество. AutoPano Pro, PTGui, Hugin и т.п. Последняя в этом списке – есть на русском языке, к тому же бесплатная. Большинство программ автоматически расставляют контрольные точки, по которым осуществляется сшивка. Но не всегда эти точки у них получается расставить удачно. При расстановке контрольных точек желательно налегать на объекты заднего плана, т.к. параллакс на них меньше сказывается.

Фотосъемка панорам с воздушного змея – увлекательное хобби, позволяющее создавать уникальные панорамы местности с высоты 50..300 метров. Поначалу хочется залететь максимально высоко, но потом понимаешь, что снимки с небольшой высоты, порядка 50 метров, намного выразительнее «высотных». Но особенно поражают полные сферические панорамы с высоты воздушного змея. Такое впечатление, что ты летишь, как во сне, неожиданно лишившись тела, и можешь смотреть во все стороны.

Читайте также:  Королевская змея ест змею

2010 © Михаил Мурый, фотографии автора

Источник

Воздушный змей своими руками. Модели, материалы, советы по изготовлению, чертежи

Воздушный змей — это одна из любимейших игрушек и развлечений на свежем воздухе наших родителей, а также дедушек и бабушек, которые по известным причинам не имели всевозможных гаджетов и дорогих игрушек. Простота конструкции и доступность материалов сделали воздушного (или бумажного, как его еще называют) змея распространенным развлечением, в былые времена его умел делать каждый мальчишка. Пришло время и нам познакомиться с его нехитрым устройством. Ведь, несмотря на огромное количество известных моделей самых разных размеров и форм (не говоря уже о расцветках), в основе всех их лежит один аэродинамический принцип.

Немного истории

Первые зафиксированные упоминания о воздушных змеях относятся к Китаю 2-го века до нашей эры (это, считайте, 22 столетия или две тысячи двести лет!), только тогда их именовали “драконами”. Там они, в основном, использовались в войсках с целью передачи информации (сигнальная функция), а также для устрашения суеверных противников.

И лишь полторы тысячи лет спустя изобретение, доведенное до высочайшего технологичского уровня тех времен, попало в Европу, где на протяжении пятисот лет ему не находилось лучшего применения, чем в качестве игрушки. Простая конструкция змея была доступна даже детям из самых низких и бедных слоев общества и служила одной из немногих радостей в их трудной жизни.

Ситуация изменилась, когда в середине 18-го века воздушные змеи попали в поле зрения ученых, а затем и военных. Способность этих летательных аппаратов подниматься на большую высоту послужила развитию метеорологии, зарождению авиации (знаменитые эксперименты А.Ф.Можайского),

делу изучения свойств грозы и защиты от нее (Бенджамин Франклин таким образом выяснил электрическую природу молнии и изобрел громоотвод, а Михайло Васильевич Ломоносов тоже вроде как, параллельно с американским коллегой и независимо от него, пришел к тем же выводам); один из изобретателей радио А.С.Попов поднимал с воздушными змеями свои первые радиоантенны.

Военное применение интересующего нас аппарата было довольно развито, преимущественно на флоте: поднимаемый в воздух на конструкции из нескольких коробчатых змеев разведчик мог наблюдать за передвижениями кораблей противника на немыслимых по тем временам расстояниях в 35 миль и более, оставаясь при этом незамеченным из-за выпуклой формы земной поверхности. В сухопутных военных операциях воздушные змеи применялись реже.

Иллюстрация Wikipedia

Сегодня запуск воздушных змеев — это увлекательный и зрелищный вид спорта: управляемые 2-х и 4-леерные аппараты способны даже выполнять фигуры высшего пилотажа! Кайтинг — еще один вид спорта с использованием управляемого воздушного змея, только в качестве движущей силы, наподобие паруса. К стати, змей-парус, использованный на грузовых морских судах в качестве дополнительного движителя, позволил сэкономить за рейс около 30% топлива!

Ну а нам остается только смастерить простого змея и отправиться с ним на открытую площадку, чтобы поймать ветерок и насладиться видом парящего на высоте потомка древних “драконов”. Кто знает, может эта невинная забава станет вашим большим хобби на всю жизнь, а в изготовлении воздушных змеев вы станете настоящим мастером, наставником и примером для других энтузиастов.

Надо сказать, что, начиная с 1985 года, каждую второе воскресенье октября (независимо от выпадающего на этот день числа) отмечается Всемирный день воздушных змеев!

Конструкции воздушных змеев

Все разнообразие воздушных змеев сегодня представлено несколькими основными типами в зависимости от конструктивных особенностей. Вариантов же расцветки, раскраски и стилизаций может быть множество в зависимости от фантазии конструктора: главное, чтобы были соблюдены правильные соотношения основных элементов, о которых расскажем чуть ниже.

Основная классификация воздушных змеев выглядит так:

Нас же интересует первая категория — каркасные неуправляемые и простые коробчатые воздушные змеи, которые реально построить в домашних условиях (в отличие от бескаркасных) и научиться запускать.

Для изготовления змеев нужно запастись:

Мы опишем лишь три конструкции — две плоских и одну коробчатую, однако в действительности умельцами создано намного больше моделей, в основном, за счет стилизаций. Однако всегда начинать нужно с самого простого.

Плоский воздушный змей

Ромбовидный змей

Простейшая и потому наиболее популярная конструкция воздушного змея — плоский, в виде неправильного ромба, с длинным хвостом-стабилизатором. На иллюстрациях ниже хорошо видно, что основа змея — две деревянные рейки или прямые палочки, скрепленные накрест со смещением перпендикулярной (которая чуть короче) ближе к одному концу основной. В неприхотливых сельских условиях часто каркас змея делали из достаточно прочных и необычайно легких стеблей сухого камыша. В месте соединения крепко свяжите палочки нитью, которую для надежности пропитайте клеем.

По периметру получившегося крестообразного каркаса следует натянуть прочную нитку, которая создает тот самый контур неправильного ромба. Чтобы нитка прочно сидела на каркасе, в торцах всех четырех концов проделайте неглубокие пазы, в которые она должна надежно лечь.

И вот тут маленький нюанс: поскольку рейки тонкие и легкие, они с большой долей вероятности расщепятся под давлением нити. Чтобы этого избежать, каждый конец крепко обмотайте ниткой в 1-2 слоя, для надежности промазывая каждый слой клеем. Современные умельцы нередко в данном случае используют скотч.

Что ж, каркас мы сделали, теперь его надо чем-то обтянуть. Нужен легкий воздухонепроницаемый материал. Раньше для этой цели часто использовали бумагу, иногда даже газетные листы (что поделаешь, изобилия материалов в то время не наблюдалось), что вполне могло сойти для одного-двух запусков в не очень ветренную погоду: бумага, особенно газетная, легко рвалась. Сегодня же в нашем распоряжении есть плотный полиэтилен, который, при том, что легкий, обладает достаточной прочностью и не разрушается от порывов ветра, который на высоте всегда сильнее, чем возле земли.

Проще всего взять старый дождевик (дождевой плащ) или разрезать по краю непрозрачный, лучше белый, полиэтиленовый пакет, создавая полотно достаточного размера. На него укладываем наш каркас и вырезаем по контуру требуемый неправильный ромб, оставляя допуски по всему периметру шириной полтора сантиметра. Эти допуски нужны для того, чтобы обернуть их вокруг натянутой по контуру нити. Завернутую кромку фиксируем клеем, в нескольких местах можно дополнительно аккуратно сколоть степлером. И снова обратимся к современным реалиям: у нас ведь есть скотч, так почему бы не проклеить им места соединения завернутой кромки? Скотч легкий, а соединение получится достаточно прочным.

Хвост — обязательный элемент любого плоского воздушного змея. Помимо декоративной функции (украшенный многочисленными яркими разноцветными ленточками и бантиками, он смотрится очень эффектно) хвост осуществляет продольную стабилизацию змея. Сделать хвост можно, привязав несколько длинных разноцветных ленточек к нижнему концу каркаса (более длинная часть продольной палочки).

Другой способ, более популярный, состоит в том, чтобы к длинной прочной нити или леске привязать большое количество декоративных элементов — бантиков, цветочков, бабочек и т.д.

Наличие хвоста, который все время извивается на ветру, повторяя траекторию парящего полета основной части, действительно напоминает мифического змея-дракона, особенно, если раскрасить его соответствующим образом.

Наконец, приступим к самому главному элементу — уздечке, которая и отвечает за то, чтобы змей мог подниматься вверх. Состоит уздечка из трех нитей (поводков), один конец которых прикреплен к одному из углов (вершин) ромба, а другие соединены вместе и к точке соединения привязывается леер (иногда его называют фал) — та самая длинная и очень крепкая леска-поводок, за которую вы будете удерживать своего змея, чтобы он не улетел.

Форма уздечки должна быть правильной, поскольку от этого зависит угол наклона плоскости змея по вертикальной оси (т.н. угол атаки), чтобы ветер, толкая змея под правильным углом, создавал подъемную силу.

Читайте также:  Приснилось что меня кусает змея за руку

Немного расчетов

Хотя воздушный змей и прост, такие узлы, как уздечка и хвост, должны иметь правильные параметры.

Начнем с хвоста. Его длина — главный фактор, который, напомним, влияет на стабилизацию полета змея. Существуют специальные формулы для расчета всех параметров воздушного змея, в т.ч. и хвоста, однако нас они пока не интересуют, отметим лишь, что для змея, длина планок которого (как в нашем “ромбическом” случае) составляет 60х40 сантиметров, расчетная длина хвоста составляет от 2-х до двух с половиной метров: наиболее точно следует подбирать опытным путем в указанных пределах.

Уздечка же рассчитывается так. В нашем “ромбическом” варианте длина боковых поводков равна расстоянию от верхней части до одного из концов поперечной палочки (напомним, низ нашего змея — это наиболее длинный конец палочки, к нему привязывают хвост). Длина же верхнего поводка уздечки подбирается опытным путем, добиваясь правильного угла атаки, который должен составлять 45 о по отношению к вертикальной оси. Поэтому верхнюю нить берут с некоторым запасом по длине и сам узел делают регулируемым.

Могут быть и другие конструкции уздечек, однако предложенная считается самой “классической” и надежной.

Прямоугольный змей

Еще одна популярная “плоская” конструкция воздушного змея, которую несложно сделать самому. В данном случае берут большой лист плотной бумаги (А3, ватман), по диагонали которого Х-образно (крест-накрест) располагают две деревянные рейки или палочки, прочно соединяя при помощи клея и ниток. В верхней части “икса” из реек (по короткой стороне прямоугольника) к их концам крепится палочка немного большей, чем нужно длины: немного стянутая с концов ниткой, она слегка выгибается наружу, сообщая бумаге (или полиэтилену либо легкой плотной ткани, как пожелаете) в той части форму как бы слегка наполненного ветром паруса.

В ходу разные способы крепления листа к каркасу. Можно прикрепить его только по углам, а можно натянуть периметр из прочной нити или лески, как мы делали в предыдущей конструкции, к которому таким же образом прикрепить полотно, подвернув оставленные полуторасантиметровые допуски и склеив при помощи скотча.

Иногда деревянные рейки крепят по всему периметру змея:

Хвост прямоугольному воздушному змею нужен такой же, как и ромбовидному: можно уменьшить его длину, однако полет змея будет не таким стабильным. Традиционно хвост крепится посередине нижней части прямоугольника к нитке, обеими концами привязанной к концам реек.

С уздечкой, точнее, с ее расчетом, в данном случае проще и ничего подбирать опытным путем не нужно. Здесь также уздечка в форме трехгранной пирамидки, делается из трех нитей (поводков). Две симметричные одним концом привязаны к концам реек в верхней части прямоугольника, их длина соответствует точно половине диагонали прямоугольника и свободными концами сходятся в перекрестье. Третий поводок, центральный, одним концом крепится к перекрестью и его длина равна половине длины прямоугольника, т.е. доходит к его верхней кромке. Все три нити соединяются свободными концами, образуя как бы вершину пирамидки. Напомним, для формирования узла оставьте на каждой нити примерно по одному сантиметру допуска по длине. Соединенные вместе, они образуют уздечку, форма которой обеспечит змею правильный угол атаки. К месту соеднения можно привязать небольшое металлическое кольцо, к которому затем при помощи карабина или надежным узлом крепится леер.

БОНУС: японский змей Роккаку

Предлагаем посмотреть очень подробное видео о том, как в домашних условиях сделать популярного змея Роккаку, который пришел к нам из Японии, где также, по примеру Китая, изготовление воздушных змеев является настоящим искусством.

Коробчатый воздушный змей

Коробчатые воздушные змеи, своей объемной формой действительно напоминающие большую коробку, обладают лучшими летными качествами, чем плоские, хотя многие скажут, что тут все дело в умении запускать. Верно, однако для новичка разница может показаться существенной.

На картинках видно, что представляет собой коробчатый воздушный змей в его простейшем варианте. Это четыре длинные деревянные рейки (лонжероны), соединенные между собой двумя-тремя крестообразными перемычками (крестовинами), сделанными из таких же планок. Крестовины должны быть строго симметричными — планки соединяются под прямым углом и все четыре луча одинаковой длины. В итоге должен образоваться правильный параллелепипед с квадратным сечением.

Главная проблема может получиться с креплением лонжеронов к крестовинам. Предлагается несколько вариантов:

Вот некоторые варианты соединений крестовины с лонжероном:

Указанные на рисунке пропорции крестовины относятся к модели Поттера и в нашем случае роли не играют

Дополнительно всегда можно воспользоваться скотчем или изолентой с хорошим липким слоем.

Получившийся каркас с краев покрывают обтяжкой — полосами воздухонепроницаемого легкого материала (в современных условиях чаще всего используют полиэтилен, например, от мусорных пакетов или дождевика, но можно использовать и плотную бумагу). Придерживаемся простого расчета: каждая из полос обтяжки по ширине составляет одну треть от общей длины каркаса. Таким образом, одна треть змея посередине остается открытой.

Трехгранная конструкция коробчатого воздушного змея

Что касается хвоста, то коробчатый змей в нем особо не нуждается, можно запускать и так. В то же время, в сильный ветер хвост поможет змею оставаться в более стабильном положении и не кувыркаться в воздухе с потерей высоты.

Чтобы порывы ветра не разорвали обтяжку, обе ее кромки можно обернуть вокруг заблаговременно натянутой прочной нитки, как мы делали на плоском змее.

Дополнительную прочность и симметричность конструкции может придать равномерно натянутая нить крест-накрест с каждой из четырех сторон нашего параллелепипеда. Затем, после установки обтяжек, можно повторить процедуру, таким образом дополнительно упрочняя конструкцию и укрепляя полотно обтяжки, чтобы оно не обтрепалось под действием ветра. Учитывая ничтожно малый вес всех этих нитей, не бойтесь перегрузить конструкцию, главное внимание обращая на ее прочность.

Уздечка у коробчатого воздушного змея, как правило, состоит из двух или трех нитей-поводков, которые одним своим концом сходятся вместе, а другим крепятся к верхнему концу лонжерона и к этому же лонжерону возле начала второй обтяжки. Третья нить, если решите ее использовать как в некоторых конструкциях, вторым своим концом привязывается к тому же самому лонжерону у нижней кромки верхней обтяжки и служит больше для прочности всей конструкции уздечки; длина ее подбирается таким образом, чтобы при натяжении всех нитей получился нужный угол атаки.

Иногда две нити уздечки крепят ближе друг к другу, с обеих сторон верхней обтяжки. Хорошо зарекомендовали себя такие пропорции: при ширине обтяжки в 48 см более короткий передний поводок составляет 36 см, а задний поводок — 53 см.

Обычно, невзирая на все самые точные расчеты, длину стропок приходится регулировать в полевых условиях, на месте запуска змея.

Напоминаем, на уздечку и леер приходится очень большая нагрузка, особенно с набором высоты: чем выше поднимается змей, тем сильнее ветер, а научные расчеты указывают на то, что подъемная сила увеличивается в геометрической прогрессии, т.е. с увеличением скорости ветра в два раза, подъемая сила увеличивается в четыре! Поэтому позаботьтесь, чтобы для изготовления этих узлов подобрать материал попрочнее.

Запускаем воздушного змея

Лучший друг любого воздушного змея — ровный, без резких порывов, ветер со скоростью 3-5 м/сек. Пробовать запуски можно, впрочем, уже со скорости в 2 м/сек.

Место для запуска должно быть обязательно открытым, чтобы поблизости не было деревьев и линий электропередач.

Сам запуск производится против ветра, с рук или с земли. В некоторых случаях понадобится небольшой разбег, держа змея за уздечку.

Как только вы почувствуете, что змей “поймал” ветер, плавно и понемногу отпускайте леер, наблюдая за подъемом вашего аппарата к небесам.

Для набора высоты немного потяните за леер, делая как бы небольшой “клевок” змеем. Для безопасной и безаварийной посадки нужно плавно, понемногу подтягивать воздушного змея к себе, идя по направлению его движения.

Источник

Интересные факты и лайфхаки