Движущая сила эффективна лишь при натянутом лине. Представьте, что мы запускаем воздушного змея при слабом ветре и линь не натянут. Тогда змей будет перемещаться назад и падать вниз. Чтобы исправить это положение, оператор должен натянуть линь и побежать вперед. Это действие равносильно включению мотора. Отвечая на эту движущую силу, змей начнет подниматься вверх. Движущая сила заставляет змея принять такое положение, при котором сила сопротивления превращается в подъемную силу.
Чем больше отпускать линь, тем большее возникает сопротивление. И чем длиннее линь, тем больший вес передается на воздушного змея. В результате змей может начать падать вниз. Движение назад уменьшает угол атаки, и подъемная сила убывает. Это подтверждает, как важна движущая сила, передающаяся змею через линь.
Теперь можно кратко суммировать то, о чем говорилось в этой главе. Змей в полете – это объект, который находится под действием четырех сил, а именно: силы сопротивления, подъемной силы, силы земного притяжения и движущей силы. Сила сопротивления создается движением воздуха, который обтекает змея. Подъемная сила – это часть сопротивления, которая превращается в силу, направленную вверх. Сила притяжения обусловлена весом змея и приложена в точке, которую называют центром тяжести. Движущая сила сообщается змею линем, действующим как мотор. Эти силы действуют как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях – сопротивление и движущая сила в горизонтальной, а сила тяжести и подъемная сила – в вертикальной. Змей полетит, если линии действия всех этих сил пересекутся в центре тяжести змея. Иначе полет змея будет нестабильным, потому что силы будут приложены к разным его частям. Противоположно направленные силы должны иметь общую линию действия.
Чтобы выдержать эти требования, поверхность змея должна быть наклонена по отношению к ветру под правильным углом.
Змей должен быть также тщательно уравновешен. В связи с важностью балансировки теперь поговорим о ней.
Как было сказано, равновесие достигается правильным распределением веса вокруг центра тяжести, или, как его еще называют, центра масс. Чтобы соблюсти это требование, автор считает полезным провести следующую процедуру. Найдите точку равновесия змея по его основной рейке и отметьте ее карандашом. Это и есть центр тяжести, или центр масс.
Если змея опереть на эту точку, то он будет находиться в равновесии, и силы тяжести будут действовать одинаково на его правую и левую часть, то есть змей будет обладать так называемым продольным и поперечным равновесием. Теперь необходимо добиться, чтобы змей соблюдал это двойное равновесие в воздухе.
Прежде всего необходимо представить себе змея в полете. При обтекании змея воздухом создаются завихрения, из-за которых полет становится неустойчивым. Так, например, змей может «нырять» вперед и назад. Это означает, что он не обладает продольным равновесием. Чтобы исправить этот недостаток, надо привязать линь в нужном месте. Продольное равновесие восстанавливается, если привязать линь чуть выше центра тяжести, и змей хорошо держится в воздухе.
Может возникнуть и другая проблема. Под сильными потоками воздуха змей может начать раскачиваться из стороны в сторону. Это означает, что у него плохое поперечное равновесие. Этот дефект можно устранить, придав змею очертания правильного двугранного угла относительно основной рейки. В самолете это угол между горизонтальной поверхностью и фюзеляжем. Если посмотреть на самолет спереди, то видно, что его крылья напоминают очертание буквы V. В воздушном змее такой двугранный угол можно получить, подгибая поперечные рейки. Если змей кренится на одну сторону, то это значит, что ветер старается опустить ее, а другую сторону, наоборот, поднять. И змей будет поворачиваться, пока не достигнет равновесия. Поперечное равновесие может быть достигнуто, если соответствующим образом прикрепить линь к змею, сместив точку крепления немного в сторону.
Продольное и поперечное равновесие можно проиллюстрировать на таком примере. Если положить на обе чаши весов одинаковый вес, а потом нажать на одну из них и отпустить, то рычаг весов установится в положении равновесия. Весы демонстрируют устойчивое равновесие, что означает, что тело стремится вернуться к нему, после того как оно будет нарушено внешним воздействием.
