Из истории воздушного змея

Китайский змей

Воздушные змеи относятся к древнейшим летательным аппаратам. Первые документы о них встречаются еще за несколько веков до начала нового летосчисления. В китайских рукописях рассказывается, что воздушные змеи запускались во время народных праздников. Китайцы строили змеи в форме птиц, рыб, бабочек, жуков, человеческих фигур, которые раскрашивали в самые яркие цвета (рис. 1).

Рис. 1. Китайский змей в форме птицы

Наиболее распространенным типом китайского змея был дракон - фантастический крылатый змей. Огромный дракон, поднимаемый в воздух, являлся символом сверхъестественных сил. В ряде местностей Китая до недавнего времени сохранялись следы обычая массового запуска воздушных змеев в девятый день девятого месяца - день змея.

Летающий дракон конструктивно сложен. Два-три десятка легких бумажных конусов образовывали длинное круглое тело чудовища, живописно извивающегося в полете. Змей-дракон имел крупную голову с оскаленной пастью. Сквозь пасть ветер проникал в пустое туловище и, надувая его, поддерживал в воздухе. Иногда вместо конусов в конструкцию остова дракона входили постепенно уменьшающиеся круглые диски, которые были связаны между собой шнурами. Каждый диск пересекался тонкой бамбуковой планкой, на конце которой укреплялись большие перья (рис. 2).

Рис. 2. Летающий дракон

Для усиления эффекта была придумана специальная "змеиная музыка", напоминающая завывание ветра в дымовой трубе. Приспособление, издающее эти звуки, изготовляли из сухих головок мака, в которые вставляли камышовые свирельки. К пасти дракона прикрепляли леер, а к хвостовой части - две длинные шелковые ленты, которые извивались в воздухе вместе со змеем.

Рис. 3. Фонарик на шнуре змея

Интересное зрелище представляли фонарики, изготовлявшиеся из тонкой цветной бумаги (рис. 3), и фейерверки (рис. 4), прикреплявшиеся к змеям.

Рис. 4. Воздушный фейерверк

Корейский змей

Широкое распространение воздушные змеи получили в Корее. Вначале их применение носило чисто религиозный характер, а затем запуск змеев стал увлекательным видом занятий и зрелищ.

Рис. 5. Японские змеи: а - летающее чудовище; б – бабочка; в - летающая голова

Японский змей 'Керо'

На древних японских рисунках также можно встретить изображения воздушных змеев, по форме значительно отличавшихся от китайских (рис. 5).

Старинный японский змей

Японские змеи: а - 'бабочка'; б - 'Ятсухана'; в - 'Гонбо'; г - из округи Нагасаки; д - 'Бозо'; е - 'Ато'

Типичный малайский воздушный змей (рис. 6) имеет форму криволинейного симметричного треугольника. Каркас его состоит из трех пересекающихся прутьев, обтяжка - из грубой ткани.

Рис. 6. Малайский змей

Малайский змей

Изобретение змея, независимо от существовавшего в странах Востока, европейские историки приписывают древнегреческому ученому Архиту Тарентскому (IV в. до н. э.).

Полинезийский змей

Любопытны старинные записи о первых практических применениях воздушных змеев. В одной из них говорится, что в IX в. византийцы якобы поднимали на воздушном змее воина, который с высоты бросал в неприятельский стан зажигательные вещества. В 906 г. киевский князь Олег воспользовался воздушными змеями при взятии Царьграда. Летопись говорит, что над неприятелем в воздухе появились "кони и люди бумажны, вооружены и позлащены". А в 1066 г. Вильгельм Завоеватель использовал воздушные змеи для военной сигнализации при покорении Англии.

Змей конструкции Потье

Но, к сожалению, о форме древних европейских змеев, об их конструктивных и летных свойствах не сохранилось никаких данных.

Змей конструкции Магрена

Змей 'жалюзи' конструкции Ракка

Долгое время ученые Европы недооценивали значение воздушного змея для науки. Только с середины XVIII в. воздушный змей начинает применяться при научных работах. В 1749 г. А. Вильсоном (Англия) змей был использован для подъема термометра с целью определения температуры воздуха на высоте. В 1752 г. ученый-физик В. Франклин воспользовался воздушным змеем для исследования молний. Открыв при помощи змея электрическую природу молнии, Франклин изобрел молниеотвод.

Змей конструкции Бату

Воздушные змеи применялись для изучения атмосферного электричества великим русским ученым М. В. Ломоносовым и английским физиком И. Ньютоном.

Змей конструкции Эдди

Змей конструкции Эдди-Венда

Змей начинает оказывать науке ценные услуги. Поэтому неудивительно, что в 1756 г. знаменитый математик Л. Эйлер написал следующие строки: "Воздушный змей, эта игрушка детей, презираемая учеными, может, однако, заставить глубоко над собой призадуматься".

Змей конструкции Бадена-Повеля

Змей конструкции Эдди-Гондара

Значительное усовершенствование змея произвел австралийский ученый Л. Харграв в 90-х гг. прошлого столетия. Воспользовавшись работами первого планериста, немецкого инженера О. Лилиенталя, Харграв впервые применил в качестве воздушного змея две сквозные коробки, соединенные друг с другом. Лилиенталь, конструируя свои планеры, заметил, что такие аппараты имеют хорошую устойчивость в воздухе. Харграв терпеливо искал выгодные пропорции своих коробок. В конце концов, появился первый коробчатый воздушный змей, уже не требующий хвоста для устойчивости в полете (рис. 7).

Рис. 7. Воздушные змеи конструкции Харграва: а - создан в 1894 г.; б - создан в 1895 г.

Змеи конструкции Мело

Летающие коробки Харграва явились не только большем толчком для развития змейкового дела, - но и, несомненно, помогли при конструировании первых самолетов. Это положение подтверждается сходством с двухкоробчатым воздушным змеем бипланов Вуазена, Сантос-Дюмана, Фармана и аппаратов других первых авиаконструкторов.

Змей конструкции Вольбриджа-Дэвиса: а - первый вариант; 6 - второй вариант

Змей с килевой плоскостью конструкции Эдда

Первый подъем человека на коробчатых воздушных змеях был осуществлен также Харгравом. Пассажир был поднят на четырех змеях общей площадью 22 м².

Бескаркасный 'монах'

Змей конструкции Дериво

Начиная с 1894 г., воздушный змей систематически применяется для изучения верхних слоев атмосферы. В 1895 г. при Вашингтонском бюро погоды была организована первая змейковая станция. В 1896 г. в Бостонской обсерватории была достигнута высота подъема коробчатого змея, равная 2000 м, а в 1900 г. там же змей был поднят на высоту 4600 м.

Змей со свободно натянутой плоскостью конструкции Эдди

Сдвоенный змей конструкции Белля

В 1897 г. начаты работы с воздушными змеями и в России. Они велись в Павловской магнито-метеорологической обсерватории, где в 1902 г. было открыто специальное змейковое отделение.

Русский змей

Змей конструкции Флекса

Широкое применение воздушный змей нашел в метеорологических обсерваториях Германии, Франции и Японии. Змей (поднимался на очень большую высоту. Например, в обсерватории Линдерберга (Германия) добились подъема воздушного змея более чем на 7000 м. Первая радиосвязь через Атлантический океан была, налажена с помощью коробчатого воздушного змея. Итальянский инженер Г. Маркони запустил в 1901 г. на острове Нью-Фаундлен большой воздушный змей, который летал на проволоке, служившей приемной антенной.

Змеи конструкции Харграва: а - первый вариант; б - второй вариант

Змей конструкции Белля

Коробчатым змеем Харграва заинтересовалось английское военное ведомство. Лейтенант английской армии Коди видоизменил змей Харграва. Он увеличил его площадь путем добавления боковых крылышек, размещенных на всех углах коробок, усилил прочность конструкции и ввел совершенно новый принцип сборки и разборки змея. На таких змеях стали подниматься в воздух военные наблюдатели.

Змей конструкции Коди

Змей конструкции Брокка-Гильмона

В начале XX в. работу над змеями Коди продолжил капитан французской армии Сакконей. Он создал еще более совершенную конструкцию воздушного змея, являющуюся одной из лучших и по настоящее время. Сакконей, пользуясь богатыми субсидиями военного ведомства, имел возможность широко поставить свои опыты. Он основательно разработал принцип буксирного подъема змеев: одна группа змеев поднимала в воздух основной леер (трос), другая - буксировала по тросу груз. Сакконей установил первые рекорды высоты и грузоподъемности воздушных змеев.

Змей конструкции Сакконея

Рис. 8. Змей конструкции Ульявина: 1 - резина; 2 - шарнир; 3 - дополнительное крыло, автоматически отгибающееся в полете

Работы Сакконея нашли своих продолжателей во многих армиях Европы. В России полковником Ульяниным был создан для армии специальный воздушный змей (рис. 8 и 9). Ценным и остроумным новшеством в змеях его конструкции были шарнирные крылья, автоматически увеличивающие площадь змея при ослабевании ветра. Кроме Ульянина, змеями увлекались Кузнецов, Прахов и др., создавшие удачные конструкции. Во время русско-японской войны 1904-1905 гг. в русской армии были специальные змейковые подразделения.

Змей конструкции Кузнецова

Рис. 9. Змей Ульянина перед полетом

Параллельно с работами Коди в Европе, главным образом во Франции, проводили свои эксперименты и другие конструкторы. Из них следует упомянуть Плоттера, который изменил место крепления уздечки и создал змей с килевыми плоскостями, увеличивающими грузоподъемность.

Змей конструкции Мэдью

Змей конструкции Визе

Интересную конструкцию оригинального однокоробчатого змея предложил французский инженер Лекорню. Он создал змей, коробка которого напоминает пчелиные соты (рис. 10). Идею постройки своего змея Лекорню обосновал, наблюдая полет птиц. Если смотреть на летящую птицу, то можно заметить, что плоскости корпуса и крыльев образуют некоторый угол. Такой же установочный угол в 30° Лекорню сделал у горизонтальных плоскостей змея.

Рис. 10. Змей конструкции Лекорню

Змей конструкции Ленуара: а - первый вариант; б - второй вариант

Во время первой мировой войны войска различных стран и особенно Германии применяли для наблюдательных постов привязные воздушные шары, высота подъема которых, в зависимости от условий боя, достигала 2000 м. Они давали возможность наблюдать расположение противника в глубь фронта и через телефонную связь направлять огонь артиллерии. Когда же ветер становился слишком сильным, вместо воздушных шаров применяли коробчатые змеи. В зависимости от силы ветра составлялся поезд из 5-10 больших коробчатых змеев, которые прикрепляли к тросу на определенном расстоянии друг от друга на длинных проволоках. К тросу привязывали корзину для наблюдателя. При сильном, но довольно равномерном ветре наблюдатель поднимался в корзине на высоту до 800 м.

Змей-мишень для зенитной стрельбы

Змей конструкции Алиаса-Конина

Такой способ наблюдения имел то преимущество, что он позволял подойти ближе к передовым позициям противника. Воздушные змеи не так легко расстреливались, как воздушные шары, представлявшие собой очень большую мишень. Кроме того, выход из строя отдельного змея отражался на высоте подъема наблюдателя, но не вызывал его падения. Попадания же в шар одной зажигательной ракеты было достаточно для его гибели, так как он наполнялся легковоспламеняющимся водородом.

Змей 'моноблок' конструкции Роша-Донзеля

Воздушные змеи во время первой мировой войны использовали также для защиты важных военных объектов от нападения самолетов противника путем устройства заграждений, состоявших из маленьких привязных воздушных шаров и воздушных змеев, поднимавшихся до высоты 3000 м. С шаров и змеев спускались проволочные тросы, которые создавали для самолета противника большую опасность. Германия применила такие заграждения для защиты верфи подводных лодок и ангаров в Бельгии.

Жесткий цилиндрический змей

Для змейковых заграждений ангаров у Брюсселя были изготовлены змеи больших размеров в виде привязных самолетов. Змеи копировали очертания самолетов различных конструкций (монопланов, бипланов) с целью ввести в заблуждение летчиков противника.

Змей конструкции Гамажа

Весной 1915 г. в Германии произошел интересный случай, когда привязной самолет ввел в заблуждение не летчиков противника, а собственную зенитную батарею. Однажды рано утром в воздух был поднят привязной самолет-биплан. Вскоре после подъема он скрылся в облаках. Когда к полудню облака рассеялись, в их разрыве внезапно показался этот самолет. У немецких наблюдателей создалось впечатление, что облака неподвижны, а биплан летит с довольно большой скоростью. Вскоре он исчез в облаке с тем, чтобы тут же снова появиться в следующем разрыве. Посты воздушного наблюдения и связи сообщили: "Вражеский самолет". Зенитные батареи открыли заградительный огонь. Вокруг аэродрома гремели пушки, стараясь уничтожить воздушного врага. Самолет то исчезал в облаках, то снова показывался, и заградительный огонь продолжался до тех пор, пока немцы, наконец, не поняли, что обстреляли собственный привязной самолет. Последний не был сбит лишь потому, что при стрельбе делалась поправка на мнимую скорость движения самолета и снаряды неизменно оказывались впереди неподвижное мишени.

Змейковое дело в Европе достигло наивысшего расцвета к концу войны, в 1918 г. После этого интерес к воздушным змеям ослабел. Бурное развитие авиации начало вытеснять змей из военного дела.

Змей-планер конструкции Рыбалко

Многие конструкторы, ранее увлекавшиеся змейковым делом, перешли к работе над самолетами. Но их опыт постройки змеев не прошел бесследно. Он, безусловно, сыграл свою роль в истории авиации на первой стадии развития самолета.

Змей конструкции Бабьюка

Змей 'звезда' конструкции Бабьюка

В Советском Союзе увлечение воздушными змеями началось почти одновременно с авиамоделизмом. Уже на первых всесоюзных состязаниях летающих моделей в 1926 г. были представлены довольно хорошо летавшие коробчатые змеи, построенные киевскими авиамоделистами под руководством И. Бабьюка. Одиннадцать полотняных змеев с общей рабочей площадью 42,5 м² были запущены на стальном тросе толщиной 3 мм со специальной аэростатной лебедки. Конструкция этих змеев - видоизменный классический тип Сакконея.

Змей конструкций Бабьюка: а - В-9 бис; б - В-23

Количество поездов из коробчатых змеев, представляемых на всесоюзные авиамодельные состязания, увеличивалось. В состязаниях 1935 г. участвовало 8 поездов. Тогда впервые наиболее полно было показано разнообразное применение воздушных змеев. По лееру вверх и вниз бегали "воздушные почтальоны", при помощи которых прыгали куклы-"парашютисты", сбрасывались "бомбочки" и листовки, демонстрировалась дымовая завеса. Куклы-"парашютисты" совершали затяжные прыжки вслед за сброшенным живым "десантом" - белыми мышами в клетке. Сбрасывание со змеев моделей планеров стало обычным явлением. С высотного старта улетало за несколько километров немало моделей планеров.

Змей конструкции Зюрина

В пионерских лагерях воздушные змеи все чаще и чаще применяли для сигнализации во время военных игр. Нередко зимой можно было видеть легко скользящего по снегу лыжника, буксируемого воздушным змеем.

Змейковое дело стало одним из разделов первоначальной авиационной подготовки пионеров и школьников, а воздушные змеи - полноправными летательными аппаратами наряду с моделями самолетов и планеров.

Змей Л-4 конструкции Попова

При серпуховском Доме пионеров в 1931 г. была создана и успешно работала детская змейковая станция. Руководителей этой станции ежегодно приглашали с их змейковой командой на всесоюзные авиамодельные соревнования.

Змей конструкции Ольховского

Змей с каркасом из ивовых прутьев

Вскоре опыт серпуховичей стал широко известен. Ежегодно всесоюзные соревнования стали проводиться самостоятельно. На соревнования свои команды представляли змейковые станции Саратова, Киева, Тулы, Сталинграда и других городов.

Змей конструкции Прахова

Руководители детских змейковых станций и юные "змейкачи" с большим увлечением конструировали змеи и запускали их, проводили работу среди пионеров и школьников.

Змей конструкции Пантюхина

В 1937 г. в Звенигороде Центральным советом Осоавиахима СССР были организованы I Всесоюзные состязания воздушных коробчатых змеев. Неблагоприятные метеорологические условия (отсутствие необходимого ветра) не дали возможности добиться рекордных полетов змеев. Но все же, хотя и на небольшой высоте, удалось проверить их конструктивные особенности.

Змей планирующий конструкции Поморцева

В 1938 г. в поселке Щербинка (ныне город Московской обл.) проводились II Всесоюзные состязания коробчатых змеев, на которых были показаны конструкции, представлявшие исключительный интерес. Например, серпуховская детская змейковая станция представила змей видоизмененной конструкции "Грунд" с несущей площадью 20 м². Змей поднимал груз массой до 60 кг. Были показаны змей-парашют, змей-планер и другие.

Змей конструкции Молчанова

На III Всесоюзных состязаниях коробчатых змеев, происходивших в 1939 г. в Серпухове, были установлены рекорды полета змеев на высоту. Одиночный змей, сконструированный киевским авиамоделистом (так стали называть и создателей воздушных змеев) Громовым, был поднят на высоту 1550 м. Поезд, составленный из коробчатых змеев конструкции саратовского авиамоделиста Григоренко, был поднят на высоту 1800 м. В годы Великой Отечественной войны (1943 г.) А. Григоренко был награжден за боевое применение коробчатых воздушных змеев.

Змей конструкции Григоренко

На IV Всесоюзных состязаниях были четко определены технические требования к конструкции воздушных змеев. Например, каждый змей должен был держаться в воздухе при скорости ветра не более 4-5 м/с у земли, несущая площадь у каждого змея должна быть не менее 5 м², общая площадь змейкового поезда должна быть такой, чтобы при ветре не более 7 м/с можно было поднять груз массой не менее 80 кг. Количество воздушных змеев должно быть не более 10 шт. Головной змей мог иметь большую площадь, конфигурация и окраска змеев произвольная.

На каждом змейковом поезде молено было установить различные приспособления и механизмы, например "воздушные почтальоны", способные поднять груз массой до 2 кг, замки для составления змейкового поезда (при диаметре леера не менее 3 мм), приспособления для аэрофотосъемки и другие.

По условиям соревнований каждая команда должна была представить сценарий игры, в процессе которой предполагалось запустить змейковый поезд. В сценарии можно было включить, например, бомбежку, т. е. сбрасывание "бомб" на какую-то, ранее намеченную цель, выброску "воздушного десанта" (сбрасывание кукол), гонки на лыжах, перевозку раненого на санях, которые тянет змей, звуковую, световую и другие виды сигнализации со змея, сбрасывание донесений и листовок.

Соревнования проводились на высоту полета одиночного змея, на высоту запуска змейкового поезда, на максимальную грузоподъемность змейкового поезда, на быстроту сборки и запуска одиночного змея.

Для обеспечения успеха на соревнованиях во многих коллективах кружков делали различные вспомогательные средства. Например, в серпуховском Доме пионеров школьники-авиамоделисты изготовили динамометр для испытания прочности леера. Динамометр, установленный на змее, при критическом напряжении включал красную лампочку. В этом же коллективе был изготовлен анемометр из старого будильника, и с помощью этого прибора записывалось изменение силы ветра.

Школьники устанавливали на змее барограф, устройство для сбрасывания в заданную точку одиночной куклы-"парашютиста" или грунтового "десанта".

Юные авиамоделисты Коломенской станции юных техников (Московская обл.) построили коробчатые змеи с подкрылками, что обеспечивало змею большую устойчивость при угле стояния около 50°. Авиамоделисты Воронежской станции юных техников строили профилированные коробчатые змеи.

Саратовские авиамоделисты привезли на соревнование змейковый поезд из пяти коробчатых змеев. Каждый змей массой до 9 кг. Головной змей имел общую площадь 17 м². На змейковом поезде был установлен фотоаппарат, который делал 12 фотоснимков. Поезд способен был буксировать одного лыжника.

Команда киевских авиамоделистов привезла на соревнования змейковый поезд из шести змеев. С него можно было сбрасывать большую куклу-"парашютиста" (до 70 см, при этом купол парашюта составлял в диаметре 4 м).

Юные авиамоделисты напряженно работали, готовились к новым стартам. В Ленинграде на городские соревнования по воздушным змеям весной 1941 г. вышли более 150 участников.

После Великой Отечественной войны соревнования не проводились.

В наши дни строительство змеев не может иметь ни оборонного, ни научного значения. Однако, как простейшее, весьма доступное и увлекательное занятие, создание и запуск воздушных змеев не потеряли и не потеряют своего значения.

За рубежом, прежде всего в социалистических странах, воздушные змеи чрезвычайно популярны среди детей и молодежи. Особенно ими увлекаются на Кубе. Часто можно видеть, как кубинские дети, даже находясь на пляже, не расстаются со своим любимым занятием - в воздухе над морем парят змеи самой разнообразной конструкции, самых ярких цветов.