Как сделать игрушки самому из различных материалов
В настоящее время в магазине можно приобрести практически любую игрушку. Но это не так интересно, как сделать ее самому. Люди с давних времен изготовляли игрушки для своих детей из самых разных материалов. Археологи находили на раскопках очень древние игрушки, сделанные из глины и дерева, вырезанные из кости животных, камня и эбонита. В России в старину делали игрушки из соломы, кожи и дерева, а также шили тряпичные куклы.
Действительно, их можно изготовить из разнообразных материалов: бумаги, картона, гипса, дерева, металла, меха, ткани и т. д. В этой главе мы рассмотрим лишь несколько вариантов из огромного разнообразия игрушек, которые можно изготовить своими руками.
Как построить воздушного змея
Первые воздушные змеи появились очень давно. Родиной их считается Китай. В этой стране воздушный змей является не просто оригинальной игрушкой, для китайцев это предмет культа.
Существуют даже специальные праздники и фестивали, посвященные воздушным змеям. В эти дни тысячи разноцветных змеев, украшенных лентами, взмывают в небо, приводя в восторг детей и взрослых.
В Поднебесной воздушных змеев делали из шелка и бамбука. Они имели самую разную форму: жуков, рыб, бабочек, птиц и, конечно, драконов. В Китае это мифическое существо издавна почиталось, его считали символом благополучия, богатства и власти. Со временем воздушные змеи появились в других странах Азии, а затем распространились по всему миру.
В нашей стране этот простой летательный аппарат также любим, особенно детьми. Если ты наблюдал когда-нибудь полет воздушного змея, то наверняка надолго запомнил красоту и плавность его движений.
Хотя в России в течение последних 30 лет воздушный змей был забыт, сейчас интерес к нему заметно возрос. Люди более старшего возраста помнят, как они мастерили свои модели змеев вручную из картона и бумаги. С развитием промышленного прогресса на смену этим материалам пришел полиэтилен. В связи с этим современные воздушные змеи весьма отличаются по внешнему виду от своих предшественников: они выглядят значительно ярче, их проще запускать. Кроме того, они обладают лучшими полетными свойствами и дольше служат.
Сейчас даже появились клубы любителей воздушных змеев, где собираются люди, которые не только запускают змеев, но и самостоятельно их изготавливают. Стоит отметить, что эти легкие летательные аппараты использовались людьми не только ради развлечения: их конструкция послужила прототипом первых метеорологических зондов. Кроме того, с помощью фотоаппаратов, прикрепленных к воздушным змеям, раньше производилась аэросъемка местности.
Во время Первой мировой войны они использовались для наблюдения за местностью сверху. При отсутствии ветра и тихом ветре для подъема на высоту аппарата-наблюдателя использовали воздушные шары, а при среднем и сильном ветре их обычно относило в сторону, тогда наблюдателя поднимали в воздух с помощью цепочки змеев. Кроме того, воздушный змей использовался и как видимый издали сигнал. Лишь позднее эти необычные летательные аппараты были заменены самолетами.
Надо сказать, что воздушные змеи постоянно совершенствовались. В XIX веке появились новые конструкции. Они получили имена своих конструкторов: змеи Ульянина, Харграва и др. Естественно, воздушный змей сыграл немаловажную роль и в развитии авиации. Но с появлением самолетов интерес к нему угас. В итоге этот летательный аппарат сейчас используется главным образом для развлечения детей и взрослых. В последние годы появилась особая категория спортивных змеев для экстремальных видов спорта. Эти аппараты рассчитаны на достаточно серьезные нагрузки по сравнению с игровыми моделями и имеют значительный размер.
Некоторым людям кажется, что запуск и конструирование воздушных змеев является детской забавой, но это не так. Это увлечение на самом деле привлекает к себе людей самых разных возрастов и профессий. К тому же оно развивает в человеке творческий потенциал, наблюдательность и смекалку. И ты тоже можешь открыть для себя много нового. Например, воздушный змей «расскажет» тебе о природе ветра, воздушных потоках и законах аэродинамики. Все эти знания наверняка пригодятся тебе в жизни.
Помимо всего вышеперечисленного, воздушный змей подарит тебе большую радость управления им и наблюдения за полетом. Но сначала его нужно изготовить. Как это сделать, мы расскажем ниже.
Воздушный змей любой модели и класса состоит из следующих основных деталей: полотно, каркас, соединительные детали, уздечка, хвост, нить (леер) и катушка для ее намотки.
Каркас. Сделай его из нескольких (обычно 2–3) реек, которые сформируют конструкцию змея. Их расположение обусловлено конкретной моделью аппарата (рис. 99). Каркас нужен для поддержки полотна в натянутом виде, а также он отвечает за прочность и жесткость аппарата.
Полотно (парус). Его нужно натянуть на каркас. Оно создает препятствие потоку воздуха и отвечает за возникновение подъемной силы.
Соединительные детали. С их помощью змеи делаются разборными. Они должны быть прочными. Если ты задумал сделать аппарат разборным, существует множество вариантов в зависимости от используемого материала и размера воздушного змея.
Рис. 99. Строение воздушного змея
Уздечка (привязка) — это место соединения воздушного змея. Существует много разных видов привязок:
— уздечка с 1 местом крепления, она считается достаточно простой и не требует дополнительной регулировки, в этом случае угол наклона летательного аппарата к ветру контролирует хвост;
— уздечка с 2 местами крепления, здесь должно быть особое регулирующее кольцо, чтобы можно было изменять угол атаки;
— уздечка с 3 местами крепления, она нуждается в специальной установке особого кольца и регулирующей детали;
— уздечка с 4 местами крепления, в этом случае угол атаки будет меняться с помощью специальной стяжки, соединяющей 2 вспомогательные уздечки.
Достаточно часто можно увидеть модели воздушных змеев с килем. Это цельная деталь из того же материала, что и полотно, который заменяет уздечку с 2 местами соединения. В подобном случае угол атаки остается фиксированным, то есть его уже не изменить.
Хвост — это не только украшение воздушного змея, но его стабилизатор, который устраняет дефекты полета. Ты можешь сделать его в виде нескольких тонких и 1 широкой ленты или в виде тонкой ленты с несколькими завязанными на ней бантами.
Нить (леер) должна соответствовать размеру змея. Лучше всего использовать крепкую и легкую нить. Лучше всего, чтобы леер легко отцеплялся и прицеплялся к летательному аппарату. Для этого обычно используют небольшой карабин. Таким же образом ты можешь прикреплять и хвосты.
Катушка для намотки нити. Не оставляй без внимания этот аксессуар. Известно, что запускать змея интересно и весело, но несколько иначе обстоит дело с его возвращением. Запутанная нить быстро испортит радость от полета. Ты можешь спускать аппарат, не скручивая леер, но тогда разложенная на земле веревка займет много места, а на ее сматывание и распутывание уйдет значительное количество времени. Поэтому лучше наматывай нить на катушку как в период хранения змея, так и во время его запуска.
С давних времен людей интересует, что же поднимает и удерживает змея в небе. Воздушный змей, так же как и самолет или дельтаплан, является летательным аппаратом, он тяжелее воздуха. Главной причиной, по которой все эти аппараты взмывают и держатся в воздухе, является движение воздушных масс по отношению к ним. Разницей является лишь то, что самолет движется поступательно и сам создает этот встречный поток воздуха, который его и держит. А воздушный змей подвергается воздействию воздушной струи, то есть ветра, и находится в неподвижном состоянии по отношению к земле. Чтобы воздух мог поднять его, он должен быть расположен под некоторым углом к воздушному потоку. Угол, образованный плоскостью воздушного змея и направлением воздушной струи, называется углом атаки.
Воздушный поток создает общее давление на аппарат с силой R, которое направлено перпендикулярно плоскости воздушного змея. При обтекании аппарата впереди него появляется зона воздуха с высоким давлением, а позади струи воздушного потока не успевают смыкаться, и там возникает зона пониженного давления, заполненная вихрями. Чтобы аппарат держался в небе, подъемная сила должна быть равна массе змея вместе с нитью. Если она меньше массы воздушного змея, он всегда будет падать на землю, поэтому для нормального полета аппарата его масса не должна превышать его подъемной силы.
Известно, что величина подъемной силы зависит от скорости ветра V, площади змея S и угла наклона летательного аппарата к направлению потока воздуха. Вычисляется она по формуле: Р = су г S V2, где г — плотность воздушного потока (равна 0,125), су — коэффициент подъемной силы, который зависит от угла атаки. При углах атаки 10–15° (именно при них летают змеи) этот коэффициент равен в среднем 0,32.
Кроме того, необходимо рассчитать, при какой скорости ветра взлетит твой воздушный змей. Этот показатель равен квадратному корню из подъемной силы, разделенной на площадь змея, умноженного на 5. Результат, полученный при делении подъемной силы на площадь змея, называется нагрузкой и показывает, сколько килограммов массы аппарата приходится на 1 м2 его площади и какая подъемная сила должна действовать на 1 м2, чтобы преодолеть силу тяжести. Таким образом, пользуясь этой формулой, ты можешь определить, при какой скорости ветра можно запускать того или иного змея.
После этого тебе будет нужно узнать, какой же ветер дует на улице. Обычно в прогнозах погоды даются сведения о силе ветра на текущий или следующий день, например 4–7 м/с или 6-10 м/с. Однако на деле это не всегда соответствует действительности. В связи с этим тебе следует научиться самостоятельно определять характер и силу ветра.
Ветер появляется в результате разности нагрева воды и земли. Земные массы нагреваются быстрее, а водные и лесные пространства медленнее. Нагретый над землей воздух поднимается вверх, потому что он легче холодного. В нижние слои на его место со стороны морских вод или леса устремляется холодный воздух. Например, днем (особенно в солнечную погоду) разность нагрева увеличивается, поэтому ветер сильнее, чем утром или вечером.
Кроме того, учитывай, что ветер не равномерен по высоте. Его направление и скорость постоянно меняются. Нередко можно наблюдать, что при полном безветрии или очень небольшом ветре внизу, на высоте 130–200 м дует ветер, который может удержать достаточно массивный аппарат. По этой причине, иногда промучившись с запуском змея в весьма тихую погоду и все-таки добившись нужного результата, с удивлением можно заметить, что чем выше от земной поверхности он поднимается, тем труднее его сдерживать.
Змея можно запускать по-разному. Если ветер сильный у земли, аппарат взлетает легко на вытянутой руке. При этом варианте тебе остается только разматывать веревку. При устойчивом ветре змей быстро взмывает вверх.
Когда ветер у земли недостаточен для подъема змея, ты можешь определить, дует ли он на высоте, посмотрев на верхушки деревьев. Если они раскачиваются, значит, ветер есть. Тогда тебе надо поднять аппарат на ту высоту, где он имеется. Когда ты запускаешь воздушного змея в одиночку, встань спиной к ветру и поставь его на землю передней плоскостью к себе, то есть она будет находиться перпендикулярно направлению ветра. Удерживая змея в этом положении, осторожно раскручивай веревку и отступай назад. Когда отойдешь на 20 м, рывком потяни аппарат на себя и пробеги некоторое расстояние. Тогда змей взмоет на определенную высоту, где его подхватит воздушный поток. Случается так, что его получается запустить с лишь с 3-й, а то и с 4-й попытки. Но если ветер наверху есть, змей может летать там очень долго.
Но, прежде чем запускать воздушного змея, тебе надо его изготовить. Итак, основными его составляющими являются ткань (или парус) и рейки, к которым она крепится, для
