Обычный воздушный змей площадью около девяти квадратных метров способен поднять в воздух небольшого ребенка, если совпадают сила ветра, угол атаки и жесткость конструкции. В потоке воздуха змей ведет себя как крыло: он заставляет воздух над своей поверхностью идти быстрее, чем под ней. Разница скоростей создает перепад давления, который превращается в направленную вверх силу, действующую на каркас и на привязанную к нему линию.
В устойчивом ветре змей выходит в такое положение, где подъемная сила уравновешивает вес ребенка и натяжение линии. Здесь одновременно работают и принцип Бернулли, и закон сохранения импульса: над куполом давление падает, а под ним поток перенаправляется вниз, складываясь в результирующую подъемную силу. При достаточно сильном ветре коэффициент подъемной силы поверхности змея умножает это действие на все девять квадратных метров, снижая удельную нагрузку на крыло до уровня, который уже совместим с массой ребенка.
Устойчивость обеспечивают геометрия уздечки и хвост, которые задают угол атаки и удерживают центр давления впереди центра масс. Небольшие изменения длины и угла наклона линии меняют направление векторов подъемной силы и лобового сопротивления, позволяя всей системе выйти в устойчивый режим полета. В контролируемых условиях та же аэродинамика, что держит в небе планер, позволяет куску ткани на каркасе и отрезку веревки поднять человеческое тело и удерживать его в воздухе.
loading...