Елена Прошина - Самолеты, воздушные змеи и воздушные шары своими руками
Большой коллектив может разделиться на группы и заняться поиском воздушных шаров, которые предварительно запущены в лесу. При этом участники не должны видеть запуска моделей. В такой игре можно ввести различные дополнительные условия. Например, задать определенное время поиска или назначить приз той группе, которая найдет наибольшее количество воздушных шаров, и продолжать поиск до самого конца. Эту игру можно разнообразить дополнительными попутными заданиями. Например, отправить группу разведчиков в направлении поиска команды-соперника, возможно, она раньше обнаружит воздушный шар и добавит очков своей команде.
Поисковую игру можно видоизменить. Например, можно всем наблюдать за запуском воздушных шаров из разных точек в лесу или поле, а после их падения разбиться на команды и отправиться на поиски.
Воздушные шары можно использовать в эстафетах. Например, команды участников могут запускать их на время – кто быстрее, чей улетит дальше, какой дольше продержится в воздухе, кто сможет запустить наибольшее число шаров за единицу времени и т. д. При этом у каждой команды воздушные шары должны отличаться по цвету.
Условия для запуска воздушного шара
Запускать воздушный шар следует при тихой погоде. Лучше всего, если она будет безветренной или со слабым ветром (менее 3 м/с). Определить скорость ветра можно, понаблюдав за природой. В безветренную погоду (скорость движения воздуха 0–0,5 м/с) дым из трубы или от костра идет всегда вверх, трава не колышется, а листья спокойно висят на ветках деревьев и не шелестят. В такую погоду все водоемы имеют зеркальную поверхность.
Движение воздуха со скоростью 1–3 м/с можно ощутить на себе. При таком ветре флаги на зданиях колышатся. Можно заметить также колыхание травы и шелест листьев на деревьях. На поверхности водоемов при слабом ветре появляется легкая рябь.
Построение различных моделей воздушных шаров
Самодельные воздушные шары по своей конструкции напоминают настоящие, на которых осуществляются полеты людей. Для того, чтобы воздушный шар, сделанный своими руками, смог полететь и выдержал некий груз, необходимо при его создании учесть несколько физических параметров.
Воздушный шар поднимается при запуске вверх в том случае, если он наполнен газом, который легче воздуха. При этом масса самого воздушного шара также не должна быть выше определенных значений. Также разница между массой вытесняемого воздушным шаром воздуха и заполняющего воздушный шар воздуха должна превышать массу оболочки этого летательного аппарата. Такая разница соответствует подъемной силе воздушного шара. По этому значению определяют массу груза, который сможет поднять воздушный шар.
Для того чтобы рассчитать параметры воздушного шара, достаточно школьных знаний по физике.
Всем известно, что теплый воздух весит больше, чем холодный. Масса 1 м2 воздуха температурой 60 °C составляет 1040 г, а температурой 10 °C – 1240 г. разница между этими показателями составляет 200 г. Значит воздушный шар объемом 1 м2 имеет подъемную силу (Р 1 м2) при температуре атмосферного воздуха 10 °C равную 200 г. Для расчета объема (V) воздушного шара используется формула:
...Vш = 4 × 3,14 × R3/3,
где R – радиус шара.
При упрощении эта формула приобретает вид:
...Vш = 4R3.
Если допустить, что радиус шара равен 1 м, получиться, что его объем соответствует 4 м2.
Далее, по формуле можно рассчитать подъемную силу определенного воздушного шара:
...Рш = Vш × Р 1 м2 = 4 × 200 = 800 (г).
По известным формулам рассчитывают и массу оболочки воздушного шара. Для этого необходимо знать площадь (S) поверхности шара:
...Sш = 4 × 3,14 R2.
В данном случае, площадь поверхности равна 12 м2. Известно, что 1 м2 папиросной бумаги и масса клея, необходимая для склеивания деталей соответствуют 55 г. Значит можно рассчитать массу оболочки воздушного шара (Роб).
...Роб = Sш × Р 1кв. м = 12 × 55 = 660 (г).
Теперь можно вычислить полезную подъемную силу воздушного шара:
...Pпол = Рш – Роб = 800–660 = 140 (г).
По этому результату можно сделать вывод, что воздушный шар с радиусом 1 м при наполнении теплым воздухом полетит.
Для того чтобы сделать выкройку оболочки воздушного шара, нужно определить длину деталей. Для этого нужно знать радиус и длину окружности воздушного шара и число деталей, составляющих оболочку. Число деталей в оболочке воздушного шара может быть различным.
Длина окружности определяется по формуле:
...Lокр = 2 × 3,14 × R.
При радиусе воздушного шара 1 м окружность равна 6,28 м. Значит можно высчитать длину детали оболочки воздушного шара:
...Lдет = 6,28/2 = 3,14 м.
Таким образом можно просчитать параметры воздушного шара с любыми размерами, определить массу груза, который выдержит наполненная теплым воздухом оболочка, и составить ее выкройки.
Если вы решили смастерить воздушный шар с большим диаметром, то длина и число деталей должны увеличиться. Однако не рекомендуется делать заготовки шире 40 см. Для создания воздушного шара с диаметром 3 м лучше выкроить 24 детали с длиной 4,8 м, а при диаметре воздушного шара 5 м – 40 деталей длиной 8 м.
...Самый большой воздушный шар из бумаги был запущен в 2012 году на празднике в испанском городе Бетансосе. В высоту он достигал 25 м, а его диаметр доходил до 50 м. На изготовление этого воздухоплавательного объекта ушло 155 кг бумаги.
При склеивании оболочки воздушного шара в швы закладывают нитки, длина которых немного больше длины деталей. Нитки вклеивают между деталями оболочки до середины и оставляют их свободными. Во время наполнения воздушного шара теплым воздухом за эти нитки удобно его удерживать.
Детали оболочки воздушного шара можно сделать разноцветными. Различные комбинации деталей 2–3 цветов позволят сделать оригинальный красивый воздушный шар.
Способ изготовления и запуска воздушного шара № 1
Вам потребуется
Листы папиросной и цветной бумаги, картон, газеты, клей ПВА или казеиновый клей, линейка, угольник, ножницы, канцелярские скрепки, простой карандаш, вентилятор, фен или электросушилка для рук.
Ход работы
Сначала, склейте листы папиросной бумаги таким образом, чтобы получилась полоса длиной 2,4 м.
Сделайте выкройку оболочки воздушного шара на газете. Для этого сложите развернутую газету поперек и перенесите на нее чертеж с соблюдением масштаба (рис. 175). Затем ножницами вырежьте заготовку и расправьте ее.Рисунок 175. Выкройка детали оболочки воздушного шара: 1 – выкройка из свернутой газеты; 2 – готовая деталь
После этого сложите листы папиросной бумаги стопкой и закрепите на них канцелярскими скрепками выкройку детали оболочки воздушного шара. Обведите деталь на папиросной бумаге простым карандашом с учетом припусков на склеивание по 5 мм с каждой стороны. Вырежьте все детали для создания оболочки воздушного шара. Расположите детали для оболочки воздушного шара на столе в ряд. Затем смажьте клеем один край каждой второй детали. Склейте детали попарно (1-ю со 2-й, 3-ю с 4-й и т. д.) (рис. 176). При этом склеенные края отворачивайте внутрь. После этого склейте пары деталей между собой. После проклеивания последнего шва все швы должны оказаться внутри шара.
Рисунок 176. Склеивание деталей оболочки воздушного шара попарно
Отрежьте полоску картона, по длине равную длине окружности отверстия оболочки воздушного шара, с припуском в 1,5–2 см для склеивания. Из нее сделайте кольцо и к нему приклейте оболочку воздушного шара (рис 177).
Рисунок 177. Оболочка воздушного шара с кольцом
Начертите на газете круг диаметром 10–12 см, нарисуйте в нем звезду и вырежьте ее. По этой выкройке вырежьте звезду из цветной бумаги и в центре сделайте разрез длиной 1 см. Затем отрежьте полоску бумаги длиной 5 см и шириной 1 см. Сверните ее пополам и вставьте в щель в звезде. Таким образом получится петля, края которой необходимо подклеить с обратной стороны звезды (рис. 178).
Рисунок 178. Звезда с петлей
Наклейте звезду с петлей на верхний полюс воздушного шара. Затем, для проверки качества клеевых швов, наполните шар воздухом при помощи вентилятора. При обнаружении щелей заклейте их полосками папиросной бумаги. Наполняют воздушный шар, держа его за петлю, теплым воздухом с помощью фена или электросушилки для рук. Лучше всего делать это с помощником. Такой воздушный шар может долго перемещаться в закрытом помещении.
