Введение

Воздушные змеи

Воздушный змей – это привязанный летательный аппарат, тяжелее или легче воздуха, с крыльями, которые взаимодействуют с воздушным потоком, создавая подъемную силу и силу сопротивления. Воздушный змей состоит из крыльев, строп и якорей. Часто воздушные змеи оснащены уздечкой и хвостом для управления положением змея относительно ветра и обеспечения подъема. Некоторые конструкции воздушных змеев не требуют уздечки; например, коробчатые змеи могут иметь одну точку крепления. Воздушный змей может иметь фиксированные или подвижные якоря для поддержания равновесия. Название происходит от названия птицы – воздушного змея, хищной птицы, парящей в небе. Подъемная сила, удерживающая воздушный змей в полете, возникает при обтекании воздуха поверхностью змея, создавая область низкого давления над крыльями и высокого давления под ними. Взаимодействие с ветром также создает горизонтальную силу сопротивления, направленную по направлению ветра. Результирующий вектор силы, образованный компонентами подъемной силы и силы сопротивления, уравновешивается натяжением одной или нескольких строп, к которым прикреплен воздушный змей. Точка крепления стропы воздушного змея может быть стационарной или подвижной (например, при буксировке воздушного змея бегущим человеком, лодкой, использовании свободно падающих якорей, как в парапланах и паракитах, или транспортным средством). Те же принципы гидродинамики применимы и к жидкостям, поэтому воздушные змеи могут использоваться в подводных течениях. Параваны и доски-оттеры работают под водой по аналогичному принципу. Воздушные змеи, способные поднимать людей, использовались для разведки, развлечений, а также при разработке первых практичных самолетов – бипланов. Воздушные змеи имеют долгую и разнообразную историю, и множество различных типов запускаются как индивидуально, так и на фестивалях по всему миру. Воздушные змеи могут использоваться для отдыха, искусства или других практических целей. Спортивные воздушные змеи могут выполнять фигуры воздушного балета, иногда в рамках соревнований. Кайтсерфинговые змеи – это многостропные управляемые воздушные змеи, предназначенные для создания большой тяги, которая используется в таких видах спорта, как кайтсерфинг, кайтбординг, кайтбаггинг и сноукайтинг.

История

Воздушный змей считается изобретением китайских философов Мо-цзы (также Мо Ди или Мо Ти) и Лу Баня (также Гонгшу Баня или Куншу Фань) V века до нашей эры. Материалы, идеально подходящие для изготовления воздушных змеев, были легко доступны, включая шелковую ткань для полотна; тонкий, высокопрочный шелк для леерной нити; и упругий бамбук для прочного и легкого каркаса. К 549 году нашей эры бумажные змеи, безусловно, уже использовались, о чем свидетельствует запись о том, что в этом году бумажный змей был использован для передачи сообщения во время спасательной операции. Древние и средневековые китайские источники описывают использование воздушных змеев для измерения расстояний, проверки ветра, подъема людей, подачи сигналов и связи в военных целях. Самые ранние известные китайские воздушные змеи были плоскими (не изогнутыми) и часто прямоугольными. Позднее безхвостые воздушные змеи стали оснащаться стабилизирующим буксировочным тросом. Змеи украшались мифологическими мотивами и изображениями легендарных персонажей; некоторые были снабжены струнами и свистками, чтобы издавать музыкальные звуки в полете. После появления в Индии воздушный змей эволюционировал в боевой змей, известный как патанг, где тысячи змеев запускаются каждый год во время таких фестивалей, как Макар Санкранти. О воздушных змеях было известно по всей Полинезии, вплоть до Новой Зеландии, и предполагается, что эти знания распространялись из Китая вместе с людьми. Антропоморфные змеи, сделанные из ткани и дерева, использовались в религиозных церемониях для отправки молитв богам. Полинезийские традиции воздушных змеев используются антропологами для понимания ранних "примитивных" азиатских традиций, которые, как считается, когда-то существовали в Азии. Воздушные змеи появились в Европе относительно поздно, хотя римляне знали и использовали флаги, похожие на ветроуказатели. Истории о воздушных змеях впервые были привезены в Европу Марко Поло в конце XIII века, а в XVI и XVII веках моряки привезли воздушных змеев из Японии и Малайзии. Конрад Кизер описал драконовых змеев в своей книге Bellifortis около 1400 года нашей эры. Хотя изначально воздушные змеи считались просто диковинкой, к XVIII и XIX векам они стали использоваться в качестве инструментов для научных исследований. В XX веке было разработано множество новых конструкций воздушных змеев, включая ромбовидный змей Эдди без хвоста, тетраэдрический змей, крыло Рогалло, змей-санку, парафойл и тяговые змеи. Змеи использовались в научных целях, особенно в метеорологии, аэронавтике, беспроводной связи и фотографии. Крыло Рогалло было адаптировано для трюковых змеев и парапланеризма, а парафойл – для парашютизма и парапланеризма. Быстрое развитие самолетов с механическим приводом снизило интерес к воздушным змеям. Во время Второй мировой войны воздушные змеи использовались в ограниченном масштабе в военных целях (радиосвязь для выживания, Focke Achgelis Fa 330, антенны для военной радиосвязи). В настоящее время воздушные змеи в основном используются для развлечения. Для изготовления воздушных змеев используются легкие синтетические материалы (прочный нейлон, пластиковая пленка, трубки и прутки из углеродного волокна). В качестве строп и леерных нитей используются синтетические веревки и шнуры (нейлон, полиэтилен, кевлар и дайнима).

Материалы

В них часто изображают летающих насекомых, птиц и других зверей, как реальных, так и мифических. Лучшие китайские воздушные змеи изготавливаются из расщепленного бамбука (обычно золотистого), обтянутого шелком и расписанного вручную. На больших воздушных змеях продуманные петли и защелки позволяют разбирать змей и компактно складывать его для хранения или транспортировки. Более дешевые змеи массового производства часто делают из полиэстера вместо шелка. Хвосты используются в некоторых конструкциях однолинейных змеев, чтобы удерживать нос змея против ветра. Для визуального эффекта к леерной нити можно прикреплять спиннеры и спинсоки. Существуют вращающиеся ветроуловители, которые вращаются как турбина. На больших демонстрационных змеях эти хвосты, спиннеры и спинсоки могут быть очень длинными. Современные акробатические змеи используют две или четыре леерные нити для точного управления углом атаки змея. Тяговые змеи могут иметь дополнительную линию для уменьшения тяги и механизмы быстрого сброса для отделения пилота и змея в аварийной ситуации.

Практическое применение

Воздушные змеи использовались для полетов человека, в военных целях, в науке и метеорологии, для фотосъемки, подъема радиоантенн, выработки электроэнергии, аэродинамических экспериментов и многого другого.

Военные применения

В прошлом воздушные змеи использовались в военных целях, например, для передачи сигналов, доставки боеприпасов и для наблюдения, как путем подъема наблюдателя над полем боя, так и с помощью аэрофотосъемки с воздушных змеев. Первыми воздушные змеи в войне использовали китайцы. Во времена династии Сун в качестве оружия был разработан "Огненный ворон" – воздушный змей, несущий зажигательный порох, запал и горящую палочку с благовониями. Согласно «Самгук Саги», в 647 году Ким Ю Син, корейский генерал государства Силла, сплотил свои войска для победы над повстанцами, используя горящие воздушные змеи, которые также вселяли страх во врага. Русские летописи упоминают об использовании князем Олегом Новгородским воздушных змеев во время осады Константинополя в 906 году: «и сделал он коней и людей из бумаги, вооруженных и золоченых, и поднял их в воздух над городом; греки увидели их и испугались». В трактате Вальтера де Милемета «De nobilitatibus, sapientiis, et prudentiis regum» 1326 года изображена группа рыцарей, запускающих воздушного змея, несущего огненную бомбу, наполненную черным порохом, над городской стеной. Воздушные змеи также использовались адмиралом И из династии Чосон (1392–1910) в Корее. Во время японских нашествий на Корею (1592–1598) адмирал И командовал своим флотом, используя воздушных змеев. На его змеях были специальные обозначения, предписывающие флоту выполнять различные приказы. В современную эпоху британская армия использовала воздушных змеев для подъема наблюдателей в воздух, используя змеи, разработанные Сэмюэлем Франклином Коди. Во время Второй мировой войны заградительные воздушные змеи использовались для защиты судоходства. Змеи также применялись для тренировок по отработке стрельбы по воздушным целям. Для подъема коммуникационных антенн использовались воздушные змеи и кайтоны. Подводные лодки поднимали наблюдателей на вращающихся воздушных змеях. Палестинцы из сектора Газа запускали зажигательные воздушные змеи над границей между Израилем и сектором Газа, поджигая территорию на израильской стороне. Сотни дунамов израильских сельскохозяйственных угодий были сожжены зажигательными змеями, запущенными из Газы, что привело к экономическим потерям в несколько миллионов шекелей.

Наука и метеорология

Воздушные змеи использовались в научных целях, например, в знаменитом эксперименте Бенджамина Франклина, доказавшем, что молния – это электричество. Воздушные змеи были предшественниками традиционных самолетов и сыграли важную роль в разработке первых летательных аппаратов. Александр Грэм Белл экспериментировал с очень большими змеями, способными поднимать человека, как и братья Райт и Лоуренс Харгрейв. Воздушные змеи исторически использовались для подъема научных приборов для измерения атмосферных условий в целях прогнозирования погоды. Фрэнсис Рональдс и Уильям Рэдклифф Бирт описали очень устойчивый воздушный змей в обсерватории Кью еще в 1847 году, который испытывался для поддержки саморегистрирующихся метеорологических приборов на высоте.

Радиоантенны и световые маяки

Воздушные змеи могут использоваться в радиосвязи, поднимая в воздух антенны для передатчиков СЧ, ДЛВ или ОДЛВ. Этот метод был использован на приемной станции при первой трансатлантической передаче Маркони. Для подобных экспериментов более удобны могут быть привязные аэростаты, поскольку антенны, поднимаемые воздушными змеями, требуют сильного ветра, который не всегда доступен при работе с тяжелым оборудованием и заземляющим проводником. При проведении экспериментов необходимо учитывать, что проводник, поднятый воздушным змеем, может создавать высокое напряжение по отношению к земле, что представляет опасность для людей и оборудования, если не приняты соответствующие меры предосторожности (заземление через резисторы или параллельный резонансный контур, настроенный на частоту передачи). Воздушные змеи могут использоваться для подъема легких световых устройств, таких как химические светящиеся палочки или фонари на батарейках.

Подводные змеи

В настоящее время разрабатываются подводные воздушные змеи для получения возобновляемой энергии из потока воды. Воздушный змей использовался в операциях по тралению мин с Первой мировой войны: это был плоский элемент, "прикрепленный к тросу, погружающему его на необходимую глубину при буксировке над минным полем" (OED, 2021). См. также параван.

Культурное использование

Фестивали воздушных змеев – популярное развлечение во всем мире. Они включают в себя крупные местные мероприятия, традиционные фестивали, которые проводятся на протяжении сотен лет, и крупные международные фестивали, привлекающие пилотов воздушных змеев из других стран для демонстрации их уникальных художественных воздушных змеев и новейших технических разработок. Во многих странах существуют музеи воздушных змеев, которые могут быть посвящены истории воздушных змеев и сохранению национальных традиций.

Азия

Во многих азиатских странах популярно запускать воздушных змеев, где это часто принимает форму "борьбы змеев", в которой участники пытаются зацепить змеев друг друга или перерезать леску соперника. Воинские змеи обычно небольшие, плоские, ромбовидной формы, сделанные из бумаги и бамбука. Хвосты на воинских змеях не используются, чтобы не снижать их маневренность. В Афганистане запуск воздушных змеев – популярная игра, известная на дари как Гудипаран Бази. Некоторые участники покрывают леску смесью измельченного стекла и клея, что разрешено законом. Такая леска очень абразивная и может легко перерезать леску соперника. Абразивная леска также может нанести травмы людям. Во время правления талибов в Афганистане запуск воздушных змеев был запрещен, наряду с другими развлечениями. В Пакистане воздушные змеи часто называют Гуди Бази или Патанг Бази. Хотя запуск воздушных змеев – популярный ритуал во время празднования весеннего фестиваля Джашн-э-Бахаран (Весенний фестиваль) или Басанта, змеи запускают круглый год. Борьба змеев – очень популярное занятие по всему Пакистану, особенно в городских центрах (особенно в Лахоре). Бои змеев достигают пика во время весенних праздников, и участники соревнуются, чтобы перерезать леску змея соперника, что называется "Paecha". Во время весеннего фестиваля по всей стране проводятся соревнования по запуску змеев, и небо расцветает разноцветными змеями. Когда сопернику удается перерезать леску, в воздухе раздаются крики "во ката!". Перерезанные змеи возвращают, преследуя их. Это популярный ритуал, особенно среди молодежи, и показан в фильме 2007 года "Бегущий за ветром" (хотя действие этой истории происходит в соседнем Афганистане). Торговля змеями и лесками – прибыльный бизнес в стране, используются различные типы лески, включая леску с нанесенным стеклом, металлическую и танди. Запуск воздушных змеев был запрещен в Пенджабе (Индия) из-за гибели нескольких мотоциклистов, вызванной стеклянной или металлической леской. Куп, Патанг, Гуда и Нахлао – популярные марки змеев, отличающиеся балансом, весом и скоростью. В Индонезии змеи запускают как в спортивных целях, так и для развлечения. Один из самых популярных видов змеев родом с Бали. Балийские змеи уникальны и имеют различные конструкции и формы: птицы, бабочки, драконы, корабли и т.д. Во Вьетнаме змеи запускают без хвостов. Вместо этого к ним прикрепляют небольшие флейты, позволяющие ветру издавать музыкальные звуки. Существуют и другие типы змеев, издающих звук. На Бали к передней части змеев прикрепляют большие луки, чтобы создать глубокую пульсирующую вибрацию, а в Малайзии ряд тыкв со звуковыми отверстиями создают свист при полете змея. В Малайзии также находится Музей воздушных змеев в Малакке. Змеи популярны и в Непале, особенно в холмистых районах и среди общин Пахади и Невар, хотя их запускают и в районах Тераи. В отличие от Индии, в Непале змеи запускают в августе-сентябре, и это особенно популярно во время Дашайна. Змеи очень популярны в Индии, особенно в штатах Гуджарат, Бихар, Уттар-Прадеш, Раджастхан, Харьяна и Пенджаб, известных своими фестивалями борьбы змеев. С крыш запускают маневренные однолесковые змеи из бумаги и бамбука, используя трение лески, чтобы перерезать леску соперника, либо резко отпуская режущую леску, либо быстро и многократно натягивая ее. Во время весеннего фестиваля Макар Санкранти, отмечаемого в середине января, миллионы людей запускают змеев по всей Северной Индии. В Хайдарабаде запуск змеев начинается за месяц до этого, но запуск и борьба змеев – важная часть других праздников, включая День Республики, День независимости, Ракша Бхандан, день Вишвакармы в конце сентября и Джанмаштами. Каждый год перед Уттараяном в Вадодаре, Сурате и Ахмадабаде проводится трехдневный международный фестиваль воздушных змеев. В Китае воздушными змеями запускают с древних времен. В Вейфане находится самый большой в мире музей воздушных змеев. Здесь также ежегодно проводится международный фестиваль воздушных змеев на больших соляных равнинах к югу от города. Музеи воздушных змеев есть в Японии, Великобритании, Малайзии, Индонезии, Тайване, Таиланде и США. В досовременном периоде малайцы в Сингапуре использовали воздушных змеев для рыбалки. В Японии запуск воздушных змеев традиционно является детской игрой во время новогодних праздников и на Празднике мальчиков в мае. В некоторых районах рождение мальчика отмечают новым воздушным змеем (祝い凧). В Японии проводится множество фестивалей воздушных змеев. Самый известный – "Фестиваль гигантских воздушных змеев Ёкаити" в Хигасиоми (Сига), который начался в 1841 году. Самый большой змей, когда-либо построенный на фестивале, имеет ширину 19 метров и высоту 20 метров. На фестивале воздушных змеев Хамамацу в Хамамацу (Сидзуока) в небо над песчаными дюнами Накатадзима, одними из трех крупнейших в Японии, с видом на море Энсюнада, запускают более 100 воздушных змеев. Родители, у которых родился ребенок, готовят новый змей с именем ребенка и запускают его на фестивале. Эти змеи традиционно сделаны из бамбука и бумаги.

Европа

В Греции и на Кипре запуск воздушных змеев – традиция Чистого понедельника, первого дня Великого поста. В британской заморской территории Бермудские острова традиционные бермудские воздушные змеи изготавливаются и запускаются на Пасху, символизируя вознесение Христа. На Фуэртевентуре фестиваль воздушных змеев обычно проводится в выходные, ближайшие к 8 ноября, и длится три дня.

Полинезия

Традиционные полинезийские воздушные змеи иногда используются во время церемоний, а также существуют варианты традиционных воздушных змеев для развлечения. Старинные экземпляры хранятся в музеях и высоко ценятся жителями Полинезии.

Южная Америка

В Бразилии запуск воздушного змея – очень популярное досужное занятие для детей, подростков и даже молодых людей. В основном это мальчики, и чаще всего это игра в воздушные змеи, цель которой – маневрировать своим змеем так, чтобы перерезать нить змея соперника в полете, а затем – бег за змеями, когда участники гоняются по улицам, чтобы забрать свободно парящие змеи. Как и в других странах с подобными традициями, травмы – обычное дело, и мотоциклистам особенно необходимо соблюдать осторожность. В Чили воздушные змеи очень популярны, особенно во время празднования Дня независимости (18 сентября). В Перу воздушные змеи также пользуются большой популярностью. В августе в парках и на пляжах проводятся фестивали воздушных змеев. В Колумбии воздушных змеев можно увидеть в парках и зонах отдыха в августе, который называют ветреным месяцем. Именно в этот месяц большинство людей, особенно молодежь, запускают воздушных змеев. В Гайане воздушных змеев запускают на Пасху – в этом мероприятии участвуют представители всех этнических и религиозных групп. В другое время года воздушные змеи обычно не запускают. Змеи начинают появляться в небе за несколько недель до Пасхи, и школьников водят в парки для этого занятия. Все это кульминирует масштабным праздником в воздухе в Пасхальный понедельник, особенно в Джорджтауне, столице, и других прибрежных районах. История этого обычая не совсем ясна, но поскольку Пасха – христианский праздник, считается, что запуск воздушного змея символизирует Воскресшего Господа. Мур описывает это явление в XIX веке следующим образом:

"Очень популярным развлечением креолов был запуск воздушных змеев. Пасхальный понедельник, государственный праздник, был главным днем запуска змеев на морской стене в Джорджтауне и на открытых площадях в деревнях. Молодые и старые, мужчины и женщины, казалось, были охвачены страстью к запуску змеев. Пасха 1885 года служит хорошим примером: «Вид неба над всем Джорджтауном, особенно в сторону Морской стены, был очень впечатляющим, воздух был полон воздушных змеев всех форм и размеров, покрытых яркой цветной бумагой, все смело парили на сильном ветре». Точное происхождение традиции запуска воздушных змеев (исключительно) на Пасху неясно. Бриджит Бреретон и Кевин Ельвингтон предполагают, что запуск воздушных змеев был завезен китайскими наемными рабочими в тогдашнюю колонию Британская Гвиана в середине XIX века. Автор статьи в газете Guyana Chronicle от 6 мая 2007 года более уверен:

Мировые рекорды

Существует множество мировых рекордов, связанных с воздушными змеями. Самые большие в мире воздушные змеи – надувные однолинейные змеи. Мировой рекорд по самому большому змею, который удерживался в воздухе не менее 20 минут, принадлежит змею "Флаг Кувейта". Мировой рекорд по наибольшему количеству одновременно запущенных воздушных змеев был установлен в 2011 году, когда 12 350 змеев были запущены детьми на пляже Аль-Ваха в секторе Газа. Рекорд по высоте полета одиночного воздушного змея принадлежит треугольному дельта-киту. 23 сентября 2014 года команда под руководством Роберта Мура подняла воздушного змея на высоту 16 009 футов (4880 метров) над уровнем земли. Рекордная высота была достигнута после восьми серий попыток за десятилетний период с удаленного участка в западной части Нового Южного Уэльса, Австралия. Полет 9,2-футового (3 м) в высоту и 19,6-футового (6 м) в ширину дельта-кита Dunton Taylor контролировался с помощью лебедки, использовавшей 40 682 фута (12 400 м) сверхпрочной линии Dyneema. Полет туда и обратно занял около восьми часов. Высота измерялась с помощью бортовой GPS-телеметрии, передающей данные о местоположении в режиме реального времени на наземный компьютер, а также резервными GPS-регистраторами данных для последующего анализа.

В популярной культуре

"Бегущий за ветром" – роман 2005 года Халеда Хоссейни, драматизирующий роль воздушных змеев в довоенном Кабуле. Персонаж мультфильма "Peanuts" Чарли Браун часто изображался с воздушным змеем, застрявшим на дереве, как метафора жизненных трудностей. "Let's Go Fly a Kite" – песня из фильма и мюзикла "Мэри Поппинс". В диснеевском мультфильме "Мулан" воздушные змеи запускают во время парада. В фильме "Стрелок" воздушный змей используется для определения направления и силы ветра. "Kite" – песня 1978 года, прославляющая запуск воздушных змеев, вошедшая в дебютный альбом Кейт Буш "The Kick Inside".

Общие вопросы безопасности

Есть вопросы безопасности, связанные с запуском воздушных змеев. Леер воздушных змеев может задевать и запутываться в линиях электропередач, вызывая отключения электроэнергии и создавая риск поражения электрическим током для запускающего змея. Мокрый леер или проволока могут проводить статическое электричество и молнию во время грозы. Воздушные змеи с большой площадью или мощной подъемной силой могут поднять запускающего змея в воздух или потащить его, ударив о предметы. В городских районах обычно устанавливается ограничение на высоту полета воздушного змея, чтобы предотвратить вторжение змея и леера в воздушное пространство вертолетов и легких самолетов. Существует также опасность, что боевые воздушные змеи могут привести к гибели людей, как это произошло в Индии, где в августе 2016 года, во время празднования Дня независимости, в отдельных инцидентах погибли три зрителя, что повлекло за собой запрет на использование определенных видов усиленных леер. Правительство Египта запретило запуск воздушных змеев в июле 2020 года, изъяв 369 воздушных змеев в Каире и 99 в Александрии, ссылаясь на соображения безопасности и национальной безопасности.