Несколько слов о полете бумеранга

Среди множества вещей, пришедших к нам из глубокой древности, таких, как колесо, топор, стрела, бумеранг занимает особое место. Чтобы изготовить его, безвестному древнему изобретателю пришлось немало потрудиться. Ведь законы полета бумеранга стали известны лишь в последнее столетие, с появлением авиации.

Какой бы формы ни были эти изделия, они разделяются на два вида: возвращающиеся и невозвращающиеся. По внешнему виду их почти невозможно отличить друг от друга. Как правило, возвращающийся бумеранг легче, а угол между его плечами более острый. Длина этого вида бумеранга 250 - 750 мм, ширина 30 - 50 мм, толщина до 15 мм. Угол между плечами изменяется от 80 до 140°, масса составляет около 700 г. Лучшие образцы невозвращающегося бумеранга пролетают 180 м, поднимаясь на высоту до 15 м.

Какие же силы действуют на бумеранг, брошенный горизонтально и вращающийся в вертикальной плоскости? Из-за несимметричности профиля плеч (рис. 87) у него, как и у крыла самолета, возникает подъемная сила . Кроме того, на плечо бумеранга действует еще сила сопротивления воздуха .

Результирующая этих двух сил стремится развернуть его. Величина каждой из этих сил пропорциональна квадрату скорости, и понятно, что они не равны, если рассматривать два плеча. В верхней точке скорость полета бумеранга складывается со скоростью вращения , а в нижней вычитается.

Таким образом, бумеранг испытывает действие сил и сил сопротивления, стремящихся развернуть его вокруг горизонтальной и вертикальной оси. Но этого перемещения при запуске не происходит, потому что бумеранг, очень быстро вращаясь, приобретает устойчивость волчка или юлы.

Часто плоскость бумеранга, занимающая почти вертикальное положение в начале полета, в конце пути становится горизонтальной. Это объясняется тем, что силы, рассмотренные выше, заставляют бумеранг постепенно поворачиваться, чем и объясняется столь сложная траектория его полета. Если бумеранг запустить с вдвое большей скоростью, то скорость наклона его плоскости также увеличится вдвое. В результате бумеранг опишет почти такую же кривую. Следовательно, диаметр ее не зависит ни от скорости вращения бумеранга, ни от его начальной скорости. Таким образом, длина пути модели - величина почти постоянная. Параметры орбиты пропорциональны моменту инерции, который тем меньше, чем легче бумеранг. Поэтому, чтобы при испытаниях в комнате он описывал малую орбиту, его нужно изготовить из бумаги.

Сделайте бумажный бумеранг с длиной каждого плеча по 50 мм, шириной 10 мм и зажмите его под ногтем большого пальца, как показано на рисунке. Если теперь щелкнуть по верхнему концу модели, она полетит метров на пять, плавно опишет кривую и возвратится обратно.

Более дальнобойные бумеранги лучше делать из многослойной фанеры или картона. Такой бумеранг берут правой рукой за один из концов и чуть наклоняют влево выпуклую сторону, оба конца модели направляют вперед или назад. Бросать его нужно вперед или чуть вверх, заставив быстро вращаться. Для этого резко замедляется заключительная фаза броска. При полете бумеранга сначала кажется, что он летит прямо, но вскоре его траектория отклоняется влево, а часто и вверх. Затем он делает широкую, почти округлую петлю и возвращается к месту запуска. Точность возвращения в значительной степени зависит от мастерства метателя.