Модель вертикального взлета

Эта модель (рис. 94) собрана из тоненьких проволочек и папиросной бумаги. И хотя она не имеет двигателя, может самостоятельно взлетать, зависать, как вертолет, и плавно приземляться.

Автор модели - свердловский школьник В. Чистов. Интересна процедура запуска этой необычной модели. К пылесосу подсоединяют шланг, а к нему - прямоугольную коробочку. На коробочке, словно на игрушечном паровозике, установлены две высокие трубы. На них-то и укладывают эту модель, очертаниями напоминающую истребитель МИГ-21. Включают тумблер пылесоса. И вот самолетик дрогнул, поплыл плавно вверх, словно его подхватила невидимая сила.

Рис. 94. Модель вертикального взлета

Прежде чем познакомиться с физической сущностью явления, которое использовал автор модели, предлагаем проделать два простых опыта.

Один из них проведите в ванной комнате. Наполните ванну более чем наполовину водой. В струю воды, вытекающую из крана, бросьте шарик от настольного тенниса. Легкий шарик не всплывет, как следовало бы ожидать, а погрузится в воду. Струя воды будет топить его, не выпускать из своих цепких объятий.

Другой опыт еще проще. Возьмите короткую трубку с воронкой на конце. Положите в воронку тот же шарик и подуйте в трубку. Шарик взлетит над горловиной, да так и будет висеть, пока у вас хватит воздуха в легких.

Оба опыта раскрывают сущность физического явления, объясненного в свое время Д. Бернулли. Чтобы лучше его уяснить, обратимся к рисунку 89. Воздушная или водяная струя (неважно, какая среда) обтекает шарик (положения а, б, в). По закону Бернулли известно, что в тех местах, где скорость потока ниже, давление больше, и наоборот. Самой высокой скоростью в нашем случае обладают частицы в центральной части потока, на краях она меньше, поскольку поток там подтормаживают неподвижные частицы среды, окружающие струю. Следовательно, давление во внешней части потока больше, чем в центре. Вот и получается, что шарик находится словно в лунке - стоит ему невзначай отклониться от центра, как возрастающая боковая сила давления возвращает его назад.

А теперь вернемся к модели истребителя. На фюзеляже размещены две сферические кабины пилотов. Вся хитрость именно в них. Струи сжатого воздуха ударяют в эти сферические поверхности и, как в опытах с целлулоидным шариком, приподнимают модель.

Правда, устойчивое положение имеет тело, которое опирается на три точки, а на модели их вроде бы только две. Между тем самолет в воздухе не опрокидывается. Третью точку опоры сразу и не заметишь. Но она у модели есть. Вспомним запуск воздушного змея-парашюта. Если в купол его направить несколько очень сильных струй воздуха от мощных вентиляторов, то он взлетит вверх. Так вот, роль такого парашюта, а стало быть, и третьей точки опоры выполняет узкая, оклеенная папиросной бумагой верхняя рамка фюзеляжа.

Предлагаем вам поэкспериментировать с описываемой моделью. Размеры ее любой, даже начинающий, моделист может выбрать по своему вкусу. Но прежде чем браться за изготовление, советуем поразмыслить над своей конструкцией. В том варианте, о котором мы рассказали, модель может только подниматься и парить в воздухе. А нельзя ли научить ее еще и летать? Словом, поле деятельности перед вами открывается тут широкое.