Воздушный змей

<час />

Фон

Воздушный змей - это летательный аппарат тяжелее воздуха без двигателя, который крепится к земле веревкой. Кайт летает, потому что сопротивление ветра заставляет давление воздуха под воздушным змеем быть выше, чем давление воздуха над воздушным змеем, заставляя кайт подниматься. Слово коршун образовано от названия вида птиц, принадлежащих к семейству ястребиных, которые известны своим изящным парящим полетом.

Воздушный змей состоит из трех основных частей:корпуса, лески и уздечки, которая прикрепляет шнур к телу. Чтобы пользователь мог управлять движением кайта, уздечка должна быть прикреплена к корпусу кайта как минимум в двух местах.

История

Воздушные змеи были впервые разработаны в Древнем Китае. Письменные упоминания о воздушных змеях в Китае относятся к 200 <небольшим> годам до нашей эры. , но они, вероятно, были изобретены гораздо раньше. Воздушные змеи, вероятно, были получены из тканевых баннеров, похожих на современные флаги, которые развевались на ветру, прикрепленные к веревкам или гибким деревянным стержням. Вероятно, первое использование воздушных змеев было для сигнализации на расстоянии. Позднее китайцы использовали воздушных змеев для множества целей, от религиозных церемоний до военных действий. Самые ранние воздушные змеи были сделаны из дерева и ткани. Бумага была изобретена примерно в 100 н.э. и вскоре был адаптирован для использования в воздушных змеях.

Изготовление воздушных змеев вскоре распространилось из Китая в Японию, Корею, Бирму (ныне Мьянма) и Малайзию, регионы, где запуск воздушных змеев по-прежнему является важной частью местной культуры. Оттуда он распространился в Индонезию, Индию и на острова Тихого океана. В конце концов, технология создания воздушных змеев была адаптирована арабами, которые, в свою очередь, принесли ее в Северную Африку и Европу.

Письменные упоминания кайтмейкинга в Европе относятся к 1430 году нашей эры . Ранние европейские воздушные змеи делались из ткани или пергамента и иногда имели длинную прорезь, в которую вшивали кусок шелка, чтобы воздушный змей парил. К ткани прикрепляли пару диагональных палочек, чтобы удерживать ее на месте. Шнур прикреплялся к воздушному змею с помощью кольца, вшитого в ткань.

Первое описание кайтмейкинга на английском языке появилось в 1654 году в книге Джона Бэйта «Тайны природы и искусства». Его инструкции мало чем отличаются от методов, которые до сих пор используются для изготовления домашних воздушных змеев. "Вы должны взять кусок льняной ткани длиной в ярд или более; он должен быть разрезан по форме оконного стекла; прикрепить две легкие палки поперек того же самого, чтобы он стоял в ширину; затем смажьте его льняное масло и жидкий лак, закаленные вместе… затем свяжите небольшую веревку достаточной длины, чтобы поднять ее на ту высоту, которую вы пожелаете ».

Европейские воздушные змеи существовали в самых разных формах, от ромбовидных до прямоугольных. Всем им требовались хвосты для устойчивости, и многие самодельные воздушные змеи до сих пор имеют такие хвосты. Коммерческие воздушные змеи обычно изготавливаются таким образом, что хвоста не требуется.

Воздушные змеи использовались в метеорологии еще в восемнадцатом веке, когда два студента из Университета Глазго по имени Александр Уилсон и Томас Мелвилл прикрепили термометры к воздушным змеям, чтобы изучить температуру воздуха. Воздушные змеи широко использовались для изучения погоды в 1830-х и 1840-х годах и продолжали использоваться для этой цели до середины двадцатого века, когда они были заменены метеозондами, а затем и метеорологическими спутниками.

Инновации в дизайне воздушных змеев начали появляться в конце девятнадцатого века. В 1891 году Уильям А. Эдди, вдохновленный японским дизайном, изобрел ромбовидного воздушного змея, для которого не требовался хвост. В 1893 году Лоуренс Харгрейв изобрел коробчатого воздушного змея, напоминающего две или более открытых коробки, соединенных с деревянной рамой. Как и алмазный змей, коробчатый змей хорошо летал без хвоста. Оба дизайна до сих пор широко используются кайтмейкерами. Коробчатый змей также повлиял на конструкцию первых самолетов, включая самолет, изобретенный Орвиллом и Уилбуром Райтами в 1903 году.

В ноябре 1948 года Гертруда и Фрэнсис Рогалло подали заявку на патент на революционный новый вид воздушного змея. Патент был выдан в марте 1951 года на «гибкий воздушный змей», ныне известный как пара-крыло. Этот, казалось бы, простой воздушный змей состоит из квадрата из легкого материала (сначала ткани, теперь обычно пластика) без каких-либо палочек или других деталей, удерживающих его на месте. Правильная длина и расположение шнуров, составляющих уздечку, позволяют параплану летать с большой стабильностью, несмотря на вялость его тела. Конструкции, подобные параплану, использовались в парашютах и ​​дельтапланах. Военные эксперименты показали, что большие версии этой конструкции могут использоваться для перевозки оружия или транспортных средств по непроходимой местности. Парашютное крыло площадью 4000 кв. Футов (372 кв. М) использовалось для подъема груза массой 6 000 фунтов (2724 кг).

Сырье

Самодельные воздушные змеи обычно делают из дерева и бумаги или ткани. Самодельные воздушные змеи с парашютом обычно изготавливаются из майлара, торговой марки тонких листов пластика, известного как полиэтилентерефталат. Этот материал очень прочный и легкий. Сырьем, используемым для производства полиэтилентерефталата, являются химические соединения гликоль и диметилтерефталат.

Коммерческие воздушные змеи обычно изготавливаются из прочного и легкого пластика, такого как нейлон. Нейлон - это общее название определенных типов пластика, известных как полиамиды. Полиамиды могут быть получены из множества химических соединений. Нейлон-6,6 является наиболее распространенной формой нейлона и состоит из химических соединений адипиновой кислоты и гексамтилендиамина. Другой распространенный тип нейлона, известный как нейлон-6, сделан из химического соединения капролактама.

Стропы, прикрепляемые к корпусу воздушного змея, обычно изготавливаются из нейлона или хлопка. У некоторых больших воздушных змеев леска держится на рыболовной катушке, которая сделана из стали.

Производственный
процесс

Изготовление нейлона

• 1 Химические вещества, используемые для производства различных форм нейлона, получают из различных источников. Наиболее распространенным источником этих химикатов является нефть. Сырая нефть (необработанная нефть) добывается из нефтяных скважин. Сырая нефть содержит смесь множества различных веществ, известных как углеводороды. Сырая нефть перекачивается в цистерны, перевозимые грузовиками или поездами, и отправляется на нефтеперерабатывающие заводы.
• 2 Функция нефтеперерабатывающего завода заключается в разделении сырой нефти на различные компоненты. Во время этого процесса, известного как фракционная перегонка, сырая нефть закачивается в высокую стальную печь в форме цилиндра. Нижняя часть печи нагревается до температуры 315-370 ° C (600-700 ° F). Нагретая сырая нефть превращается в пар. Любой оставшийся не испарившийся остаток удаляется со дна печи в виде жидкости.
• 3 По мере того, как пар поднимается по печи, он постепенно становится все холоднее и холоднее. Различные углеводороды, составляющие пар, превращаются в жидкости при разных температурах. Из-за этой разницы в точках кипения каждый углеводород можно удалить в виде жидкости из другого места в печи. Любой оставшийся пар, который не остывает до жидкости, удаляется из верхней части печи в виде газа.
• 4 Некоторые углеводороды гораздо полезнее других. Чтобы максимизировать эффективность переработки сырой нефти, менее полезные углеводороды химически превращаются в более полезные углеводороды. Этот процесс известен как растрескивание. Раньше растрескивание осуществлялось нагреванием Парашютный змей представляет собой простой змей, состоящий из квадрата из легкого материала (ткани сначала обычно пластик) без каких-либо палочек или других деталей, удерживающих его на месте. Правильная длина и расположение шнуров, составляющих уздечку, позволяют параплану летать с большой стабильностью, несмотря на вялость его тела. углеводороды до очень высокой температуры под очень высоким давлением. В современной технологии крекинга используются катализаторы. Катализатор - это вещество, которое ускоряет скорость химической реакции, не принимая в ней участия. Катализаторы, такие как природные и искусственные глины, позволяют растрескиванию происходить при гораздо более низких температуре и давлении. После завершения крекинга получается смесь различных углеводородов. Эти углеводороды разделяют, снова применяя технику фракционной перегонки.
• 5 Углеводороды отправляются с нефтеперерабатывающего завода производителю пластмасс. Углеводород, необходимый для производства нейлона-6,6, известен как циклогексан. Циклогексан превращается как в адипиновую кислоту, так и в гексаметилендиамин, подвергая его различным химическим реакциям.
• 6 Адипиновая кислота и гексаметилендиамин (или другие химические соединения, необходимые для производства других форм нейлона) превращаются в нейлон-6,6 посредством процесса, известного как полимеризация. Этот термин относится к любому процессу, с помощью которого сотни или тысячи маленьких молекул соединяются вместе, образуя длинную цепь. Полимеризаитон нейлона объединяет многочисленные молекулы органической кислоты (такой как адипиновая кислота) с многочисленными молекулами органического амина (такого как гексаметилендиамин). Для некоторых видов нейлона полимеризуются многочисленные молекулы одного химического вещества, которое содержит как кислотную группу, так и аминогруппу. Этот тип химического вещества (например, капролактам, который полимеризуется в нейлон-6) известен как аминокислота. Полимеризация происходит при воздействии на кислоту и амин или аминокислоту тепла и давления.
• 7 Полученный горячий жидкий нейлон распыляют на вращающийся холодный металлический барабан. Это превращает нейлон в тонкий прочный лист. Лист режется острыми металлическими ножами на мелкую стружку. Затем чипсы можно перерабатывать во многие различные формы.

Изготовление нейлоновой ткани

• 8 Для некоторых целей нейлон можно экструдировать (продавливать через матрицы под давлением) или подвергать литью под давлением (продавливать в формы в виде горячей жидкости и позволять остыть до твердого состояния). Чтобы сделать воздушного змея, нейлон необходимо превратить в ткань. Кусочки твердого нейлона нагревают до тех пор, пока они не растворятся в жидкости. Затем жидкий нейлон под высоким давлением пропускается через многочисленные небольшие отверстия в стальном устройстве, известном как фильера. Когда струи жидкого нейлона выходят из фильеры, они охлаждаются струей холодного воздуха. Жидкие чулки остывают, превращаясь в тонкие нити. Эти нити скручены в волокна. Волокно вплетается в ткань и отправляется производителю воздушного змея.

Изготовление воздушного змея

• 9 Крупные куски нейлоновой ткани поступают на завод воздушных змеев и проверяются на наличие дефектов. Острые ножи и бритвы используются для одновременного прорезания нескольких слоев нейлона с целью получения множества кусков ткани одинаковой формы.
• 10 Нарезанные куски нейлоновой ткани сшиваются на обычных швейных машинах. За счет эффективного кроя и шитья тратится всего 3% ткани.
• 11 Чтобы удерживать мягкий нейлоновый корпус воздушного змея на месте, ткань обшита вокруг твердого обода, который подчеркивает форму воздушного змея. Обод изготовлен из легких жестких трубок из полиэтилена. Эти трубки производятся производителем пластика методом литья под давлением. Твердый полиэтилен нагревают до плавления. Горячий жидкий полиэтилен заливают в формы в форме трубок и дают ему остыть до твердого состояния. Формы открываются, полиэтиленовые трубки удаляются, излишки полиэтилена удаляются, и трубки отправляются производителю воздушных змеев.
• 12 Стропы для кайта нарезаны нужной длины из катушек из хлопкового или нейлонового волокна. Затем они пришиваются к корпусу воздушного змея в нужных местах. Для больших воздушных змеев леска наматывается на стальную рыболовную катушку. Кайт-индустрия является крупнейшим пользователем рыболовных катушек, помимо самой рыбной промышленности. Готовые воздушные змеи упаковываются в картонные коробки и отправляются продавцу или потребителю.

Контроль качества

Первым шагом в контроле качества производства воздушных змеев является проверка нейлоновой ткани. На нем не должно быть отверстий и разрывов, которые могут нарушить способность воздушного змея оставаться в воздухе. После резки ткань проверяется, чтобы убедиться, что все куски обрезаны до нужного размера и формы. Опытные операторы швейных машин проверяют воздушный змей на каждом этапе процесса шитья, чтобы убедиться, что каждая деталь пришита правильно. Положение крепления уздечки особенно важно; если они не будут размещены должным образом, кайт будет нестабильным и будет летать беспорядочно. Перед упаковкой каждый кайт проходит окончательный визуальный осмотр.