Принцип полета бумеранга, как изготовить бумеранг

Несколько слов о полете бумеранга. 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 силы действуют на бумеранг, брошенный горизонтально и вращающийся в вертикальной плоскости? Из-за несимметричности профиля плеч (рис. 1) у него, как и у крыла самолета, возникает подъемная сила F. Кроме того, на плечо бумеранга действует еще сила сопротивления воздуха Q, которая 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 V складывается со скоростью вращения U, а в нижней вычитается.

Таким образом, бумеранг испытывает действие не только силы, но и момента М, от сил F1 и F2 стремящегося развернуть его вокруг горизонтальной оси. Но этого перемещения в действительности не происходит, потому что бумеранг, очень быстро вращаясь, приобретает устойчивость волчка или юлы. Как и у юлы, если приложить к ней возмущающий момент, у бумеранга возникает момент реакции М2.


Рис. 1 Силы, действующие на бумеранг; его виды; траектория полета и чертеж

Часто плоскость бумеранга, занимающая почти вертикальное положение в начале полета, в конце пути становится горизонтальной. Это объясняется тем, что момент М1 заставляет бумеранг все время поворачиваться, а момент М2 как бы укладывает его. Взаимодействием двух моментов и объясняется столь сложная траектория 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.

Как изготовить бумеранг.
Посмотрите еще раз на рисунок 1. На нем внизу представлен один из наиболее распространенных возвращающихся бумерангов.

Возьмите лист плотной бумаги и нанесите на него сетку со стороной квадрата, равной 50 мм. Сторона бумеранга, обращенная к читателю, — выпуклая. Тщательно перенесите контуры модели с рисунка и вырежьте. Вы получили шаблон. Симметрию плеч проверьте, перегнув его по линии OA. Контуры плеч должны полностью совпасть. Лучший и, пожалуй, самый доступный материал для изготовления бумеранга — тонкая фанера.

Резиновым клеем приклейте шаблон на лист фанеры так, чтобы наружные слои фанеры были перпендикулярны оси OA. Лобзиком вырежьте контуры плеч бумеранга. Вся последующая обработка производится только с одной стороны, указанной на рисунке. Другая сторона должна остаться плоской. С помощью плоского напильника и штангенциркуля добейтесь плавного уменьшения толщине от середины к концам. Сделав это, займитесь профилированием. Это, пожалуй, самая ответственная часть работы. Вырежьте из жести или тонкой фанеры контршаблоны для каждого сечения, указанного на рисунке. Профилирование выполните с помощью полукруглого и плоского напильников, а затем всю поверхность зачистите шкуркой. Все острые кромки округлите. Поверхность каждого из плеч обработайте тщательно, от этого будут зависеть летные качества бумеранга.

Почаще проверяйте контршаблонами правильность получаемых сечений на просвет. Очень важно также тщательно сбалансировать бумеранг. Для этого подвесьте его на нитке, прикрепив ее на сечении OA: ни одно из плеч не должно перевешивать. Если одно плечо окажется тяжелее другого, необходимо установить причину. Это может быть вызвано либо неправильной обработкой, либо неоднородностью фанеры. В первом случае равновесия добиваются подпиливанием более тяжелого плеча, во втором — путем заделки в край легкого плеча небольшой свинцовой заклепки. Место заделки необходимо тщательно сравнять с плоскостью плеча.

Предупреждаем: летающий бумеранг представляет опасность не только для самого бросающего, но и для окружающих. Лучше всего запускать его на большой, открытой площадке или лужайке, удалив зрителей на возможно большее расстояние. Чтобы модель была лучше видна, нанесите на плечи яркие полосы различных цветов. Необходимую водостойкость ей можно придать, покрыв поверхность плеч бесцветным лаком.

Готовый бумеранг несколько раз покрасьте яркой масляной или эмалевой краской.

Ещё