 Итак, какие же силы действуют на бумеранг, лопасти которого в сечении имеют профиль крыла самолета? В первую очередь подъемная сила. Линейные скорости лопастей А, Б и В бумеранга неодинаковы (рис. 1). Наибольшую величину подъемная сила имеет на лопасти А — скорость вращения лопасти складывается со скоростью полета бумеранга. На лопастях Б и В результирующая скорость меньше. Известно, что величина аэродинамической силы пропорциональна квадрату скорости, и поэтому наибольшее значение она приобретает на конце лопасти А. Под действием этой силы возникает момент М2, стремящийся развернуть бумеранг вокруг горизонтальной оси.
Во время полета снаряд вращается вокруг своего центра тяжести и приобретает крутящий момент М1. Это вращение обеспечивает ему устойчивость волчка. А у волчка есть одно замечательное свойство. Поясним его. Если вы решите перевести ось вращения волчка из горизонтального положения в вертикальное, то обязательно столкнетесь с так называемым гироскопическим моментом — силой, которая постоянно стремится повернуть плоскость вращения волчка вокруг вертикальной оси. Так происходит и при полете бумеранга. Момент аэродинамических сил М2 стремится повернуть бумеранг вокруг оси ОY, возникает гироскопический момент М3, поворачивающий бумеранг вокруг оси Z. Вот теперь становится понятно, почему от взаимодействия всех трех моментов аэродинамических сил R и силы веса G бумеранга траектория полета модели приобретает столь замысловатый вид.
Величины моментов М1 и М3 зависят от массы и геометрических размеров бумеранга, а величина момента М2 — от характеристик профиля лопастей. Так летает бумеранг.
Аборигены, жившие когда-то в Австралии, Новой Зеландии и Тасмании, не зная теории полета бумеранга, создавали отличные конструкции. Их бумеранги давно забыты, но интерес к необычному снаряду не угас. Изобретатели многих стран продолжают конструировать новые формы летающих игрушек.
Мы расскажем о наиболее интересных проектах американских изобретателей, а вы попробуйте воплотить их идеи в жизнь: разработайте чертежи бумерангов, изготовьте их и, наконец, испытайте в полете.
Итак, первый проект. Чарльз Кливленд предлагает бумеранг с регулируемыми полетными характеристиками (рис. 2). Он состоит из двух пластин со скошенными боковыми гранями и соединительной скобы, благодаря которой одна из пластин может продольно перемещаться относительно другой. Но, пожалуй, интереснее было бы закрепить лопасти бумераига так, чтобы они имели возможность перемещаться относительно друг друга. Тогда бумеранг смог бы описывать правый или левый эллипс.
При броске снаряд обычно держат за длинную лопасть, а короткую направляют вертикально вверх. В заключительной фазе броска легким движением кисти бумеранг резко разворачивают, и он начинает вращаться. Полет модели существенно зависит от скорости ветра, от угла наклона к горизонту, взаимного расположения лопастей. И конечно, от веса скобы.
Бумеранг инженера Гарри Редка, по замыслу, несколько напоминает игрушку Кливленда, но конструктивно решен по-другому (рис. 3). Его лопасти соединены шарнирно, под углом друг к другу и образуют обычную форму бумеранга. Снизу они плоские, а сверху овальные. Для изготовления снаряда подойдет любой материал: дерево или пластик, плотный картой или фанера.
Траектория полета бумеранга регулируется перемещением по лопастям подвижных грузиков: чем ближе они располагаются к концам, тем выше поднимается снаряд. А несимметричное расположение резиновых грузиков на лоластях приводит к совершенно непредвиденным и даже забавным траекториям полета. Угол раскрытия L лопастей бумеранга тоже влияет на его движение. Изобретатель предлагает раскрашивать бумеранг яркими красками и прикреплять к одной из лопастей свистульку от детской игрушки. По мнению автора, это сделает полет снаряда еще более эффектным.
А эти модели (рис. 4), запатентованные Уильямом Шапиро, пожалуй, можно отнести к разряду самых простых и доступных конструкций. Все три бумеранга: и трех-, и четырех- и шестилопастный, устроены по одному принципу (см. Б, А и В; а, б, в — варианты крепления). Это прямоугольные картонные полоски, скрепленные между собой не клеем, а фигурными вырезами. Бумеранги легко собираются и разбираются. Автор проектов считает, что наиболее оптимальные размеры бумерангов от 5 до 30 см.
В начале статьи мы говорили о трех крутяших моментах. Инженер Дональд Глисон попытался еще больше усложнить взаимодействие этих моментов, введя в конструкцию своего бумеранга дополиительную связь «грузик — шарнир» (рис. 5). Ов выпилил бумеранг из фанеры, отрезал от каждой лопасти примерно по 1/5—1/6 части и скрепил их резиновыми полосками-шарнирами — концы лопастей стали сгибаться. А чтобы консоли лопастей могли гнуться только в одну сторону, изобретатель прикрепил к ним нитки и соединил их свободные концы с грузиком-кольцом.
В начальный период полета центробежная сила удерживает грузик в гнезде, а резиновые полоски не позволяют сгибаться консолям лопастей, и бумеранг быстро набирает высоту. Когда же вращение бумеранга замедляется и уменьшается центробежная сила, кольцо выпадает из гнезда, концы лопастей сгибаются, и снаряд возвращается.
Мы познакомили вас с проектами четырех бумерангов. Перед вами широкое поле деятельности: конструируйте, испытывайте. Правда, эта работа под силу только опытным моделистам. А для начинающих мы подготовили подробные чертежи двух бумерангов.
Летающий снаряд Джека Клейкома (рис. 6) отличается от приведенных выше бумерангов тем, что полет его легко предугадать — в воздухе он описывает большой круг.
Изготовить такой бумеранг проще всего из тонкой фанеры. Постарайтесь точно разметить заготовку — лопасти бумеранга должны быть одинаковые. Даже небольшая ошибка в размерах может существенно повлиять на аэродинамические качества модели. Кромки выпиленной заготовки зачистите наждачной бумагой и вырежьте в центре отверстие диаметром 35 мм. Теперь с помощью паяльника придайте фанерке профиль, показанный на рисунке. Чтобы у бумеранга был необходимый угол атаки, срежьте с каждой лопасти одну из кромок (см. рис.), заклейте отверстие плотной бумагой и покройте бумеранг аэролаком.
Бумеранг Мильтона Блока (рис. 7) изготавливается по той же технологии, что и снаряд Клейкома. Разница лишь в том, что корпус его склеивается не из одной, а из двух фанерных заготовок.
Рисунки Н. Кирсанова | 
Поддержать проект
