Воздушный змей с электроприводом или тяговый змей — это большой воздушный змей, предназначенный для обеспечения значительной тяги для пользователя.
Две наиболее распространенные формы — это фойл и надувной передний край . Существуют также другие, менее распространенные типы силовых кайтов, включая кайты с жестким каркасом и мягкие однослойные кайты . Для этих кайтов используются несколько различных систем управления , которые имеют от двух до пяти строп и планку или ручки.
Воздушные змеи с фольгой состоят из ряда ячеек с тканевыми ребрами в каждой ячейке. Именно профиль этих ребер придает воздушному змею его аэродинамическую форму и позволяет ему создавать подъемную силу. Наиболее распространенным типом является крыло с набегающим потоком воздуха, где каждая ячейка имеет закрытое марлей отверстие спереди, что означает, что воздух нагнетается во время полета, придавая воздушному змею жесткость и позволяя ему сохранять свой профиль. Некоторые крылья с набегающим потоком воздуха имеют закрытые ячейки, где односторонний клапан запирает воздух внутри ячеек, что обеспечивает некоторую повышенную возможность повторного запуска на воде.
Надувные воздушные змеи с передней кромкой (LEI) сделаны из цельного слоя ткани с, как следует из названия, надутой трубчатой передней кромкой и надутыми ребрами. Передняя кромка и ребра надуваются пользователем с помощью насоса перед запуском кайта. Профиль воздушного змея типа LEI формируется надувным краем и ребрами. Воздушные змеи типа LEI в основном используются для кайтсерфинга, так как они сохраняют свою структуру во влажном состоянии и их можно легко перезапустить из воды после длительного нахождения на поверхности. И наоборот, воздушный змей с открытыми ячейками, упавший в море, немедленно пропитывается водой и становится непригодным для полета.
Воздушные змеи обычно используются вместе с транспортным средством или доской, например:
Воздушные змеи с электроприводом также могут использоваться в развлекательных целях без транспортного средства или доски, например, при прыжках с воздушного змея или при подъеме человека с воздушным змеем , когда запряженный в змея летчик привязывается к земле или одному или нескольким людям для обеспечения натяжения и подъема.
Также ведутся исследования по использованию воздушных змеев для выработки электроэнергии , которая будет подаваться в электросеть . [1] [2] [3] [4] Лестничные мельницы — это тип воздушных ветровых турбин . [5] В качестве альтернативы топливным генераторам генераторы размером с транспортный контейнер могут обеспечивать электроэнергией удаленные места с помощью больших управляемых компьютером воздушных змеев и резервных аккумуляторов. [6] [7] Воздушные змеи используются для достижения высотных ветров , таких как струйные течения , которые всегда присутствуют, даже если ветры на уровне земли, доступные ветровым турбинам, отсутствуют.
Воздушные змеи похожей конструкции используются для парусного спорта , включая скоростной . Jacob's Ladder , лодка с воздушным змеем , установила мировой рекорд скорости парусного спорта класса C , развив скорость в 25 узлов (46 км/ч) в 1982 году, рекорд, который продержался шесть лет. [8] Кайтборд стал первым парусным судном, превысившим скорость в 50 узлов (93 км/ч) в октябре 2008 года. [8]
Размеры воздушных змеев с электроприводом варьируются от 1,2 до 50 м 2 (от 13 до 538 кв. футов). Все воздушные змеи изготавливаются для определенных целей: некоторые для воды, земли, мощности или маневренности.
Подъемная сила, создаваемая кайтом, и другие летные характеристики зависят от угла атаки кайта, который устанавливается уздечкой; расположение строп, которые заканчивают основные стропы кайта и крепятся к нескольким точкам на поверхности кайта. Воздушные змеи с электроприводом, имеющие 4 или 5 строп, выпускаются в двух вариантах: с фиксированной уздечкой и с отключаемой тягой.
Воздушные змеи с фиксированной уздечкой имеют фиксированный угол атаки , который устанавливается уздечкой. Небольшие корректировки возможны путем регулировки уздечки, когда кайт находится на земле, однако угол атаки не регулируется, когда кайт находится в воздухе. Высокая настройка угла атаки приводит к большей мощности кайта, но за счет скорости и способности летать близко к ветру. Низкий угол атаки приводит к меньшей мощности, но скорость увеличивается, и кайт может летать намного ближе к краю ветрового окна. [9] Воздушные змеи с фиксированной уздечкой могут использоваться с ручками или перекладиной, при этом ручки обычно предпочтительны для таких видов деятельности, как кайт-джампинг и кайт-багги, а перекладина предпочтительна для кайт-лендбординга.
Воздушные змеи с демоторизацией используются с системой планки управления и подвесной системы, при этом основные силовые линии кайта крепятся к подвесной системе пользователя через отверстие в центре планки. Планка имеет несколько дюймов хода вдоль строп, а стропы сконфигурированы таким образом, что пользователь может потянуть планку на себя, чтобы увеличить угол атаки кайта, увеличивая подъемную силу и, таким образом, мощность, передаваемую через подвесную систему, пока кайт находится в полете. Воздушные змеи, используемые для кайтсерфинга, почти всегда демоторизируемы, и некоторые современные кайты, такие как кайты-боу, позволяют снизить мощность почти на 100% для повышения безопасности и универсальности.
Системы безопасности воздушных змеев стали более распространенными в последние годы, и сегодня почти все 4- и 5-стропные воздушные змеи используются с системой безопасности, разработанной для отключения тяги воздушного змея в случае, если пользователь становится слишком сильным или теряет контроль над воздушным змеем. При запуске воздушного змея с фиксированной уздечкой один или несколько ремней, известных как «убийцы воздушных змеев», крепятся к запястью(ям) пользователя с помощью эластичных шнуров. Когда ручки или планка отпускаются, эти ремни тянут за стропы тормоза воздушного змея на задней кромке воздушного змея, позволяя воздушному змею развеваться на ветру без какой-либо структуры.
Воздушные змеи с отсоединяемым двигателем оснащены системами безопасности, которые работают аналогичным образом, но поскольку воздушный змей почти постоянно прикреплен к подвеске пользователя, для активации системы безопасности используется переключатель или ручка, которая отсоединяет планку и силовые линии от подвески.
Некоторые кайты с отключаемым двигателем имеют систему безопасности с 5-й стропой, которая является избыточной при нормальном использовании, пока не активируется предохранительный механизм. Здесь все обычные четыре стропы ослабляются, в результате чего кайт либо складывается, либо катится назад и теряет свой профиль под воздействием ветра, а следовательно, и свою тягу. Кайт остается прикрепленным к пользователю с помощью 5-й стропы, чтобы его можно было извлечь.
В 1820-х годах Джордж Покок использовал воздушных змеев увеличенного размера для приведения в движение тележек на суше и кораблей на воде, используя четырехстропную систему управления — ту же самую систему, которая широко используется и сегодня. И телеги, и лодки могли поворачиваться и плыть против ветра. Воздушные змеи могли летать в течение длительных периодов времени. [10] Целью было сделать кайт-силу альтернативой лошадиной силе, отчасти для того, чтобы избежать ненавистного «конского налога», который взимался в то время. [11] Пионер авиации Сэмюэл Коди разработал несколько « воздушных змеев для подъема людей » и в 1903 году успешно пересек Ла-Манш на небольшой складной парусиновой лодке, приводимой в движение воздушным змеем. [12]
В конце 1970-х годов развитие кевларовых , а затем спектральных строп и более управляемых воздушных змеев с улучшенной эффективностью способствовало практическому тяговому усилию воздушных змеев. В 1978 году катамаран Tornado с кайт-приводом "FlexiFoil" Яна Дэя превысил 40 км/ч.
В октябре 1977 года Гейсбертус Адрианус Панхёйс (Нидерланды) получил первый патент [14] на кайтсерфинг. Патент охватывает, в частности, водный вид спорта с использованием плавающей доски типа доски для серфинга, где пилот, стоящий на ней, тянется с помощью ветроуловителя парашютного типа, привязанного к его обвязке на ремне типа трапеции. Хотя этот патент не вызвал никакого коммерческого интереса, Гейсбертуса Адриануса Панхёйса можно считать создателем кайтсерфинга.
28 августа 1982 года Грег Локк и Саймон Картер из Брайтона , Великобритания, установили мировой рекорд по тяге воздушного змея в море, пройдя почти 26 миль только с помощью силы ветра вдоль Ла-Манша. [15] Это произошло после успешного пересечения Ла-Манша из Сассекса во Францию компанией Locke & Carter годом ранее.
В 1980-х годах время от времени предпринимались успешные попытки объединить воздушные змеи с каноэ, коньками , горными лыжами, [16] водными лыжами и роликовыми коньками .
В течение 1970-х и начала 1980-х годов Дитер Стразилла из Германии разработал парашютные лыжи, а затем усовершенствовал систему кайт-лыж, используя самодельные парапланы и шарнирное соединение, позволяющее пилоту плыть против ветра и в гору, а также взлетать в воздух по своему желанию. [17] Стразилла и его швейцарский друг Андреа Кун использовали это изобретение также в сочетании с досками для серфинга и сноубордами, травяными лыжами и самодельными багги. [18] В одном из его патентов, датированных 1979 годом, описывается первое использование надувного воздушного змея для кайтсерфинга. [19]
Два брата, Бруно Легеню и Доминик Легеню, с атлантического побережья Франции , разработали воздушные змеи для кайтсерфинга в конце 1970-х и начале 1980-х годов и запатентовали конструкцию надувного воздушного змея в ноябре 1984 года, конструкцию, которую компании использовали для разработки собственной продукции.
В 1990 году Питер Линн впервые применил практическое катание на кайт-багги в парке Аргайл в Эшбертоне, Новая Зеландия . Линн соединил трехколесный багги с предшественником современного парафойлового воздушного змея. Кайт-багги оказался популярным во всем мире, и к 1999 году было продано более 14 000 багги.