Почему у вертолета винт вверху? Клуб почемучек

Добрый день, участники и читатели "Клуба почемучек"! Наступила пятница, и я снова отвечаю на вопросы почемучек. В сегодняшнем выпуске у меня ответ на вопрос мамы Дианы и ее дочки (4 года): 

«Почему у вертолета винт вверху, а не внизу?»

Для ответа на этот вопрос мы с вами сначала разберемся, как были изобретены вертолеты и самолеты, а уж потом поэкспериментируем сами, чтобы узнать, что будет, если вертолету приделать винт снизу.

Разные виды вертолетиков

Люди с давних времен мечтали о полете в небо. Наблюдая за птицами, они думали, что в небо можно взлететь, если взять такие же как у них крылья и просто махать ими.

Расскажите малышу древнегреческий миф об Икаре.

В этом мифе описано изобретение первого летательного аппарата. Полет Икара не удался. И еще долгие-долгие столетия человеку не удавалось взлететь в небо, несмотря на все попытки изобрести крыло. Только после многих безуспешных попыток люди осознали, что летать, махая крыльями как птицы, у нас не получится. Теперь-то ученые инженеры это доказали точными расчетами. Оказывается, чтобы летать как птицы, нам бы для нашего веса понадобились просто преогромные крылья и совсем другое строение тела, чтобы махать такими крыльями. Поэтому люди стали наблюдать за другими объектами, которые умели летать.

Задание 1.
Попросите малыша подумать, кто еще, кроме крылатых птиц и насекомых умеет летать? Пусть он перечислит их. 

Задание 2.
Предложите ребенку глядя на приведенный ниже рисунок определить, какие природные объекты аналогичны существующим ныне летательным аппаратам? Пусть он соединит изображение машины с ее аналогом в природе.

Может, людям тогда стоит попробовать летать, как летают белки-летяги? Такой способ полета называют планирование. Уже в Средние века (то есть давным-давно) ученый и художник Леонардо да Винчи рисовал первые летательные аппараты подобного рода, которые мы сейчас называем дельтапланами или планерами. Но, к сожалению, в его времена не было легких и прочных металлов для каркаса такого аппарата, и не было подходящей ткани, чтобы натянуть крылья. Поэтому мечты и о полете на планере остались просто мечтами.

Дельтаплан Леонардо да Винчи

Тот же Леонардо да Винчи предлагал еще другой способ полета. В его чертежах поздние исследователи нашли чертеж парашюта. Современные парашютисты доказали, что эти чертежи были верны, и на таком парашюте, действительно, можно безопасно лететь вниз. Но, опять таки, сам Леонардо такого аппарата сделать не мог из-за недостатков имеющихся на то время материалов.

Парашют Леонардо да Винчи

И еще один летательный аппарат, который придумал Леонардо да Винчи, и который мы используем теперь - это вертолет. Силу винта люди научились применять задолго до этого. Еще древние греки с его помощью строили водные механизмы. А Леонардо подумал, почему бы винт вместо воды не греб бы воздух, помогая телу перемещаться в нем? К сожалению, его расчеты были чисто теоретическими. И скорее всего, построенный по ним аппарат летать бы не смог, но, главное, был придуман принцип. Правда его реализация заставила ждать себя еще несколько сотен лет.

Вертолет Леонардо да Винчи

Мы буквально через несколько дней после того, как делали ответ на этот вопрос, попали на выставку в музей, где были представлены механизмы, сделанные по этим чертежам. И там мы увидели и парашют, и вертолет, воплощенные " в жизнь".

Современные макеты механизмов, сделанные по чертежам Леонардо да Винчи

Первые действительно летающие аппараты с несущим винтом появились только в 19 веке. Первый человек, который поднялся на таком аппарате в воздух был француз Поль Корню. Произошло это событие в 1907 году - через четыре года после знаменитого полета братьев Райт на сконструированном ими самолете.
Но с давних при давних времен в Китае (аж с 400 г. н.э.) известны игрушки-вертолетики. Они представляли из себя палочку, с закрепленными на ее верхушке птичьими перьями в виде винта. При трении между ладонями палочка вращалась, импровизированный винт крутился и обретал подъемную силу - палочка, выпущенная из рук, взлетала вверх. Думаю, вы тоже знакомы с такой игрушкой, правда?
Давайте возьмем ее (или похожую, ведь игрушек-вертолетиков сейчас очень много) и попробуем поставить эксперимент: что же будет, если вертолетик запускать не винтом вверх, а винтом вниз?

Эксперимент: как лучше летать - вниз винтом или вверх?

После серии опытов мы поняли, что в принципе, вертолетик таким образом тоже взлетает вверх. Но вот летит он не так высоко, как если его запустить нормальным образом. Очевидно, винту так не слишком удобно поднимать груз. Ведь если раньше он тянул сам вертолет за собой, то сейчас ему приходится его толкать. Аппарат становится более неустойчив - даже при беглом взгляде на него видно, что палочка, находясь вверху винта, начинает очень сильно вибрировать, что выводит вертолет из равновесия.
Кроме того, если бы винт у настоящего вертолета крепили снизу, а не сверху, то приземляться ему и заходить в него стало бы гораздо сложнее. Зато удобно было бы подстригать траву на посадочной площадке :)
Есть и еще одна причина крепить винт вертолета именно сверху. Дело в том, что при отказе двигателя винт снижающегося вертолета вращается в свободном режиме, и это позволяет аппарату мягко опуститься на землю как на парашюте. А вот если бы винт был снизу, то при остановке мотора вертолет бы сразу перевернулся и стал снижаться вверх ногами.
Так что, хотя ничто и не мешает крепить винт снизу вертолета, это было бы гораздо сложнее технически - пришлось бы придумывать дополнительные конструктивные решения. Лучше пусть он остается сверху.

Задание:
А в завершении нашего разговора, я предлагаю сделать вам своими руками бумажный вертолетик. Его конструкция настолько проста, что ребенок четырех лет сможет легко с нею справиться. Подробности и шаблон вы найдете в вот этом моем посте: "Как сделать летающий вертолетик из бумаги"
Удачных вам запусков!

Самодельный вертолетик из бумаги

В следующем выпуске "Клуба почемучек" читайте ответ на вопрос мамы Жени и ее сыночка Димы (3 года): "Откуда берутся родинки?"
А чтобы я ответила и на ваши вопросы, вступайте в Клуб и задавайте их!

Для этого надо:
1) Поставить баннер на боковую панель вашего блога или сайта (код баннера можно взять, перейдя на страницу "Клуба почемучек"), а если блога нет, то дать ссылку на страницу Клуба в своих соц. сетях.
2) Прислать ваш вопрос мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой "Клуб почемучек".  

ВНИМАНИЕ! Среди всех присланных весной и летом вопросов я разыграю ПРИЗ. Независимо от того, сделала я ответ на вопрос или нет. Подробности будут ближе к розыгрышу. 

Подписаться на новости Клуба можно прямо тут, заполнив форму рассылки.
После этого вам на почту будут приходить ссылки на новые выпуски "Клуба почемучек" и сообщения о розыгрышах призов.

Ваше имя: Ваш email:

Архив прошлых выпусков "Клуба почемучек" можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Материалы по теме:

1. Технические изобретения Леонардо да Винчи (http://paranormal-news.ru/news/tekhnicheskie_izobretenija_leonardo_da_vinchi/2013-11-03-7990)
2. Парашют-шатер Леонардо да Винчи (http://generim.ru/parachute-leonardo-da-vinci.html)
3. Рожденный летать (http://soulhunterweb.narod.ru/lib/leonardo/leonardo.htm)
4. Вертолет. Википедия (http://ru.wikipedia.org/wiki/Вертолёт)