اخيرا در موزه بين المللي هوا و فضا رويدادي در زمينه كايت به نام روز خانواده آسيا بود. در آن انواع و اطلاعاتی از كايتها را مشاهده مي كرديد، از انواع سنتي گرفته تا كايت هاي پرنده اي كه در فضاي بسته مي توانستند پرواز كنند و كايت هاي ژاپني. اين همه كايت هاي شگفت انگيز و كارهاي زيبا مرا شگفت زده كرد كه چقدر فهم عمومي از اساس كار كايت ها بالاست.

براي اینکه با اساس كار كايت آشنا شويد و بدانيد چگونه پرواز مي كند، بايد آنرا تعريف كنيم.

تعریف کایت

كايت وسيله اي است كه از هوا سبك تر است بنابراين مي تواند روي سيالي به نام هوا شناور شود يا پرواز كند. بيشتر كايت ها سه بخش اصلي دارند: بدنه (كه در شكل ها و اندازه هاي مختلف ساخته مي شوند)، مهار (يا قلاب) و نخ. بدنه داراي يك چهارچوب و يك پوشش است. چهارچوب يا شاسي كايت از يك ماده سبك وزن مانند چوب يا پلاستيك ساخته مي شود. آنگاه از كاغذ، پارچه يا پلاستيك، پوشش مورد نظر روي آن كشيده مي شود و در حقيقت اسكلت كايت تبديل به چيزي شبيه به يك نوع بال مي شود. به كمك مهار و نخي كه در اختيار پرواز دهنده كايت است مي توان آن را در هوا كنترل كرد. مي توان برآيند نيرو هايي را كه بر نقطه مهار كايت وارد مي شود را محاسبه كرد.

برايند نيروهاي كايت

چهار نيروي پروازي (ليفت يا نيروي بالابرنده، وزن، درگ نيروي افقي مثبت، و تراست يا نيروي افقي كنترل كننده) بر رفتار كايت در فضا تاثير مي گذارد چيزي شبيه به آن چه كه در هواپيماها رخ مي دهد.

ليفت نيروي بالابرنده است كه كايت را بالا مي برد. ليفت يا نيروي بالا برنده از تغييرات فشار است و تغييرات فشار در اثر جريان هوا ايجاد مي شود. از نظر شكل ظاهري و زاويه قرار گيري در هوا كايت ها به گونه اي ساخته مي شوند كه جريان هوا در زير آنها آرام تر از جريان هوا در بالاي آنها باشد. در قرن 18 ميلادي يك رياضيدان سوئيسي كشف كرد كه وقتي سرعت سيالي (مانند هوا) افزايش مي يابد از فشار آن كاسته مي شود. بنابراين از آنجا كه سرعت باد در بالاي كايت بيشتر از سرعت آن در زير كايت است فشار هوا در زير كايت بيش از فشار هوا در بالاي آن است و طبيعتاً بايد آنرا به سمت بالا بكشد!

اما يك نيروي ديگر هم هست كه كايت را به سمت پايين مي كشد و آن نيروي وزن است كه از جاذبه زمين ناشي مي شود. بنابراين كايت بايد آنقدر سبك باشد كه نيروي وزن آن از نيروي بالا برنده كمتر باشد و كايت بتواند در آسمان اوج بگيرد.

تراست نيرويی است كه كايت را به سمت جلو مي كشد. يك هواپيما، نيروي تراست مورد نياز خود را براي جلو رفتن از طريق موتور تامين مي كند، اما يك كايت به نيروي نخ متكي است و البته به نيروي باد كه هوا را به جريان مي اندازد. پرواز دهنده كايت در حقيقت نيرو را با حركت هايي كه به نخ وارد مي كند ايجاد مي كند.

درگ، نيروي رو به عقب است كه در مقابل حركت هاي پرواز دهنده به نخ مقاومت مي كند. درگ از اختلاف فشار بين جلو و عقب كايت ناشي مي شود و در حقيت مولفه افقي آن است. همانطور كه گفته شد براي اينكه كايت را پرواز دهيم بايد نيروي ليفت يا بالا برنده بيش از نيروي وزن كايت باشد. براي اينكه كايتي به صورت پايدار در آيد بايد اين چهار نيرو با هم در تعادل باشند. نيروي ليفت بايد با نيروي وزن برابر باشد و همچنين نيروي تراست با نيروي درگ مساوي باشد.

البته واضح است كه نيروي باد بخش اصلي براي پرواز كايت است. اما اگر بخواهيد كايت وقتي كه هيچ بادي نداريد به پرواز در آوريد يا اينكه آنرا در خانه يا فضاي بسته به پرواز در آوريد بايد چه كاري انجام دهيد؟ كايت هايي كه براي فضاي سر بسته طراحي مي شوند از شكل و اندازه اي برخوردار هستند كه با تغيير فشار كمتري به پرواز در مي آيند و اين تغيير فشار در حقيقت از حركت هاي دست پرواز دهنده كايت ايجاد مي شود حركت هايي كه به نخ كايت وارد مي شود سبب حركت هوا در بالا و پايين كايت مي شود و به اين ترتيب مي توان آنها را به پرواز در آورد طبيعي است كه اين كايت ها از كايت هاي معمولي سبك تر و ظريفتر هستند.

نوشته: تيم گرو

ترجمه: علي يزدي مقدم