После завершения школьного культурного фестиваля участники кружка по изучению ракет собрались все вместе в заброшенном маяке, чтобы отметить это событие. Усевшись вокруг круглого стола на деревянные ящики, они подняли стаканы с газировкой и дружно чокнулись: «На фестивале мы выложились по полной — до дна!»
Харуно: Какое счастье, что нашу экспозицию приняли хорошо!
Умика: Много чего произошло, но благодаря вашей поддержке всё сложилось как нельзя лучше!
Раймон: Много чего…
Умика достала стопку записок.
Умика: Я получила много отзывов от оргкомитета фестиваля из ящика для предложений.
Ю: Для кружка по изучению ракет, да?
Умика: Не, примерно 70 % из них для Харуно, она же Волчица…
Харуно: Получилась неплохая реклама…
Раймон: Это уже был перебор.
Раймон прочитала записки посетителей выставки и сказала: «Однако… также есть подробные комментарии о выставке моделей ракет».
Умика: Реклама сработала! Младшеклассницы смотрели презентационное видео и играли с моделями ракет! Им было весело делать это вместе.
Ю: Харуно, это были отличные идеи для сцены и видео!
Харуно смущенно улыбнулась в ответ. А потом мгновенно надела волчьи уши и снова стала изображать Волчицу: «Ах! Вот как ты можешь тронуть людей своим голосом! Чувствую воодушевление! Гимн благодарности!»
Ю (изумленно): Волчица Харуно вернулась!
Умика открыла книгу отзывов и предложений выставки и показала ее сидящей рядом Раймон: «Записи о впечатлениях…»
Раймон: Что из этого могло бы пригодиться кружку?
Умика: Эм… Что вы думаете насчёт этого…? «Мечтаю увидеть аэрофотосъёмку, выполненную с модели ракеты. — Сорацука Ито».
Раймон: Аэрофотосъёмка, выполненная с летящей модели ракеты…
Ю: Это когда модельная ракета делает снимки во время полёта!
Умика: Э-э-э… Э‑эти ракеты не для соревнований, понимаете? Мне кажется, они могут… как‑то заинтересовать людей… тех, кто не связан с соревнованиями. Может, на следующем фестивале это станет для нас чем‑то важным…
Харуно: Согласна. Все в Тацуоке способны работать на высоком уровне. И всё благодаря взаимодействию и взаимопониманию с окружающими. Вот почему до следующего турнира нам стоит сотрудничать со школами и местными сообществами — в том числе проводить мероприятия, которые будут ощутимы и заметны. Для кружка это должно стать плюсом.
Раймон: …Я тоже не возражаю. Прежде всего сам процесс создания модели с определённой целью — это ценный опыт для кружка.
Ю (мечтательно смотря вверх): Хочу увидеть мир с высоты птичьего полёта! Так интересно!
Умика вспомнила, как Ито также мечтательно смотрела вверх и сказала: «И я хочу это увидеть… И хочу показать всем…!!!»
Ю (радостно): Что ж, тогда решено!!!
Умика (смущенно): Тогда нужно обдумать бюджет… И расписание…!
Харуно: Хе-хе.
Харуно снова надела на голову ободок с волчьими ушами и заявила: «Если вы решили — доверьте это мне!!!»
Раймон (сердито): И долго ты будешь этим заниматься?
На следующий день Харуно с довольным видом, держа включенный ноутбук в руках, показала подругам окно веб-браузера и сказала: «Эй! Это канал нашего кружка исследования ракет на Ютубе!»
Потом она поставила ноутбук на стол. Название канала — «Кружок исследований ракет (старшая школа Фудзино Мисаки)». В его описании указано: «В данный момент мы занимаемся созданием и запуском модельных ракет».
Раймон: Так быстро!
Ю: А! Уже даже видео загружено!
На этом видео Раймон мастерила двигатель для модельной ракеты и, вытянув руку, требовала от Харуно не снимать лицо.
Умика: Если получится сделать хороший снимок, загрузите ещё и аэрофотосъёмку!
Раймон: Мы должны быть осторожны с информацией, которую мы публикуем... и поддерживать её на профессиональном уровне. Если не справимся, то всё будет напрасно.
На их канал уже подписалась Кэй Акидзуки из старшей школы науки и техники Тацуока и оставила комментарий: «Я подписалась на ваш канал! С нетерпением жду новые видео!»
Раймон задала кружку вопрос: «…Как насчёт аэрофотосъёмки? Вопрос в том, как её сделать…»
Ю задумалась: «А почему бы не прикрепить камеру к модельной ракете? Разве такое не подойдёт?»
Раймон сердито ответила: «Скажу просто: как выбрать камеру? И как её прикрепить? Тут много нюансов.»
Умика, запинаясь, ответила: «…Я читала книгу. Там был пример с плёночной камерой: нужно убрать лишние детали… То есть… оставить только затвор, объектив и плёнку и установить их в корпус ракеты…»
Раймон решила пояснить это предложение на примере тела Ю: «Другими словами, это как вынуть глаза и мозг из тела Ю и собрать их заново внутри ракеты».
Шокированная Ю ответила: «Что?! Ты серьёзно предлагаешь сделать это?!?!?»
Харуно задумалась и сказала: «Чтобы аппарат взлетел, чем он легче, тем лучше… Например, камера. Груз нужно сделать максимально лёгким. Так?»
Раймон: «Именно так.»
Харуно села за ноутбук и с энтузиазмом стала искать в Интернете информацию о легких камерах. Потом она показала подругам на экран: «Я изучила этот вопрос. Сейчас на рынке много удобных маленьких камер. Смотрите! Всего 15 граммов!»
Это была камера размером и формой с USB-флешку, длиной 7 сантиметров и ценой 6000 иен.
У Умики отвисла челюсть от удивления: «Какая… маленькая…и дорогая!!!»
Харуно: Тем не менее, по сравнению с экшн-камерами известных производителей, это еще очень дешево.
Умика с ужасом представила, что если модельная ракета с камерой разобьётся, то они потеряют 6000 иен.
Харуно: При создании кружка учительница Эмихара предоставила нам половину указанной суммы.
Раймон взяла в руку модельную ракету и прикинула: «Я уверена, что с учетом размера той камеры и размера корпуса ракеты я смогу с легкостью прикрепить ее с помощью скотча».
Потом она осторожно передала ракету в руки Умики и спросила: «Если бы ты была главным конструктором, то куда бы ты ее прикрепила?»
Умика покрутила ракету в руках и ответила: «Камеру нужно разместить там, где снимки получатся лучше всего!»
Ю: Если нужно сделать снимок Земли с птичьего полета, то прямо здесь, под соплом!
Раймон: Ты хочешь ее сжечь?
Умика взяла в руки модельную ракету и задумчиво пробормотала, глядя на нее: «Чтобы делать хорошие снимки... ракета должна...лететь по устойчивой траектории...Камера должна находиться в таком месте... где ракета может сохранять равновесие. Итак... в этом случае...»
Ее размышления о балансе и запуске модельной ракеты с установленной камерой прервала Раймон: «А может, стоит попробовать провести эксперимент? Сделаем муляж камеры…»
Эксперимент №1
Для эксперимента был изготовлен глиняный муляж камеры, полностью повторяющий размеры и вес реального устройства. Муляж зафиксировали в нижней части корпуса — в промежутке между стабилизаторами, используя скотч в качестве крепежа. В ходе испытаний выявлено: полётная устойчивость ракеты снизилась.
Эксперимент №2
Следующий шаг — фиксация камеры в центральной позиции. Сравнительный анализ показал: устойчивость полёта существенно выше по сравнению с предыдущим вариантом размещения. Система демонстрирует стабильное поведение в полёте.
Использование парашютной системы в модельных ракетах открывает возможность многократных запусков, что значительно снижает финансовую нагрузку на бюджет кружка.
Запуск проводился днем в безлюдном месте. Члены кружка пришли туда в школьных спортивных костюмах. Умика подвесила модельную ракету на веревочке посередине и стала искать ее баланс. За этим внимательно наблюдает Раймон с защитными очками на лбу. Умика стала объяснять:
— Центр тяжести… В верхней части ракета устойчивее, чем в нижней.
— Да ну?
— Ну… Акидзуки недавно объяснила мне, как найти центр тяжести ракеты. А… Наверное, это и так очевидно: если изменить положение крепления камеры — поднять его выше, — то и центр тяжести смещается вверх.
Сжав кулак, Раймон приблизилась к Умике, напугав ее:
— Вот именно!!!
— А?
— Ничего себе, ты сама это заметила! Взаиморасположение центра тяжести и центра давления — вот что важно для модельной ракеты. Это ключевой элемент стабильного полёта.
Раймон с самодовольным видом стала читать лекцию на эту тему:
«Центр тяжести» — это точка, в которой уравновешивается масса летательного аппарата. Положение центра тяжести определяется тем, где сосредоточена основная масса конструкции. «Центр давления» — это точка приложения суммарной силы аэродинамического давления, действующего на аппарат. Её положение зависит от формы летательного аппарата: какая у него геометрия, какие обводы — всё это влияет на локализацию центра давления.
Взаиморасположение центров
Когда центр тяжести находится перед (со стороны носовой части) центром давления — состояние считается «положительным». В этом случае полёт наиболее устойчив. Если центры расположены в обратном порядке — это «отрицательное» состояние, ведущее к неустойчивости. Когда центры совпадают — состояние «нейтральное», при котором устойчивость ниже, чем в «положительном» состоянии.
Ключевой принцип: центр тяжести должен располагаться выше (в носовой части) относительно центра давления.
Разбор экспериментального случая
Рассмотрим сегодняшние испытания: положение центра давления у ракеты обусловлено её внешней геометрией. Однако при установке камеры объём конструкции меняется, что приводит к небольшому смещению центра давления. Результаты второго эксперимента показали улучшение: полёт стал более устойчивым. Как сказал ранее председатель кружка, это связано с тем, что центр тяжести переместился выше по корпусу ракеты.
Харуно: Ясно… Если понять принцип работы, то можно предсказывать, как будет вести себя ракета в полёте.
Ошеломленная таким количеством технической информации Ю упала на землю, бормоча: «Центр тяжести… центр давления…»
С раздражением Раймон сказала ей: «Позже я тебе всё медленно и в деталях объясню».
Раймон: Чтобы изменить взаимное расположение центра тяжести и центра давления, есть ещё один способ — изменить саму форму летательного аппарата. Говоря проще, например…
Умика (задумавшись): Увеличить корпус…? Сделать ракету длиннее…?
Раймон (подмигнув Умике): Ну что думаешь?
Умика (уверенно, с энтузиазмом): Эксперимент! Давайте проведём эксперимент!!!
Они запустили ракету, ее полет снимает на видео Харуно с помощью своего смартфона.
Ю: О‑о… Самая красивая траектория сегодня!
Харуно: Получилось! Похоже, можно без проблем установить на неё камеру!
Неожиданно ракета камнем полетела на землю.
Они закричали: «О, что это? Парашют!!! Парашют не раскрылся!!!»
Харуно продолжила снимать видео о том, как ракета разбилась в нескольких метрах от них.
Раймон взяла в руки разбитую ракету и философски заметила: «Хорошо, что там не было настоящей камеры».
А Умика плакала от горя и считала про себя: «6 000 иен!.. Если бы на нынешней модели стояла настоящая камера, то мы бы потеряли 6000 иен…»