Технические модели и приборы

Ткацкая учебная рамка

См. также главу Модели и приборы в сборнике
«Умелые руки»

Для ознакомления с приёмами ткачества школьников полезно научить изготовлению ткацкой рамки (рис. 174).

Основные бруски её следует соединить «вполдерева» и скрепить шурупами. Бердо (рис. 174, Б) нужно сделать из древесины твёрдой породы. Для нитей основы в берде нужно запилить щели и зачистить их шкуркой или стеклянной бумагой. (Разметка берда показана на рис. Б, справа). Для крепления основы в рамку нужно вбить шпильки; их можно сделать из небольших гвоздиков.

Рис. 174. Ткацкая рамка

А — основные бруски; Б — бердо, В — основа ткани; Г — гвозди (шпильки) для крепления основы; Д — уток ткани; Е — челнок (игла). Справа — размеры частей берда и соединение брусков «вполдерева»

Перископ

См. также главу Перископ в сборнике
«Умелые руки»

Этим прибором (перископом) школьники с интересом пользуются в своих летних играх.

Спрятавшись за куст, за дерево или же укрывшись в овраге, школьник, пользуясь перископом, имеет возможность наблюдать окружающую его обстановку, а сам остаётся незамеченным.

Перископ школьники делают из полосы картона размером 80×25 см (рис. 175). Эту полосу сначала размечают карандашом на полоски по 50 мм шириной, затем в ней вырезают ножом или пробивают пробойником два отверстия — глазки перископа — «А» на рис. 175).

Для того чтобы из полосы картона согнуть и склеить трубку квадратного сечения, на картоне по начерченным линиям делают надрезы, по ним сгибают картон и крайние полосы его склеивают.

Рис. 175. Перископ

Сверху — разметка картона при изготовлении перископа, А — глазки; Б — щели для крепления зеркал

У концов трубки делают прорезы — щели под углом 45° к продольной оси её. В эти щели вставляют зеркала и укрепляют их полосками бумаги или ткани при помощи столярного клея.

Наружные стенки перископа оклеивают отдельными полосами бумаги защитного цвета (для проведения наблюдений в лесу это чаще всего должен быть зелёный цвет).

Телескоп

См. также главу Телескоп и подзорная труба в сборнике
«Умелые руки»

Самодельный телескоп состоит из двух картонных или склеенных из бумаги трубок, одна из которых вдвигается в другую. В одной трубке укрепляют окуляр, а в другой — объектив (рис. 176).

Для изготовления такого телескопа нужны две линзы. Их можно приобрести в оптическом отделе аптеки или же в специальном магазине. Для объектива требуется стекло в одну диоптрию, а для окуляра в десять.

При изготовлении телескопа сначала делают оправу для окуляра. Для этого нужно вырезать из фанеры три кольца. В одно из них должно плотно войти стекло окуляра, а другими двумя кольцами это стекло зажимается (их нужно приклеить к среднему кольцу). После этого делают трубку длиной в 500 мм; внутренний диаметр её должен быть в 55 мм. Внутри этой трубки укрепляют кольцо с окуляром, но не у самого конца трубки, а на расстоянии, равном фокусному расстоянию окулярной линзы (для стекла в 10 диоптрий оно равно 100 мм). К концу трубки нужно приклеить окулярное кольцо.

Для объектива нужна трубка длиной в 800 мм; внутренний диаметр её должен быть таким, чтобы в неё плотно могла войти окулярная трубка и в то же время довольно легко передвигаться в ней. Для крепления объектива также нужны два кольца (см. рисунок).

Рис. 176. Самодельный телескоп
Рис. 177. Детали телескопа:

А — окуляр в оправе; Б — объектив в оправе; В — трубка окуляра; Г — окулярное кольцо; Д — трубка объектива; Е — фанерные кольца для крепления окуляра; Ж — кольца для крепления объектива

Для телескопа делают подставку. Установив телескоп на подставку, в него удобно рассматривать звёздное небо.

Такой телескоп даёт увеличение примерно в 60 раз. Его можно использовать и как подзорную трубу в походах, экскурсиях и играх.

Телефон

См. также главу Телефон в сборнике
«Умелые руки»

Для различных игр в условиях лагеря или дома школьники могут сделать примитивный телефон из двух бумажных стаканчиков и нитки.

Рис. 179. Змейка

Очень хороши для этой цели такие стаканчики, в каких продают мороженое, но их можно также сделать и самим из плотной бумаги (рисовальной, чертёжной и т. д.). В донышке каждого стаканчика нужно проколоть отверстие, пропустить в него конец нитки и к нему вместо узелка привязать кусок спички. Длина нитки должна быть 18—20 м.

В игре нитку телефона нужно довольно туго натянуть. При разговоре по такому телефону один из играющих говорит в стаканчик — трубку, а второй слушает через другой стаканчик.

Змейка

Известно, что нагретый воздух легче холодного, а поэтому он вытесняется слоями холодного и устремляется вверх.

Используя это свойство или для доказательства его, можно сделать приборчик «Змейку» (рис. 179), который можно использовать не только как наглядное пособие, но и как эффектное украшение, например, в праздник новогодней ёлки. В этом случае делают змейки разного цвета и размещают их над электрическими лампочками.

Для изготовления змейки берут плотную бумагу, чертят на ней круг, диаметром 12 см и в нём рисуют спираль с расстоянием между витками 10 мм.

Спираль вырезают и растягивают. В центре спирали делают углубление и надевают спираль на иглу или вязальную спицу.

Подставкой для змейки может служить небольшая дощечка.

Калейдоскоп

Рис. 180. Калейдоскоп

Калейдоскоп может быть использован школьниками не только как игрушка, но и как прибор, при помощи которого можно найти интересные темы для декоративных работ по оформлению бордюра, штор (в пионерской комнате, лагере, квартире) и т. п.

Вполне хороший калейдоскоп можно сделать без применения зеркал, используя обыкновенное стекло.

Последовательность изготовления калейдоскопа следующая.

Сначала заготавливаются стёкла (3 штуки) по размерам, указанным на рисунке 181 (вверху слева).

Затем вырезанные стёкла наклеиваются «на плотную бумагу, в которой предварительно должно быть вырезано окно (рис. 181, А вверху справа). При этом клеем смазывать нужно не стекло, а бумагу; наклеивать же стёкла нужно так, чтобы между ними получились промежутки, по ширине равные толщине стекла.

Рис. 181. Последовательность работ при изготовлении калейдоскопа:

I. Форма и размеры стёкол, нарезанных для калейдоскопа. II. Расположение стёкол при наклейке их на бумагу (А — окно, вырезанное в бумаге; Б — бумага; В — промежутки между стёклами). III. Вид заготовки калейдоскопа после обрезки бумаги. IV. Способ склейки калейдоскопа. V. Вид калейдоскопа после вставки куска картона

Края бумаги после этого обрезаются так, что остаются лишь три полоски (рис. 181, Г, Е); они будут нужны для склейки калейдоскопа.

Затем нужно поднять левое и правое стёкла, сблизить их в виде двускатной крыши и склеить полоской бумаги (рис. 181, Д).

В открытый широкий конец калейдоскопа нужно вложить кусок картона треугольной формы (рис. 181, Ж), оклеенный плотной белой бумагой. Этот кусок картона заклеивается полосками Г и Е, а по линии ИК окантовывается такой же бумагой.

Рис. 182. Глиссер

Оставшуюся открытой середину картонного треугольника также следует оклеить, но так, чтобы по краям получились кантики шириной 2—3 мм.

В открытый узкий конец калейдоскопа нужно насыпать кусочки цветных стёкол или хотя бы кусочки бумаги различных ярких цветов.

Глиссер

Самая простая плавающая модель — это глиссер, изображённый на рисунке 182. Его делают из плотной чертёжной бумаги размером 4×6 см.

Бумагу складывают вдвое и на одной стороне её карандашом чертят сетку, а затем вычерчивают контур половины глиссера (см. рисунок 182).

Выкройку вырезают ножницами и расправляют — получается подковообразный глиссер. Его можно сделать также из миллиметровой фанеры.

Если такой глиссер положить на поверхность воды и в вырез его капнуть капельку масла, он будет скользить по воде. От одной капли масла глиссер может пройти расстояние до одного метра, если поверхность воды совершенно спокойна.

Буксир (рис. 183)

Палубу буксира делают из куска четырёх-пятимиллиметровой фанеры, а трубу и надстройки его — из деревянных брусочков. Под палубой прикрепляют киль, сделанный из дощечки толщиной 8 мм. Все заготовленные части зачищают шкуркой или стеклянной бумагой, а потом производят сборку буксира, скрепляя части его небольшими гвоздиками. После этого буксир окрашивают масляными или эмалевыми красками или же эмали-том.

Рабочее колесо для буксира делают из двух кусочков, трёх-миллиметровой фанеры. Его тоже зачищают и окрашивают, а потом укрепляют в кормовой части парохода при помощи нескольких нитей авиамодельной резины сечением 2×2 мм.

Если у буксира закрутить рабочее колесо и при спуске на воду опустить его, лопасти колеса будут загребать воду, буксир поплывёт.

Рис. 183. Буксир и его части:

А — труба; Б — надстройки; В — киль; Г — рабочее колесо; Д — деталь колеса

Рис. 184. «Пароход» с резиновым мотором и его части:

А — общий вид; Б — надстройки; В — крепление резиномотора; Г — подшипник; Д — выкройка винта

Модель парохода с резиновым мотором

Основные части парохода имеют много общего с буксиром, но вместо рабочего колеса для него делают резиновый мотор с водяным винтом (рис. 184). Винт и подшипник к нему изготовляют из жести.

К винту припаивают ось, сделанную из проволоки, а лопасти его отгибают под небольшим углом. Подшипник прикрепляют на кормовой части парохода при помощи гвоздиков, затем в него вставляют ось винта, на которую предварительно насажена стеклянная бусинка или 2—3 отшлифованные металлические шайбочки; они нужны для уменьшения трения при вращении винта.

На конце оси делают крючок, за него зацепляют резиновые нити, связанные суровой ниткой в пучок. Резиновые нити для резиномотора должны быть на 8—10 мм длиннее, чем расстояние от крючка оси винта до крючка, укреплённого на носовой части парохода.

Для парохода данного размера резиномотор обычно делают из четырёх-шести резиновых нитей сечением 2×2 мм.

Перед пуском парохода на воду мотор закручивают вращением винта так, чтобы на пучке резиновых нитей получились «барашки» по всей его длине. После этого пароход опускают на воду, и он плавно движется по воде.

Модель лодки с парусом (рис. 185)

Лучший материал для изготовления лодки с парусом — плотная чертёжная бумага. Сначала на бумаге вычерчивают все части лодки, вырезают их ножницами, а потом скрепляют при помощи заклёпок, сделанных из такой же бумаги.

Для правильного вычерчивания отдельных частей лодки сначала нужно на бумаге начертить сетку с квадратиками (10×10 мм).

Для вычерчивания корпуса нужен кусок бумаги 17×10 см (рис. 186). Его сгибают пополам и на одной части чертят сетку, а потом вычерчивают выкройку и размечают места для заклёпок.

Рис. 185. Модель парусной лодки

А — корпус; Б — кормовое сидение; В — парус; Г — мачта; Д — банка

Рис. 186. Выкройка корпуса лодки

А — места для заклёпок (пунктиром показаны линии сгиба бумаги)

Выкройку вырезают ножницами, сгибают её (как это показано на рисунке 187, А, потом складывают в форме лодочки (рис. 187, Б) и скрепляют при помощи заклёпок.

Вверху — выкройка кормового сидения (пунктиром показаны линии сгиба бумаги). В середине — банка для крепления мачты (А — место для заклёпок; Б — отверстие для мачты); внизу — выкройка мачты.

Заклёпки делают из маленького кусочка бумаги, сложенного вдвое (рис. 187, В). Заклёпывание же производится так: острый конец заклёпки вставляют в прорез и протаскивают с довольно сильным натяжением, а затем ножницами отрезают кончики у заклёпки.

Рис. 187. Приёмы складывания корпуса лодки

Внизу — выкройка заклёпки из бумаги

Рис. 188. Кормовое сидение, банка и мачта лодки
Рис. 189. Сборка парусной лодки
Рис. 190. Выкройка паруса

Кормовое сидение делают по рисунку 188. Края этой выкройки загибают, а потом сидение при помощи двух заклёпок укрепляют на отогнутых бортах кормовой части корпуса лодки.

Банку вырезают из бумаги, сложенной втрое (рис. 188), В середине её делают прорез для крепления мачты, а по краям намечают места для заклёпок. Края у банки отгибают, а затем её укрепляют в корпусе двумя заклёпками.

Для изготовления мачты бумагу тоже складывают втрое. Углы у концов мачты срезают (рис. 188), а потом её вставляют в прорез банки так, чтобы нижний конец мачты упирался в дно корпуса лодки (рис. 189).

В выкройке паруса (рис. 190) делают два прореза для заклёпок и один для мачты. Парус следует слегка изогнуть, надеть на мачту и укрепить на бортах лодки двумя заклёпками.

У готовой лодки корпус следует проолифить или окрасить масляной краской, чтобы бумага не пропускала воду.

При запуске на воду лодку слегка загружают песком: без груза лодка будет неустойчива и может завалиться набок.

Летун

Для изготовления летуна нужен квадратный кусок плотной бумаги размером 250×250 мм. Последовательность приёмов работы указана на рисунке 191.

Уздечку летуна делают из нитки, а хвост — из мочала или тесьмы с несколькими узлами. Длина хвоста должна быть примерно 120—140 см (в зависимости от его веса).

Воздушный змей

См. также главу Воздушный змей в сборнике
«Умелые руки»

Одно из любимых занятий школьников — это запуск воздушных змеев.

Для изготовления змея нужна бумага и сосновые дранки (рейки).

Размер змеев может быть различным, но здесь мы даём наиболее распространённый.

Для изготовления такого змея нужны две сосновые дранки длиной по 750 мм и две по 450 мм. Толщина дранок должна быть примерно 1 мм, а ширина 12—13 мм. На концах дранок нужно сделать зарубки, а углы дранок следует закруглить (рис. 192, А).

Длинные рейки нужно сложить косым крестом и связать посередине ниткой. Затем нужно привязать короткие дранки (рис. 192, Б), потом по бокам натянуть нитку (рис. 192, В, б) — получится каркас змея.

Рис. 191. Летун

А, Б, В, Г, Д — последовательность изготовления летуна из бумаги

Рис. 192. Воздушный змей

А — дранки для воздушного змея; Б — крепление дранок нитками; В — способ крепления нитки; Г — крестовина змея, оклеенная бумагой

Планки каркаса нужно смазать клеем и к ним приклеить бумагу размером 600×400 мм. Края бумаги при этом выйдут за нитки. Их нужно смазать клеем и отогнуть — получится складка, внутри которой будет находиться заклеенная полоской бумаги нитка (рис. 192, Г). Верхнюю рейку змея нужно после этого слегка выгнуть, а концы боковых реек стянуть прочной ниткой.

Для змея нужно сделать уздечку. Для этого в центре его по бокам крестовины следует проколоть два отверстия и привязать нитку длиной 420—450 мм, а к верхним концам каркаса привязать вторую нитку, длина которой должна быть примерно 900 мм. Конец первой нитки нужно привязать к середине второй.

Размеры уздечки нужно проверить. Для этого её сначала надо взять за узелок и оттянуть вниз; узелок при этом должен лечь в центре крестовины. Потом уздечку нужно поднять кверху,— узелок должен лечь на середину верхней планки.

Хвост змея обычно делают из мочала, тесьмы или шпагата. Длина его должна быть 21/2—3 м.

Если окажется, что в полёте змей «козыряет», это значит, что хвост его имеет недостаточный вес; на конец хвоста в этом случае нужно подвязать груз (жгут из мочала или бумаги или даже небольшую палочку).

Интересны и фигурные змеи. Их делают из цветной бумаги на каркасе из дранок или ивовых прутьев. Форма фигурного змея может быть в виде звезды, бабочки, птицы.

Муха 1

«Муху» — воздушный винт, насаженный на палочку, — делают из древесины мягкой породы (липы, осины, ольхи). Для этого берут брусочек размером 150×20×10 мм и размечают так, как это показано на рис. 193, А, Б. После этого в центре брусочка шилом просверливают отверстие, а потом вырезают ножом лопасти винта (рис. 193, В). Существенно, чтобы при этом лопасти получились равными по весу, форме, длине и по углу наклона.

Вырезанный винт зачищают сначала плоским и полукруглым напильниками, потом кусочком стекла и, наконец, мелкой шкуркой или стеклянной бумагой.

1 Летательный аппарат, поднимающийся вертикально вверх; его можно назвать простейшим геликоптером.

Готовый винт проверяют. Для этого его надевают на гвоздь: если лопасти держатся в горизонтальном положении, значит, они имеют равный вес. Если же лопасти не уравновешены, одну из них подскабливают стеклом для уменьшения веса.

Палочку для «мухи» делают из сосновой прямослойной лучинки. Диаметр её должен быть 3—4 мм, а длина примерно 250 мм. Палочку нужно хорошо зачистить стеклом и шкуркой: она должна быть очень гладкой, так как эта её особенность способствует уменьшению трения в полёте «мухи». Винт «мухи» надевают на конец палочки, предварительно смазав этот конец столярным или казеиновым клеем.

При запуске для полёта палочку «мухи» зажимают ладонями рук (рис. 193, Г), закручивают, толкают вверх и быстро освобождают. Если в пробном полёте «муха» шатается, это значит, что палочка коротка; если же она плохо подымается, — значит, палочка тяжела.

Рис. 193. «Муха»

А и Б — разметка брусочка при изготовлении «мухи» (А — вид сверху, Б — вид сбоку), В — последовательность обработки брусочка, Г — приём вращения палочки при запуске «мухи»

Рис. 194. Планёр

А — изготовление выкройки планёра путём вычерчивания её на клетчатке. Б, В, Г, Д, Е, Ж — последовательность приёмов работы при изготовлении планёра

Простейшая бумажная модель планёра

Изображённая на рисунке 194, Ж бумажная модель планёра очень проста по конструкции и обладает хорошими лётными качествами. Такую модель легко сделают даже школьники I—III классов, если им дать шаблон для вычерчивания выкройки.

Школьникам же IV—V классов полезно научиться изготовлять выкройки такой модели не по шаблону, а путём вычерчивания её по сетке-клетчатке (рис. 194, А). В этом случае у руководителя будет легко и понятно обоснованная возможность доказать школьникам полезность умений в черчении. (Школьникам всегда хочется иметь модель с хорошими лётными качествами, но они должны знать и легко поймут, что хорошие лётные качества модели зависят от качества выполнения чертежа выкройки.)

Для изготовления модели планёра нужна плотная бумага (чертёжная, рисовальная и т. п.). Бумагу складывают вдвое и на одной стороне её чертят сетку, квадраты которой имеют стороны по 20 мм (рис. 194, А). По сетке вычерчивают выкройку модели планёра и аккуратно вырезают её ножницами.

Последовательность складывания вырезанной бумаги для изготовления модели планёра показана на рисунке 194, Б, В, Г, Д, Е, Ж.

Модель ветряного двигателя (рис. 195) (по Панкову М. И.)

Основные части модели двигателя — это ветряное колесо, коленчатый вал, шатун, шток, руль двигателя, башня и её головка. Ветряное колесо делают из тонкой жести. Сначала на жести чертят четыре круга: первый радиусом в 10 мм, второй — 25, третий — 45 и четвёртый — в 60 мм (рис. 196, А). После этого на круге размечают лопасти (их должно быть 18) и на каждой из них отмечают центры отверстий (рис. 196, Б). Затем вырезают жесть ножницами по линии большого круга, сверлят отверстия на лопастях и в центре, разрезают лопасти и отрезают у них угол в части, расположенной ближе к центру (рис. 196, В). Потом лопасти отгибают, в отверстия их пропускают проволоку и припаивают её (рис. 196, Г). Спаивают также и концы проволоки. Этим и заканчивается изготовление ветряного колеса.

Рис. 195. Ветряной двигатель

Общий вид

Рис. 196. Последовательность работы при изготовлении ветряного колеса (А, Б, В, Г)

Затем делают головку ветродвигателя (рис. 197). Она состоит из деревянного основания (А), двух стоек, сделанных из жести (Б), коленчатого вала (В) и шатуна (Г). Одну из стоек сгибают в верхней части; в эту отогнутую часть должен упираться коленчатый вал своим концом.

Ветряное колесо надевают на свободный конец коленчатого вала и припаивают к нему, а с противоположной стороны к головке прикрепляют руль (рис. 198). На коленчатый вал у ветряного колеса полезно надеть бусинку для уменьшения трения. Его делают из жестяной пластинки. К узкой части руля припаивают кусок проволоки, согнутый посередине.

Рис. 197. Головка ветродвигателя и её части

(А — основание головки; Б — стойки; В — коленчатый зал; Г — шатун)

Рис. 198. Руль ветряного двигателя и его части
Рис. 199. Башня для модели ветряного двигателя

А — основание башни; Б — площадка для установки головки; В — брусочки, сечением 8×8 мм; Г — растяжки (нитка или проволока); Д — труба «колодца»; Е — шток

Башню для модели ветряного двигателя (рис. 199) делают из двух дощечек и четырёх брусочков сечением 8×8 мм. Брусочки укрепляют в гнёздах по углам дощечек, а потом обвивают их нитками или проволокой (рис. 199, Г). На дне башни устанавливают трубу — «колодец», в него опускают шток, сделанный из проволоки. Верхний конец штока сгибают в виде крючка; его надевают на шатун ветродвигателя.

Головку ветряного двигателя устанавливают на верхней площадке башни подвижно (для этого можно, например, использовать гнездо обычного штепселя или радиоприёмника).

Модель ветряного двигателя — действующая. Если её выставить на ветер, то руль встанет по направлению его, и колесо двигателя будет вращаться. При вращении колеса будет вращаться и коленчатый вал, а подвешенный к нему шатун станет подымать и опускать шток — он будет «качать воду» из колодца.

Подливное и наливное колёса

Модель подливного колеса школьники могут сделать из таких материалов, какие всегда найдутся под руками: колесо можно сделать из кругляка дерева любой породы, лопасти колеса и стойки для него — из куска консервной банки, коленчатый вал — из куска проволоки или из гвоздя, жолоб — из фанеры или картона, а подставку — из дощечки (хотя бы отколотой от полена).

Конструкция подливного колеса показана на рис. 200 и 201.

Рис. 200. Подливное колесо:

А — колесо; Б — лопасти колеса; В — стойка; Г — коленчатый вал; Д — жолоб; Е — брусок

Готовое колесо можно испытать и применить в действии, используя струю воды не только искусственного, но и естественного источника.

Ещё проще сделать примитивное наливное верхнебойное колесо.

Его лишь несколько труднее установить и привести в действие в естественных условиях, так как для этого нужно, чтобы уровень воды перед колесом был бы выше уровня воды за ним.

В наливном колесе вместо лопастей делают из жести ковши (рис. 203) и прибивают их к деревянному кружку гвоздиками.

Рис. 201—202. Детали подливного колеса

А — способ крепления лопастей колеса; Б — разметка жести для изготовления лопасти и готовая лопасть колеса; В — разметка жести для изготовления стойки и готовая стойка для коленчатого вала

Рис. 203. Форма ковшей наливного колеса и способ их крепления

Модель паровой турбины

Основные части модели паровой турбины — это колесо, пробирка с вставленным в неё соплом и подставка (рис. 204). Если в пробирке подогревать воду, то образующиеся пары будут выходить тонкой, сильной струёй через сопло, ударяясь в лопасти колеса, и оно от этого будет вращаться.

Колесо для модели турбины делают из жести. Его надевают на проволочную ось (Б). Пробирку и ось колеса укрепляют между двумя жестяными полосками, спаянными вместе и образующими в одном конце вилку (В), а в середине — цилиндрическое расширение для крепления пробирки. Вся эта система крепится на стойке (К) при помощи болтика и гайки (3). Ослабляя гайку, мы имеем возможность изменять положение пробирки, приближая или удаляя её от пламени горелки, и таким образом можем регулировать нагрев и парообразование.

Сопло модели делают из стеклянной пипетки или же из стеклянной трубочки, какой пользуются чертёжники для письма текста в чертежах.

Детали модели и размеры их даны на рисунке 205.

Рис. 204. Модель паровой турбины

А — колесо турбины; Б — ось колеса; В — пробирка, наполненная до половины водой; Г — вилка для крепления колеса,; Д — сопло; Е — пробка; Ж — упорчик для оси; З — гайка; К — стойка; Л — подставка; М — спиртовка

Рис. 205. Детали паровой турбины