Drachen

Hintergrund

Ein Drachen ist ein nicht angetriebenes Fluggerät, das schwerer als Luft ist, das durch eine Leine an der Erde gehalten wird. Der Kite fliegt, weil der Windwiderstand dazu führt, dass der Luftdruck unter dem Kite größer ist als der Luftdruck über dem Kite, wodurch der Kite steigt. Das Wort Drachen leitet sich vom Namen einer Vogelart ab, die zur Familie der Falken gehört, die für ihren anmutigen, hochfliegenden Flug bekannt ist.

Ein Kite besteht aus drei grundlegenden Teilen:dem Körper, der Leine und der Waage, die die Leine am Körper befestigt. Damit der Benutzer die Bewegung des Drachens kontrollieren kann, muss die Waage an mindestens zwei Stellen am Körper des Drachens befestigt sein.

Verlauf

Drachen wurden zuerst im alten China entwickelt. Schriftliche Hinweise auf Drachen in China reichen bis 200 v. Chr. zurück. , aber sie wurden wahrscheinlich zu einem viel früheren Zeitpunkt erfunden. Drachen wurden wahrscheinlich von Stoffbannern abgeleitet, ähnlich modernen Flaggen, die an Schnüren oder flexiblen Holzstäben befestigt im Wind wehten. Die erste Verwendung für Drachen war wahrscheinlich die Fernsignalisierung. Die Chinesen verwendeten später Drachen für zahlreiche Zwecke, von religiösen Zeremonien bis hin zu Kriegsführungen. Die frühesten Drachen wurden aus Holz und Stoff gebaut. Papier wurde um das Jahr 100 n. Chr. erfunden und wurde bald für den Einsatz in Drachen angepasst.

Der Drachenbau verbreitete sich bald von China nach Japan, Korea, Burma (jetzt Myanmar) und Malaysia, Regionen, in denen Drachensteigen immer noch ein wichtiger Teil der lokalen Kultur ist. Von dort breitete es sich nach Indonesien, Indien und auf die Inseln des Pazifiks aus. Schließlich wurde die Drachenbau-Technologie von den Arabern adaptiert, die sie wiederum nach Nordafrika und Europa brachten.

Schriftliche Hinweise auf den Drachenbau in Europa stammen aus dem Jahr 1430 n. Chr. Frühe europäische Drachen bestanden aus Stoff oder Pergament und hatten manchmal einen langen Schlitz, in den ein Stück Seide eingenäht war, um dem Drachen beim Aufsteigen zu helfen. Ein Paar diagonaler Stöcke wurde an dem Tuch befestigt, um es an Ort und Stelle zu halten. Eine Schnur wurde mit einem in das Tuch eingenähten Ring am Drachen befestigt.

Die erste Beschreibung des Drachenbaus auf Englisch erschien 1654 in einem Buch von John Bate mit dem Titel Mysteries of Nature and Art. Seine Anweisungen sind den Methoden nicht unähnlich, die noch heute verwendet werden, um hausgemachte Drachen zu bauen. "Du musst ein Stück Leinentuch von einem Meter Länge oder mehr nehmen; es muss nach der Form einer Glasscheibe geschnitten werden; verbinde zwei Lichtstäbe über dasselbe, damit es in der Breite steht; dann bestrich es mit Leinöl und flüssiger Firnis zusammen gehärtet ... dann binden Sie ein kleines Seil von ausreichender Länge, um es auf die gewünschte Höhe zu bringen."

Europäische Drachen existierten in einer Vielzahl von Formen, von Rauten bis zu Rechtecken. Sie alle benötigten Schwänze für Stabilität, und viele selbstgebaute Drachen haben noch solche Schwänze. Kommerzielle Drachen werden normalerweise so hergestellt, dass kein Schwanz benötigt wird.

Drachen wurden bereits im 18. Jahrhundert in der Meteorologie verwendet, als zwei Studenten der Universität Glasgow namens Alexander Wilson und Thomas Melville Thermometer an Drachen befestigten, um die Temperatur der Luft zu untersuchen. Drachen wurden in den 1830er und 1840er Jahren in großem Umfang zur Erforschung des Wetters verwendet und wurden zu diesem Zweck bis Mitte des 20. Jahrhunderts verwendet, als sie durch Wetterballons und später durch Wettersatelliten ersetzt wurden.

Innovationen im Drachendesign begannen Ende des 19. Jahrhunderts. 1891 erfand William A. Eddy, inspiriert von einem japanischen Design, einen rautenförmigen Drachen, der keinen Schwanz brauchte. Im Jahr 1893 erfand Lawrence Hargrave den Boxdrachen, der zwei oder mehr Boxen mit offenem Ende ähnelt, die mit einem Holzrahmen verbunden sind. Wie der Diamantdrachen flog auch der Kastendrachen ohne Schwanz gut. Beide Designs werden auch heute noch häufig von Drachenbauern verwendet. Der Kastendrachen beeinflusste auch das Design früher Flugzeuge, einschließlich des Flugzeugs, das 1903 von Orville und Wilbur Wright erfunden wurde.

Im November 1948 meldeten Gertrude und Francis Rogallo ein Patent auf einen revolutionären neuen Drachentyp an. Das Patent wurde im März 1951 für den "flexiblen Drachen" erteilt, der heute allgemein als Para-Wing bekannt ist. Dieser scheinbar einfache Drachen besteht aus einem Quadrat aus leichtem Material (zunächst Stoff, heute meist Plastik) ohne Stöcke oder andere Halteteile. Die richtige Länge und Anordnung der Schnüre, aus denen das Zaumzeug besteht, ermöglichen dem Para-Wing trotz seines schlaffen Körpers einen sehr stabilen Flug. Designs ähnlich dem Para-Wing wurden in Fallschirmen und Hängegleitern verwendet. Militärische Experimente haben gezeigt, dass große Versionen dieses Designs verwendet werden könnten, um Waffen oder Fahrzeuge über ansonsten unpassierbares Gelände zu transportieren. Ein 4.000 sq ft (372 m²) großer Para-Wing wurde verwendet, um eine Last von 6.000 lb (2.724 kg) zu heben.

Rohstoffe

Selbstgemachte Drachen bestehen normalerweise aus Holz und Papier oder Stoff. Selbstgemachte Para-Wing-Drachen werden normalerweise aus Mylar hergestellt, einem Handelsnamen für dünne Platten eines Kunststoffs, der als Polyethylenterephthalat bekannt ist. Dieses Material ist extrem stark und sehr leicht. Die Rohstoffe zur Herstellung von Polyethylenterephthalat sind die chemischen Verbindungen Glykol und Dimethylterephthalat.

Kommerzielle Drachen bestehen im Allgemeinen aus einem starken, leichten Kunststoff wie Nylon. Nylon ist die gebräuchliche Bezeichnung für bestimmte Kunststoffarten, die als Polyamide bekannt sind. Polyamide können aus einer Vielzahl chemischer Verbindungen hergestellt werden. Nylon-6,6 ist die häufigste Form von Nylon und wird aus den chemischen Verbindungen Adipinsäure und Hexamethylendiamin hergestellt. Eine andere übliche Art von Nylon ist als Nylon-6 bekannt und wird aus der chemischen Verbindung Caprolactam hergestellt.

Die am Körper des Drachens befestigten Leinen bestehen in der Regel aus Nylon oder Baumwolle. Bei einigen großen Drachen wird die Schnur auf einer Angelrolle gehalten, die aus Stahl besteht.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Nylon herstellen

• 1 Die Chemikalien, die zur Herstellung der verschiedenen Nylonformen verwendet werden, stammen aus verschiedenen Quellen. Die häufigste Quelle für diese Chemikalien ist Erdöl. Rohöl (unverarbeitetes Erdöl) wird aus Ölquellen gewonnen. Rohöl enthält ein Gemisch aus vielen verschiedenen Stoffen, den sogenannten Kohlenwasserstoffen. Das Rohöl wird per Lkw oder Bahn in Tanks gepumpt und an Raffinerien verschifft.
• 2 Die Aufgabe einer Raffinerie besteht darin, Rohöl in seine verschiedenen Bestandteile aufzutrennen. Bei dieser sogenannten fraktionierten Destillation wird das Rohöl in einen zylinderförmigen Hochofen aus Stahl gepumpt. Der Ofen wird am Boden auf eine Temperatur zwischen 600-700°F (315-370°C) erhitzt. Das erhitzte Rohöl verdampft. Alle verbleibenden unverdampften Rückstände werden als Flüssigkeit vom Boden des Ofens entfernt.
• 3 Während der Dampf durch den Ofen aufsteigt, wird er langsam kühler und kühler. Die verschiedenen Kohlenwasserstoffe, aus denen der Dampf besteht, kühlen bei unterschiedlichen Temperaturen zu Flüssigkeiten ab. Aufgrund dieser unterschiedlichen Siedepunkte kann jeder Kohlenwasserstoff als Flüssigkeit von einer anderen Position innerhalb des Ofens entfernt werden. Jeglicher verbleibender Dampf, der nicht zu einer Flüssigkeit abkühlt, wird als Gas von der Oberseite des Ofens abgezogen.
• 4 Einige Kohlenwasserstoffe sind viel nützlicher als andere. Um die Effizienz der Rohölraffination zu maximieren, werden weniger nützliche Kohlenwasserstoffe chemisch in nützlichere Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Dieser Vorgang wird als Cracken bezeichnet. Früher wurde das Cracken durch Erhitzen der Der Para-Wing-Drachen ist ein scheinbar einfacher Drachen, bestehend aus einem Quadrat aus leichtem Material (Tuch zunächst meist aus Plastik) ohne Stöcke oder andere Halteteile. Die richtige Länge und Anordnung der Schnüre, aus denen das Zaumzeug besteht, ermöglichen dem Para-Wing trotz seines schlaffen Körpers einen sehr stabilen Flug. Kohlenwasserstoffe auf eine sehr hohe Temperatur unter sehr hohem Druck. Die moderne Cracktechnologie verwendet Katalysatoren. Ein Katalysator ist eine Substanz, die eine chemische Reaktion beschleunigt, ohne daran teilzunehmen. Katalysatoren wie natürliche und künstliche Tone ermöglichen das Cracken bei einer viel niedrigeren Temperatur und einem viel niedrigeren Druck. Nach Beendigung des Crackens entsteht ein Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe. Diese Kohlenwasserstoffe werden durch erneutes Anwenden der Technik der fraktionierten Destillation abgetrennt.
• 5 Kohlenwasserstoffe werden von der Raffinerie an den Kunststoffhersteller geliefert. Der zur Herstellung von Nylon-6,6 benötigte Kohlenwasserstoff ist als Cyclohexan bekannt. Cyclohexan wird durch verschiedene chemische Reaktionen sowohl in Adipinsäure als auch in Hexamethylendiamin umgewandelt.
• 6 Adipinsäure und Hexamethylendiamin (oder andere chemische Verbindungen, die zur Herstellung anderer Nylonformen benötigt werden) werden durch einen als Polymerisation bekannten Prozess in Nylon-6,6 umgewandelt. Dieser Begriff bezieht sich auf jeden Prozess, bei dem Hunderte oder Tausende kleiner Moleküle miteinander verbunden werden, um eine lange Kette zu bilden. Die Polymerisierung von Nylon kombiniert zahlreiche Moleküle einer organischen Säure (wie Adipinsäure) mit zahlreichen Molekülen eines organischen Amins (wie Hexamethylendiamin). Bei einigen Nylonarten werden zahlreiche Moleküle einer einzigen Chemikalie, die sowohl eine Säuregruppe als auch eine Amingruppe enthält, polymerisiert. Diese Art von Chemikalie (wie Caprolactam, das zu Nylon-6) polymerisiert wird, wird als Aminosäure bezeichnet. Die Polymerisation erfolgt, indem die Säure und das Amin oder die Aminosäure Hitze und Druck ausgesetzt werden.
• 7 Das resultierende heiße flüssige Nylon wird auf eine kühle rotierende Metalltrommel gesprüht. Dadurch wird das Nylon zu einem dünnen, festen Blatt. Das Blech wird mit scharfen Metallmessern in kleine Späne geschnitten. Die Chips können dann in viele verschiedene Formen verarbeitet werden.

Herstellung von Nylongewebe

• 8 Für einige Zwecke kann Nylon extrudiert (unter Druck durch Düsen gepresst) oder spritzgegossen werden (als heiße Flüssigkeit in Formen gepresst und zu einem Feststoff abkühlen gelassen). Um einen Drachen zu bauen, muss Nylon in Stoff umgewandelt werden. Chips aus festem Nylon werden erhitzt, bis sie zu einer Flüssigkeit schmelzen. Das flüssige Nylon wird dann unter hohem Druck durch zahlreiche kleine Löcher in einer als Spinndüse bekannten Stahlvorrichtung gepresst. Wenn die Düsen aus flüssigem Nylon aus der Spinndüse austreten, werden sie durch einen Kaltluftstoß gekühlt. Die flüssigen Nylons kühlen zu dünnen Fäden ab. Diese Filamente werden zu Fasern zusammengedreht. Die Faser wird in Stoff eingewebt und an den Drachenhersteller versandt.

Den Drachen bauen

• 9 Große Nylongewebestücke kommen in der Drachenfabrik an und werden auf Fehler untersucht. Mit scharfen Messern und Rasiermessern werden mehrere Lagen Nylon auf einmal durchtrennt, um viele gleich geformte Stoffstücke herzustellen.
• 10 Die zugeschnittenen Nylongewebestücke werden mit normalen Nähmaschinen zusammengenäht. Durch effizientes Schneiden und Nähen werden nur 3% des Stoffes verschwendet.
• 11 Um den schlaffen Nylonkörper des Drachens in Position zu halten, wird der Stoff um einen festen Rand genäht, der die Form des Drachens umreißt. Diese Felge besteht aus leichten, steifen Rohren aus Polyethylen. Diese Rohre werden von einem Kunststoffhersteller im Spritzgussverfahren hergestellt. Festes Polyethylen wird erhitzt, bis es schmilzt. Das heiße, flüssige Polyethylen wird in röhrenförmige Formen gepresst und zu einem Feststoff abkühlen gelassen. Die Formen werden geöffnet, die Polyethylenrohre werden entfernt, überschüssiges Polyethylen wird abgeschnitten und die Rohre werden an den Drachenhersteller versandt.
• 12 Die Zügelleinen für den Drachen werden von Spulen aus Baumwoll- oder Nylonfasern auf die richtige Länge zugeschnitten. Sie werden dann an den richtigen Stellen mit dem Körper des Drachens vernäht. Bei großen Drachen wird die Schnur um eine Angelrolle aus Stahl gewickelt. Die Drachenindustrie ist der größte Benutzer von Angelrollen neben der Fischereiindustrie selbst. Die fertigen Drachen werden in Kartons verpackt und an den Händler oder Verbraucher versandt.

Qualitätskontrolle

Der erste Schritt bei der Qualitätskontrolle der Drachenherstellung ist die Inspektion des Nylongewebes. Es muss frei von Löchern und Rissen sein, die die Fähigkeit des Drachens beeinträchtigen würden, in der Luft zu bleiben. Nach dem Zuschneiden wird der Stoff inspiziert, um sicherzustellen, dass alle Teile auf die richtige Größe und Form zugeschnitten wurden. Erfahrene Nähmaschinenführer prüfen den Drachen bei jedem Schritt des Nähprozesses, um sicherzustellen, dass jedes Teil richtig eingenäht ist. Besonders kritisch ist die Position der Waageleinenbefestigungen; Wenn sie nicht richtig platziert sind, wird der Kite instabil und fliegt unregelmäßig. Jeder Kite wird vor dem Verpacken einer visuellen Endkontrolle unterzogen.