Если в доме есть дети, то придомовая территория немыслима без детской площадки. А на любой площадке самой большой популярностью у детей всех возрастов пользуются качели.

Качели – развлечение весьма древнее. Точнее, когда-то они были даже не столь развлечением, как настоящим религиозным обрядом, каким-то образом связанным с плодородием. А вообще-то просто покататься на качелях приятно и полезно, поэтому такое привычное с детства сооружение будет совсем не лишним.

В доме качели сделать не трудно, потому что всегда есть, к чему их крепить. Но закрытое пространство, без сомнения, ограничивает нас своими размерами. Если высота от точки крепления до пола равна, например, 2,5 метрам (случай стандартной квартиры), то для качания в полную амплитуду понадобиться целых 5 метров свободного пространства. Можно, конечно, и не на всю амплитуду раскачиваться, и сиденье повыше от пола поднять, ком образом все же вместиться в ограничивающее пространство, но при этом удовольствие от полета будет, конечно, не полным.

Другое дело на улице. Здесь нас ничто не ограничивает и ничего не мешает замахнуться на настоящие гигантские качели. Совсем маленьким детям придется помогать, заодно и присматривать за ними, - ведь самостоятельно у них просто сил не хватит раскачаться как следует. Подростки и даже взрослые будут в восторге от полетов на полную амплитуду. Естественно, подобное сооружение требует очень тщательного подхода в подборе конструкции и расчете прочности. Именно этим мы и займемся.

Материалом для сооружения выберем дерево,по причине его высокой технологичности и невысокой (по сравнению с металлом) ценой. Лучше, конечно, если это будет сухой лес из древесины твердых пород, но, в принципе, подойдет и сосна. Прежде всего ограничим себя в размерах. Чтобы не усложнять себе работу и не заниматься сращиванием длинномерных деталей, возьмем за основу стандартную длину пиломатериалов – 6 метров. Раскачиваясь на таком грандиозном снаряде, вы получите истинное удовольствие от полета.

Какие же основные элементы у стандартных качелей? Самый минимальный их набор – это сиденье и тяги. Таким минимумом можно воспользоваться, если есть куда его подвесить - например, на ветку толстого высокого дерева. Если же подходящей ветки нет, то нам понадобится еще и ось вращения нашей качели, которую можно будет прикрепить к тому же дереву и (или) дому. Если ось крепить некуда, то для нее придется сделать стойки.

Каждый элемент системы должен обладать определенной прочностью, потому как выход из строя любого из них может привести к плачевным последствиям. Проще всего разобраться с сиденьем. Реализовать его можно по-разному. Например, в виде продольной доски (как на лодочках в парке), чтобы можно было кататься сразу двоим-троим. Можно поперечной, одноместной доской, а можно и не доской вовсе. Гибкие сиденья качели более удобны для сидения на ней, крепче облегают седока и не так сильно травмируют в случае удара. Не стоит упускать из виду и классическое решение – автомобильную покрышку.

Тяги лучше брать гибкие. Конечно, на них не удастся покрутить солнце, но при таком большом маятнике раскрутится до мертвой петли почти невозможно. Для гибких тяг можно выбрать цепи или веревки. Главное достоинство цепей – это отсутствие истираемости, однако они шумные, тяжелые и могут вызвать защемления. Если остановите свой выбор на цепях, их желательно будет упаковать их в термоусадочный шланг. Однако достаточный по прочности капроновый шнур справляется с ролью тяг ничуть не хуже. К тому же он мягкий, удобный, «теплый», технологичный.

Тяг не обязательно должно быть две. При подвешивании двухместной качели на манер парковской лодочки, их понадобится уже четыре. Но вполне возможно реализовать качели на одной тяге. В этом случае кататься можно будет не только в одной плоскости, но во время полета еще и прокручиваться вокруг своей оси. Для однотяговой качели сиденье будет или в виде доски, с протянутой посередине веревкой (своеобразная низкая тарзанка), или обычное сиденье на 3-4 тягах, которые сходятся в одну, предварительно проходя через какую-нибудь распорку над головой катающегося. Диаметр шнура вычислим по формуле: максимальная нагрузка, разделенная на количество тяг.

Как же рассчитать эту самую максимальную нагрузку? Прежде всего, определитесь, сколько человек поместится на сиденье. Причем учтите: дети смогут залезть туда всей гурьбой, и совокупностью своих маленьких масс превысить всевозможные проектные предпосылки. А может и достаточно упитанному взрослому захочется вспомнить молодость, тряхнуть, как говорится, стариной... Если бы качели все время находились в покое, посчитать весовую нагрузку было бы не трудно, но во время качания добавляется еще и центробежная сила, и центростремительное ускорение.

Покатавшись, можно на собственной шкуре почувствовать, что пиковая нагрузка всегда будет в самой нижней точке при максимальном раскачивании до высоты оси вращения. Для любителей физических формул совсем нетрудно будет перепроверить, что и к собственной массе седока за счет ускорения добавится еще два его веса. То есть для стокилограммового дядьки вертикальную нагрузку надо будет заложить в триста килограмм. Составив дифференциальное уравнение, легко вычисляем максимальную горизонтальную силу, которая будет равняться одному весу катающегося (в нашем примере ста килограммам).

Смотрим в таблицу с параметрами капроновых шнуров и удивляемся. Оказывается, две тяги из тоненького трехмиллиметрового шнура смогут выдержать целых 450 кг. Очень солидный запас прочности! Перестраховщики постараются перебдеть и воспользуются шнуром в четыре миллиметра, получив прочность на разрыв почти в 700 кг.

Как рассчитать ось вращения и как прикрепиться к ней, как из шнура сделать подшипник покоя, как подобрать оптимальную геометрию опор, нужно ли просчитывать анкерный фундамент и как монтировать такую высокую конструкцию без помощи спецтехники и строительных лесов?.. Обо всем этом читайте в следующих публикациях.