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1 # 好奇而已716
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2 # 一點手工
紙飛機怎麼折才能飛的更遠?
摺紙飛機這裡有個前提是——飛的更遠!
紙飛機與真實的飛機最大的不同是飛行動力來源不同,基本上螺旋槳飛機的動力來源於前面螺旋槳產生動力去“拉”;噴氣式飛機的動力來源於後面渦扇發動機去“推”;而紙飛機是靠扔出去所產生的動能。這就要求紙飛機的設計與真飛機有些不同,主要為一下幾點:
一、重心與機翼的位置安排,也就是形制,如(圖—1)所示 :
從左往右依次是 1號到6號紙飛機,這些都是我們通常的飛機折法,圖中黑色向下箭頭處為重心,藍色圓圈處為氣動面。1號和2號最為常見,重心較為集中在幾何中心,與氣動面快要重疊,這樣的安排,導致飛機飛不遠,容易轉圈下墜,3號到6號重心靠前,氣動面靠後,這樣就比較容易飛遠。舉個例子:圖—1中最右邊為一隻箭,其飛行是依賴弓產生的動能,跟紙飛機扔出去的道理是一樣的,一隻優秀的箭支,其中心在前端三分之一處,而維持穩定的氣動面在最後,只要弓的磅數足夠,就能飛的更遠,通常傳統角弓30磅的拉力,足以支撐箭支飛行140米以上,想象一下,如果箭支製造成(圖—2)這樣,真不知道會不會亂飛!
一、重量問題:
通常人們認為紙飛機越輕越好,這其中考慮了滯空時間,但如果只考慮飛的更遠,就不能這麼說了,注意!紙飛機是靠“扔”的,想想一下:給你一根羽毛,即使用盡全力扔出去,其結果也是飛不出去半米,給你一塊石頭,就不一樣了,這麼一說,很好理解了吧,那就要求材料不能太薄,必要時,前端要配重;
二、適當的抬頭舵面:
紙飛機飛行中,動能下降,紙飛機會快速下墜,為了延遲這種下墜,適當製造一點抬頭舵面,如(圖—3):注意,圖中為示意!上抬角度不能過大,抬頭舵面對抬頭方向的改變,在整個飛行過程中是不同的,一開始扔出去,動能大,舵面抬頭作用也大,飛行末段,動能下降,抬頭作用也會減弱,所以要多次嘗試,尋找一個平衡點,如果出現機頭突然上揚,接著動能損失嚴重,最後下墜,那就說明抬頭舵面角度過大,除了調小舵面角度,還可以適當在前端加一點配重。
三、穩定性:
做好以上工作就可以了嗎?當然不是,第三條才是最重要的——穩定、飛直線!如(圖—4):紙飛機的方向維持不僅僅以來水平方向的舵面,還依賴於垂直方向的舵面,圖—4右下角兩支箭,左邊一支是真正箭支,右邊的那支只會在我們的中國產影視劇中出現,真實的箭支有三片羽毛,會更加穩定!透過這個例子說明:顯然1號紙飛機是最差的,2號要好一些,3號雖然垂直舵面不大,但是別忘了,其有三個舵面,更重要的是,機翼兩端舵面距離飛機中軸重心較遠,那麼意味著什麼?槓桿原理告訴我們,這兩個遠端垂直舵面的作用會更大!
四、容錯度:
這是最難的一條!紙飛機畢竟是紙張製作,不論怎麼精細製作,都避免不了氣動面的細小扭曲,別看這一點點變形,對飛行影響極大,有時候覺得很好,就是飛曲線,也找不到原因,怎麼辦呢?不考慮滯空時間,我們可以適當減小舵面的尺寸,這樣變形會更小,對飛行姿態影響也會更小,再加上精細製作,就會飛直線。
總結一下吧:1、紙飛機如果追求距離,不論怎麼設計,遵循重心控制在大約靠前三分之一處,舵面靠後;2、適當增加些重量,或是配重,以便能“扔”得出去;3、在設計製作紙飛機時,別忽視垂直舵面的作用;4、水平與垂直方向的舵面折疊細緻不能扭曲,可以適當減小舵面尺寸(紙飛機的機翼不能稱之為真正的機翼,其沒有真實飛機機翼截面“上凸下平”流體升力設計,所以全文稱之為舵面)。最後想說,紙飛機是每個孩子兒時最重要的玩具,或是一個空軍夢想,其中不僅有邏輯原理,還需要動腦和耐心,孩子的生活不僅僅有學習,還有玩樂,一“陰”一“陽”方能長久,對於成人同樣如此,不僅工作學習,還要玩出花樣!
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紙飛機是我們童年的美好回憶,誰折的紙飛機如果能飛得遠,那一定會驕傲的。
紙飛機要飛得高、飛得久,有幾點要留意:
(1)要儘量折得兩邊對稱,假如飛機機翼不對稱的話,飛機輕易轉彎,就飛不遠了;
(2)翅膀和機身的比例要恰當。機身小翅膀大,飛機升力是夠了,但重心上抬,投出去的飛機輕易發飄;機身大翅膀小,重心過於下移,飛機就像飛鏢一樣,慣性十足,但卻失去了飛行滑翔的行程,彷彿是扔出去的紙團。準確公道的翅膀和機身比例要根據紙飛機的外形和紙張的質地決定,多試幾回就能找到最佳比例;
(3)留意前後的平衡。機頭太重,飛機輕易一頭紮在地上;機頭太輕,又輕易造成機頭上翹,導致失速。透過調整紙飛機的形狀,或用紙條或膠帶進行適當的載入(假如答應的話)可以調節飛機的平衡;
(4)紙飛機的投擲也很有講究:不要側風投飛,不然輕易被刮偏;順風投擲也沒有足夠的動力;最好是迎著不太強的正面逆風投擲,投出的角度稍大於水平角度,約15度左右,飛機要平穩向前送出,到最後一刻才天然脫手,那樣飛得最遠。
經過一系列簡單摺疊,再粘上一些小心使用的透明膠帶後,紙飛機的單次飛行距離長達69米,你相信嗎?
這就是約翰·柯林斯保持的紙飛機飛行距離吉尼斯世界紀錄。2012年,在美國加州麥克萊倫空軍基地,他們的紙飛機“蘇珊娜”號連續飛行了69.14米。
建議使用100GSM的A4鐳射紙,並且檢查紙張有沒有汙損,也會影響飛機的飛行距離。
有興趣的話回家可以試下。