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  • 飛出吉尼斯世界紀(jì)錄69.14米的蘇珊紙飛機 背后是什么原理?

    《曾經(jīng)飛出吉尼斯世界紀(jì)錄的蘇珊紙飛機,飛行距離69.14米》

    看了上面這個蘇珊紙飛機的視頻,是不是覺得很神奇?

    紙飛機雖不是真飛機,但它卻是最簡單的飛機模型。大家以前一定折過些紙飛機,它可以說是手工課中的“必修課”,也可以作為一項有趣的競技活動。看著薄薄的一張紙“咻”的一下飛出老遠(yuǎn),你有想過紙飛機的飛行原理到底是什么嗎?

    紙飛機飛行原理

    通過飛機的受力分析,我們先來看看飛行中的紙飛機會受到哪幾個力作用。首先,要想紙飛機在空中飛行,是需要動能的。這個前進(jìn)的動力就來源于我們發(fā)射它們時出手的力量,也叫推進(jìn)力。

    此外,投擲在空氣中的紙飛機需要克服自身重力,也會受到與前進(jìn)方向相反的空氣阻力。空氣阻力會減緩紙飛行速度,因此紙飛機會將重力勢能轉(zhuǎn)換為動能,犧牲重力勢能來取保向前飛行。重力勢能逐漸減小,直至墜落在地。

    那么,還剩下升力。“升力”的產(chǎn)生是因為機翼表面產(chǎn)生壓力差。流體力學(xué)的原理告訴我們:空氣流速慢的一面大氣壓強大,空氣流速快的一面大氣壓強更小,在飛行過程中,由于機翼上下表面不對稱,機翼的下表面的壓強會比上表面大。機翼上下表面產(chǎn)生壓力差,因此形成“升力”。

    但是,你應(yīng)該發(fā)現(xiàn)了,我們折得紙飛機的機翼都是平平的,沒有特定的凹凸形狀,這是否意味著紙飛機的機翼不能產(chǎn)生“升力”?

    其實任何形狀的截面,在流體中都會產(chǎn)生升力,平直翼和三角型機翼也不例外。只要有足夠的迎角(機翼弦線和氣流速度的夾角)和足夠的速度,就可以讓紙飛機飛起來。投擲出紙飛機后,紙飛機具有動力,并且形成一定的迎角,于是機翼上會產(chǎn)生環(huán)量,在環(huán)量作用下,機翼上下表面形成壓力差,紙飛機就得到了升力。

    在折飛機的過程中,有想過紙飛機這么折的原因是什么嗎?折飛機其實也大有學(xué)問,設(shè)計紙飛機的前輩們都需要反復(fù)測試飛行性能,并非想象的那么容易。

    下面有幾個關(guān)于紙飛機的小建議,希望在折或改進(jìn)紙飛機的過程中能幫到你們。

    1、紙飛機的機頭為什么普遍呈尖型?

    我們折得大多數(shù)紙飛機機頭都是尖尖的,尖型的機頭可以幫助紙飛機減少空氣阻力,讓飛機在空中再堅持飛行一段時間,使它不那么快下落。但是如果頭部太尖,飛行過程中會不穩(wěn)定,而容易轉(zhuǎn)彎。有些紙飛機會在前面尖頭的地方折進(jìn)去一點,形成一個“平頭”。平頭飛機重心靠前,防止飛機搖擺,前進(jìn)得更穩(wěn)定。

    2、紙飛機的分量要盡量輕?

    選紙要分量適中,如果質(zhì)量太輕的話,紙的韌性低,在空氣中會受力不均勻,很容易吹跑。太重的紙張又重力過大,飛不起來。 *** 小型的紙飛機的話,A4打印紙是更佳的,厚度適中。蘇珊紙飛機設(shè)計師John Collins認(rèn)為更好使用有復(fù)印內(nèi)容的紙張,一方面是復(fù)印機內(nèi)部的熱量能讓紙張更硬,另一方面上面有一層微小的塑料顆粒,使得紙張韌性更高。

    外國有個小哥用泡沫塑料做了一個3米多長的“紙飛機”。像它這么大的紙飛機,再用A4紙 *** 未免不合適。他先找到小型紙飛機的構(gòu)造比例,并等比例放大。通過剪裁、鏤空、粘合、組裝而成。這一巨型泡沫紙飛機在空中能夠穩(wěn)定前行,基本上沿著一條直線向下,仿佛大鵬展翅一般。看視頻——

    3、紙飛機為什么前面部分比較厚?

    厚重的前端設(shè)計可以使飛行更穩(wěn)定,紙飛機一般越靠近尾部越薄。前端的紙張用料更多,可以使飛機的整個重心前移。相關(guān)實驗證明,重心距頭部三分之一處時,紙飛機飛行距離更長。如果家里有回形針或者訂書機,可以將紙飛機的頭部固定住,也同時增加了分量,使得它更有利于飛行。網(wǎng)傳還有一種特別有效的做法,就是飛行前,在機頭“哈”一口氣,能使頭部變得更重。

    4、紙飛機的機翼要盡量大?

    相比同樣大小尺寸的紙飛機,機翼更大更寬的紙飛機飛行效果會更好。相比于其他折法,打破吉尼斯飛行記錄的“蘇珊”紙飛機的機翼就要大得多。有著矩形機翼的紙飛機更有利于低速和長時間滑行,比如有“空中之王”之稱的滯空機。如果就用一張折紙飛機,相對多的紙張用于折機翼,那么機身就相對較輕了,這樣一來,能確保更長的滑翔時間。

    5、風(fēng)和投擲方向會怎么影響飛行?

    風(fēng)向會在很大程度上影響飛行距離,特別是在室外飛紙飛機的時候。順風(fēng)會使紙飛機飛得更遠(yuǎn),逆風(fēng)會大大減少飛行距離。投擲時盡量沿著水平方向,可以稍稍向上。記住力度不能太大,否則很難做到水平投擲。相對氣流方向指向機翼上表面的為負(fù)迎角;相對氣流方向指向機翼下表面的為正迎角。出手的迎角越大,失速越早,越明顯。如果是負(fù)迎角出手,則不會有失速發(fā)生。

    6、怎么樣讓紙飛機飛回來?

    飛機的升降舵大家聽說過吧?升降舵通常位于機身的后端,顧名思義,它負(fù)責(zé)飛機的上升和降落。空氣的氣流經(jīng)過向上升起的升降舵,會給它一個力,使得機尾下沉,機頭上升,飛機就向上飛行。如果氣流經(jīng)過往下內(nèi)翻的升降舵,飛機就向下飛行。會回旋的紙飛機是普通紙飛機的升級版,在折疊好的紙飛機基礎(chǔ)上,只需要在機尾部輕輕地折一個小角就可以了,兩邊對稱,也就是折兩個小角。折完后,把小角打開,讓它略微傾斜向上。試著將它飛出,你會發(fā)現(xiàn)飛機又飛回來了!具體請看

    標(biāo)簽: 能飛二十億米的紙飛機 10分鐘不落紙飛機 能飛1000米的紙飛機