纸飞机简介
伯努力原理:
流體中,流速加快時,壓力會減弱,反之, 亦然。因此,流體中的物體會往流速快的 地方移動。
• 因為機翼受到氣壓差所造成的浮力,我們可以利 用「伯努力定律」來解釋。 一般來說機翼的形狀是上面凸底下凹,飛行的時 候從上下兩面流過的氣流速度會有差異。根據白 努力定律,從下面流過的速度慢,所以壓力大, 相反地,從上面流過的速度較快,所以壓力亦較 小,壓力大的一方會向壓力小的一方產生推力, 這就是機翼的昇力。
*重心: 左右對稱自然不用說,前面在說明垂直尾 翼的時候提到,重心在中點之前有助於飛 機的穩定,但是為了避免頭朝下墜落將會 需要較多的升力。真飛機可以依靠電腦控 制飛機是否穩定,但紙飛機勢必得將重心 擺在中點前,這個又要看紙飛機本身的造 型拿捏,童年的紙飛機造型重心接近1/2處 算很後面了,並不是很穩定。而投擲的時 候手要握重心處拋出才好施力。
伯努力原理的衍生運用
紙飛機
如何飛的又高又遠?
• 從重量來看
• 輕的飛機飛的比較慢;但是 較平穩也較會轉彎;飛的距 離也較近.
轉彎原因:{只要飛機外型 不對稱 ,飛機射出後會因為左 右流過機翼之氣流速度不相同, 而導致一邊升力(Lift)大,一邊 升力小,而產生轉彎。}
• 重的飛機飛的又直又快又 遠,但是比較不穩.
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紙飛機的要件
紙飛機是如何在空中漂浮與飛行的? •紙飛機運用的科學原理是「伯努力定律」 ,它需要推力在空中飛行,而推力則是我 們用手所擲出的力量。飛機飛行時面臨兩 組相對的力量:升力和重力、推力與阻力 。 •升力將飛機上抬,然而重力將飛機下拉; 推力使飛機向前,但阻力卻使它向後。哪 個方向的力量大,飛機就朝那個方向飛。
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•實際上的飛機機翼是一個仰角的,而不是水 平,這樣即使機翼本身沒有上下表面的凹凸 區別,也會因為氣流的衝激而產生昇力。當 仰角不超過一定限度的時候,仰角越大,升 力也越大。 •手擲滑翔機(紙飛機)無動力,也沒有控制面 可供操縱,完全依賴自身的穩定。飛機要能 在空中飛行,最重要的是要達到兩點:升力 的產生和穩定性的維持,產生升力來克服地 心引力,使飛機在空中維持一定高度,而具 有穩定性,才能使飛機平穩的飛在天空中。
*重量: 乍聽之下似乎是廢話,當然是輕的紙飛機 不容易墜落,但是這又牽涉到兩個問題。 輕又堅固的紙並不好找,一般的薄紙折成 的機翼很容易變形,沒辦法折出高展弦比 的機翼。又雖然高展弦比加上重量輕的紙 飛機可以更長時間的飛行,但是拋射時無 法給予更多的力量,若是要比飛行距離初 速是大不如人。
!!讓飛機掌握在你手中!!
紙飛機是如何在空中漂浮與飛行的?
升降舵: 擁有三角機翼的真飛機──協和號SST 和幻象 機等,飛行時主翼的尾部要摺起,如果沒有這個 「摺起」就會墜機。 紙飛機為使下方氣流速度相對較慢提供升力, 和真飛機一樣,會在機翼尾端設計「升降舵」。 用手指在尾端輕輕扭折製造升降舵,如此一來便 可使下方相對流速慢壓力大,提供紙飛機向上的 升力
從形狀上來看
瘦長的飛機飛起來會 飛得比較遠較直,跟 寬胖的比起來,寬胖 的會彎彎曲曲、飛的 比較不遠,可是寬胖 的飛機有可能會飛回 來。
從力道來說
•近遠不同,因為力道不同如果角度不同的話, 可能會旋轉,也有可能會飛得很慢,或者是 飛得很快,會飛曲的也會飛直的,重的話會 飛得比較順,如果不同人射的時候,風向不 同的話,寬胖的飛機,機身比較胖,會比較穩, 也有可能是每一個人握的地方不同,也會影 響在空中的時間.
紙飛機是如何在空中漂浮與飛行的?
*機翼: 展弦比
飛機從翼尖到另一個翼尖的距離叫跨度,從機翼前端 到後端的距離叫弦度。跨度與平均弦度的比例就叫「展 弦比」。 低展弦比相較於高展弦比機翼較短﹝跨度較低﹞,用 真正的飛機來說明的話大概就像是空優戰機和滑翔機的 關係。對飛機來說增加展弦比可以減少誘導阻力,所以 滑翔機都是高展弦比的設計,而低展弦比則適合高速飛 行的戰機。 現在回來看看紙飛機,它自然也是滑翔機,但從來沒 有人把它的機翼做的像是真的滑翔機一樣,原因自然是 因為紙的材質不堪負荷,不過展弦比還是能分出較高和 較低的差別。 飛機的造型。左邊紙飛機的展弦比低。筆直飛行速度 快但滯空時間短
•* 拋射方式 •「不要讓您的紙飛機輸在起跑點」,拋射 的方式自然相當的重要: •1.手持重心處 •這是最好拿穩紙飛機的方式,就如一根木 棒抓尾端不如抓中間來的穩一樣的道理, 雖然抓哪裡和它的飛行方式沒有特定的關 係,但連丟都丟不穩怎麼研究紙飛機?
•2. 水平向上傾斜約10度角 高二上物理寫著:斜向拋射的最遠距離是 水平上傾45度,但這裡是現實世界,紙飛 機有著空氣阻力存在,真正最遠的方式是 10度角拋出。 •3. 初速盡可能的快 直接把紙飛機放開任其墜落,和水平將它 拋出,停留在空中的時間自然是相差甚遠 ,更快的速度拋出可以讓他得到較多的升 力,能在空中停留比較久的時間,也能飛 更遠的距離,但是這不適用在高展弦的薄 紙飛機上。
•*垂直尾翼: •曾經是紙飛機飛行距離的世界紀錄保持人卓文賢 表示「飛機往前飛時,垂直尾翼是用來控制左右 的方向與穩定性,對於紙飛機來講,這個構造是 非常敏感而有效的裝置。所以雙垂直尾翼的飛機 就更穩定了,將此設計應用在紙飛機上就能證明 ,當紙飛機在空氣中飛行時,它幾乎平穩而不會 搖晃。」
•滯空時間世界紀錄保持人Ken Blackburn不同意 在紙飛機的尾部加「尾翼」的做法。他在自己的 網站解釋紙飛機的空氣動力學時提到尾翼是不必 要的,提到沿著機翼的配重使重心更向前,因此 飛機也就更平穩。以實際的B-2 幽靈飛翼轟炸機 為例:飛機重心在前方真飛機有一個垂直尾翼, 用來幫助保持方向。這也叫方向穩定器。紙飛機 機身(就是你手拿著進行投擲的地方)的作用類 似於真飛機的這個方向穩定器。有時,將紙飛機 的翅膀兩端(翼尖)向上折有助於飛機的穩定。 紙飛機的機身和翼尖共同起到了令飛機穩定的作 用,所以不需要垂直尾翼。