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想過兒童節卻連紙飛機都疊不好?要飛的遠光靠哈氣可不行
伯努利效應與氣壓有關嗎
黑科技/APP/遊戲,「狂丸」可能是你見過最好玩的 今日頭條號
從小玩到大的紙飛機到底能飛多遠?答案是69。14米,相當於20層樓的高度。這一瞬間,狂丸覺得自己玩的都是假飛機。
這架飛機正是紙飛機設計大師John Colins的招牌作品:Suzanne。它不僅以壓倒性的優勢奪得過世界紙飛機大賽冠軍,而且目前依然是世界紀錄的保持者,堪稱紙飛機中的一代王者。
(小巧可愛)
而且Suzanne並沒有使用特殊的紙張或者任何輔助裝置,能飛的遠全靠科學的摺疊設計。紙飛機上天的關鍵原理是伯努利效應,簡單點說,氣流越快氣壓越小。正常飛機的機翼設計都會遵循這一原理對氣流進行切割,使其上快下慢,這樣下方氣壓就會向上擠壓,出現上升力,進而飛起來。
紙飛機也有著相似效果。在我們扔出去的瞬間它會獲得一個「推力」,然後空氣就會還給紙飛機一個「阻力」,接著由於飛機翅膀可以切割氣流,它還能獲得一個「升力」,同時地球爸爸看穿一切,再給它一個「重力」。紙飛機就是在這四種力的拉扯中不斷前進。
所以想讓飛機射的又遠又持久,方法已經很明顯了:控制好「升力」和「推力」,做好機翼與投擲。對此,John Colins的第一個摺疊技巧就是機翼要稍微寬一些,這樣更容易接觸上升氣流,讓紙飛機能夠滑翔的更久。
其次兩邊的機翼要向上調整角度,形成V字形。
這樣有利於保持平衡, 不至於被吹歪翅膀導致翻車。
然後還需要讓重心前移——NASA曾經也給出過類似意見。因為紙飛機滑翔依靠的是機翼給出的上升力,如果不想讓它打轉翻跟頭,那麼就要像蹺蹺板一樣調整重心。比賽中Suzanne爬升的高度令人驚訝,但更厲害的是下墜後依然保持水平方向平穩滑行。
最後讓機翼模模擬正的飛機,稍微產生一些弧度,這個度要自己調整,最終目的是讓氣流能在機翼快速流動。當然一切的前提是對稱性,也就是手活要好。每一個邊緣都要摺疊的整整齊齊,這樣才能找準重心,機翼才會發揮效果。
至於扔的時候,要解決「推力」問題,不過這很簡單,大力出奇跡。John Colins參賽時直接邀請了橄欖球運動員Joe Ayoob作為投手,他的動作非常標準:向後展臂,向前投擲,水平方向出手。
在John Colins的機庫中還有一架造型奇異的飛機:the tube。對,看著更像是一個杯子,所以狂丸喜歡叫它「飛機杯」。
別看飛機杯造型簡單,但它居然能飛起來!給人感覺四個字:穩中帶皮。
其實早在10年前就有類似玩具出現,而摺紙改良版則讓它變得更加便捷親民。它的摺疊方式非常簡單,A4紙三分之一處上折,然後將對摺部分摺疊兩次,再將整條紙圍成一個圓圈,用膠帶粘好,最後對邊緣進行調整,使其邊緣保持圓形。
這種造型的紙飛機阻力較小,同時頭重腳輕,圈成空心後可以維持穩定飛行,飛行距離較遠。
投擲的時候不需要太過用力,握住向前一送即可,有些DIY版本推送時還需要輕微的旋轉,狂丸試了幾次感覺像扔暗器。
另外John Colins還為大家安利過一種神奇的衝浪紙飛機,它可以在「衝浪板」的推送下長時間的漂浮在空中。
從第一視角看感覺有點刺激,飛機與板子之間就像「磁懸浮」一樣。
這種玩法下的紙飛機比較獨特,對材質有著特殊的要求。它的重量儘可能要輕,機翼面積也要大。這樣不僅容易捕捉上升氣流,同時也便於受其推動。
(John Colins製作的衝浪飛機,儘量選用類似報紙的紙張嘗試)
但矛盾的是紙張還要有一定的強度,不然會被風吹散,所以選材很重要。其實合適的材料就算不用衝浪板,也能在空中進行飄動。
而在衝浪板加入後,斜坡角度的板面在移動時會讓自己變成迎風坡,氣流會隨著板面流動,而在恰當角度剛好可以將飛機吹起,而隨著衝浪板持續移動,紙飛機也就能一直漂浮前進。
不過記得舉板子時要注意角度,不然就。。。很像要飯。
看完這些狂丸覺得自己多年的飛機簡直白玩了。然而對紙飛機的新認識還沒有結束:你覺得紙飛機只能在戶外寬敞的地方玩?其實也能圈地自萌。例如John Colins製作的迴旋紙飛機,扔出去後還能飛回來。
原理其實和Suzanne的設計理念相同,改變機翼。這架旋轉鏢紙飛機的機翼更寬,整體更加扁平,同時兩翼更加「柔軟」,所以當它被以70度角向上丟擲後,會被阻力掀至側翻,並且改變自身方向飛回來。
乍一看紙飛機彷彿生出了靈性,被扔出後會猶如乳燕歸巢般再次轉回手中,玩起來就和修仙一樣。
在此基礎上再次改變重心和機翼比例,迴旋的方向還能改變,不再是右出左進,而是向正前方做翻滾動作後平穩返回。
紙飛機其實起源自發明摺紙藝術的中國,1930年約翰·K·諾斯羅普為了研究飛機原理而摺疊了出現代意義上的紙飛機。歷史悠久的它大概是全人類童年的通用玩具,而如今人們也開始投入更多的科學思維,讓一張紙片能夠以越來越多的花樣克服地心引力,承載著最純質的快樂在空中飛翔。狂丸希望今天的介紹中,能夠有一款紙飛機引起你的好奇,並能在兒童節陪你玩的開心。
當然無論你選擇了哪一種飛機,想要玩好都別忘了一種神秘而古老的儀式,往機頭哈一口氣。至於哈氣的功能,中國工程院院士、殲-15艦載機的總設計師孫聰還專門做過解答:能圖個吉利。
↓想要摺疊技巧的話,可以猛戳左下角「瞭解更多」
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