手投式飞机学科学手投式飞机学科学


2020-07-10


手投式飞机学科学手投式飞机学科学

当空气流经机翼的截面成拱形,在机翼上方流动的空气分子因在同一时间内行走得较长的距离,相反在机翼下方流动的空气分子走得较慢,造成在机翼上方的气压会比机翼下方低,下方较高气压就能支撑飞机浮在空气中。

手投式飞机学科学手投式飞机学科学

飞机在飞行时,空气对机身会产生阻力和摩擦力,故此为提高飞行效率,在飞机的机身会以流线型设计以减低空气的阻力,但是阻力是必须的,因为也要利用阻力来控制飞机的减速和稳定机身。

运用飞行原理製作纸飞机

要摺出一架在空中滑翔得较长时间的纸飞机,可以参考手投式飞机的飞行原理,只要在重力、推力、升力和阻力的方向去思考,就能摺出飞得又远又耐久纸飞机。

重力:纸飞机的重量。

推力:纸飞机靠人手或纸飞机发射台来推动,抛射纸飞机力度和方向都会影响所产生的推力。

升力:纸飞机绝对会受外界气流的影响,当气流的流动速度不同,会产生不同的压力,要想办法令机翼上方的气流比机翼下方的快来减低上方的压力,由较大压力的机翼下方把飞机向上举起而使纸飞机上升。

阻力:影响纸飞机的升力和阻力的因素主要是机翼的面积,面积愈大,空气的升力及阻力也会愈大。

体验控制飞行

纸飞机本身是没有动力的,需人或发射台抛射,而机翼提供的阻力会减慢它下降的速度。因此当设计飞机时,任何人手改良地方,都可作体验控制飞行的方式。以下就提出四个控制方法。

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A 增加机头重量手投式飞机学科学手投式飞机学科学

机头重量愈大,纸飞机的稳定性就会提高,可是纸飞机的下坠力也同时会增加。机身重量之平衡点应于机头开始量度的 1/3 位置,同时选用的纸质不宜太重。

B 利用「Y」形的机身设计手投式飞机学科学手投式飞机学科学

「Y」形的机身设计能提升纸飞机的稳定性,有助减低机身左右摆动。

C 保持两边机翼是对称手投式飞机学科学手投式飞机学科学

摺纸飞机的机翼需时要特别细心,因要维持两边机翼是对称,少少的偏差都会影响飞行时的平衡性。

D 适当的运用升降舵

在纸飞机加入升降舵的摺法能提供纸飞机的上升能力,有助抵抗地心吸力。真正的飞机主要是以机翼后端的升降舵来改变上下的飞行方向,而在纸飞机可剪出一对简单的升降舵。纸飞机需靠人为提供推力,而且不能控制方向,加入升降舵的设计能够控制方向、改变飞行姿态,例如上下摆动,控制机头向上、向下。对朝上的升降舵,它会使空气在机翼的后端产生一个向下的反作用力,而使机首相对朝上,冲角增加,升力增加,因而产生一个向上飞行的效果。

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摺痕是纸飞机的主要骨干,摺得愈实更受力有助减少乱流穿过机身。

 

升降舵1升降舵2从飞机后方看过去的飞行情况朝上朝上向上飞行朝下朝上向下飞行朝上朝下逆时针翻滚朝下朝下顺时针翻滚

摺飞机又好,滑翔机也好,当中都有不少 STEM 元素会影响飞机的飞行,如何改变爬升的高度?可以改变初始速度和升降舵的角度。如何要控制飞机偏左或偏右飞行?可以在机尾剪出一个方向舵来改变飞行方向。此外,用万字夹在适当的地方可改变飞机的重量或重心的位置,甚至比较重量或重心如何影响飞行较果,STEM 真是无处不在。



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