【纸飞机秘诀大公开】
秘诀1增加升力
机翼面积大、迎角小、材料强度适中
我们都知道,无论多好的纸飞机扔出去,最终都会在地球的重力牵引下落回地面。所以想要纸飞机飞得更远,就要增加它的升力,来抵抗重力。
首先要做的,是尽量增加纸飞机的机翼面积。一张纸,在正常的平放状态下,其上下表面的气流状态是一样的。但是折成纸飞机扔出去之后,其机翼部分已经不可能是平放状态了,肯定会出现一定的倾斜角度。有了角度,上下表面的空气流动速度就不一样了。
“根据伯努利定理,空气对机翼上表面和下表面产生的压力也就有所不同了,产生了压力差。垂直于相对气流方向的压力差的总和,就成了机翼的升力。”郑祥明说,“所以增加机翼面积可以增加纸飞机的升力。但需要注意的是,机翼面积的增加要考虑到纸张本身的强度,因为折纸飞机通常只用一张纸,机翼做得太大,可能会导致飞机整体偏软,强度不够。”
其次,扔出纸飞机的时候,要注意迎角的大小。迎角,即飞机运动方向与翼弦所夹的角度,近似来讲,就是纸飞机扔出去时和地面所夹的角度。迎角如果太大,会导致纸飞机周围气流不稳定,遇到的阻力很大,容易因失速而掉落地面。迎角如果太小,纸飞机的升力不够,也会很快掉下来。
“所以,扔的时候最好是接近平放,迎角在0到几度就可以了。不过,不同的纸飞机会有所不同,需要制作者多尝试,找到最好的角度。”
最后,选择纸张也很重要,纸不同,折出来的飞机也会不同。“报纸偏软,牛皮纸比较重,而我们身边很容易获得的A4纸其实就是比较适中的,用来折飞机的好材料。”
秘诀2 减少阻力
表面光滑、迎风面小、考虑展弦比
要让纸飞机飞得更好,就要减少它可能遭遇到的各种阻力。
要减少摩擦阻力,就要尽量使飞机的表面光滑,也就是说要尽量使用比较新的纸,而不是皱巴巴的纸来折飞机。
要减少压差阻力,就要尽量将飞机做成流线外型,并减小迎风面,也就是说要尽量减少正对飞机前进方向的表面。郑祥明拿出了去年5月份南航首届航概杯纸飞机大赛的获奖作品。记者看到,飞得最久的是一个机翼宽大、平头的纸飞机,成绩是10秒;飞得最远的是一个细长、尖头,像箭一样的纸飞机,成绩是35.1米。“这不是南航的最好成绩,但我们可以观察一下,它们和网络上那些所谓的最强纸飞机一样,迎风面都极小,而且这和飞机头是尖还是平无关。”
要减少诱导阻力,则有三种方法:
第一,采用大展弦比。弦长指的是飞机机翼前缘到后缘的纵向长度;展长指的是飞机两翼翼尖之间的横向长度,展弦比就是二者之间的比值。一般情况下,在低速飞行的环境中,展弦比越大,展长越大,(同样机翼面积下)飞机的升力就大,而阻力小。1977年发明的“Paperang”被称为“世界最强的四大纸飞机”之一,就拥有大展弦比,外形类似B2隐形轰炸机,滑翔性能极强。
第二,采用翼尖小翼,即在机翼尖端再折个小翼出来,向上或者向下折都行。“只需折一点,太多就会相应减少升力面了。”
第三,机翼折成梯形,郑祥明表示:“最早的飞机使用的是矩形机翼,后来逐渐开始使用椭圆形或梯形来减少阻力。超音速飞机现在大多使用三角翼,因为超音速状态下三角翼阻力最小。但纸飞机属于低速飞行,虽然也有人折三角翼,但效果不是最好的。”
秘诀3 增加稳定性
关键词
哈口气、调整重心、左右对称
什么叫稳定性?飞机在平衡状态下飞行,或直飞,或盘旋。此时,忽然受到了外界的干扰,比如,吹来一阵风,被风吹过的飞机能否恢复到刚刚平衡状态的能力,就叫稳定性。
“纸飞机毕竟不是真飞机,想要完全恢复平衡是不大可能的。但是,稳定性好的纸飞机,虽然会产生一定的误差,但是可以恢复到接近平衡的状态。而稳定性差的纸飞机,可能会抬头乱冲,或者打个转就掉下来了。”
应对的措施主要从纵向稳定性和横向稳定性来考虑。
首先,想要纵向稳定,就必须调整好飞机的重心。如果扔出去的纸飞机很快抬头,说明重心太靠后了;如果纸飞机刚扔出去就往下栽,那就说明重心太靠前了。因为与真飞机不用,纸飞机通常是没有尾翼的,所以纵向难以稳定。“哈一口气”之类的做法就是为了增加飞机头的重量,使飞机重心前移,来保持飞机的纵向稳定性。
“哈气的效果是有限的,实际操作中,我们可以选择增加负重的方法,比如给飞机头钉上订书钉之类的。但是,在很多纸飞机比赛中除了纸和胶水,是不允许使用其他工具的,所以这是下策。比较好的方法,其实是在折法上的改进,比如采用多层折叠来增加强度和重力。”
还有一些纸飞机,在机翼后面加上了尾翼,相当于起到了飞机平尾的作用,也可以增加纸飞机的纵向稳定性。
其次,想要横向稳定,就必须保证纸飞机的左右是对称的,无论是重量,还是外形,左右半边都一样。“如果左右不对称,飞机可能会出现拐弯或者盘旋的情况。当然,有些比赛中,要求纸飞机拐弯,或者要求纸飞机在空中盘旋的时间长,那就可以刻意做成左右不对称来达到要求。”另外,还可以人工制造上反角,就是使两边机翼整体微微上翘,也可以增加横向稳定性。
秘诀4 多动手调整
关键词
想要最远、最快,还是时间最长
用以上方法改善,我们可以折出“更好”的纸飞机,但需要注意的是,虽然我们可以“更好”,却无法达到“最好”。
“世界上并没有一个方法能折出‘最好’的纸飞机。”郑祥明告诉记者,“因为不同的纸飞机会有不同的目标,是想飞得最远?还是速度最快?还是在空中停留的时间最长?不同目标,要求纸飞机拥有不同的性能,所以彼此之间也就没了可比性。这一点,跟真飞机是一样的,有的真飞机速度快,有的真飞机装货多,不能说它们中的谁是世界上最好的飞机。”
如果正好是同一个目标的纸飞机,那倒还有点可比性。
比如,手掷纸飞机距离最远的世界纪录,是由美国著名的纸飞机设计者托尼·弗莱特在1985年创下的——193英尺。到目前为止,依然没有人打破它。这个长度比莱特兄弟首次飞行的距离还要长。
比如,手掷纸飞机飞行时间最长的世界纪录,是由日本折纸飞机协会的主席户田卓夫(音译) 在2009年创下的——27.9秒。户田卓夫把这架纸飞机起名为“空中之王”(Sky King),“空中之王”仅由一张纸折叠而成,整个过程未使用胶水和剪子。
“又比如那架45英尺长的世界上最大的纸飞机,虽然它的外形并不符合纸飞机低速飞行的要求,但它还是拥有自己的优点,成为了世界之最。”郑祥明表示,“喜欢折纸飞机的人,应该多动手尝试。经验上的累积,折法上的改进,可以让你一步步折出更好的纸飞机。”