一飞冲天纸飞机

2019-03-04乐天

大科技·百科新说 2019年11期

关键词：柯林斯纸飞机折纸

乐天

纸飞机飞行时间最长的纪录是29.2秒，由日本纸飞机爱好者于2010年创下。

世界上最大的纸飞机于2013年在德国完成，翼展18.21米，机身长5.16米，由14个人花了1200个小时才把它折好。它从一个高2.47米的平台被放飞，滑行了18米。

放飞纸飞机的最高海拔为35043米。2015年，一群民航巡逻学员从美国一个机场放飞了一个氦（hài）气球，纸飞机就装在其中，当气球爆掉时，纸飞机开始飞向地面，花了2个多小时到达地面。

纸飞机是工程师设计飞机的好帮手

纸飞机比你想象的重要得多，它并不只是小孩子们的游戏，它在人类追求和研究飞行器的过程中扮演着重要的角色。

纸飞机究竟如何诞生，已难以考证，它大约起源于公元前500年的中国和日本。1000多年后，纸飞机被飞行研究先驱们用来研究大型机械飞机的设计。15世纪末，著名的意大利博学家达·芬奇就通过折纸飞机来测试他设计的扑翼飞机和降落伞。

19世纪后期，现代航空先驱们也会在制造大型飞行器之前通过纸飞机模型来证实他们的飞行理论。而其中最值得稱道的是，现代飞机的发明者莱特兄弟在设计飞机的过程中借助纸质模型进行测试。他们制造了多种多样的纸质模型，并放入他们自制的风洞中进行测试，这帮助他们对空气与飞机之间的相互作用有了更多的了解。莱特兄弟发现纸飞机的翅膀被伸展或弯曲时会产生某种力，于是，他们明白了让飞机表面产生一些翘曲是控制飞机最有效的方法，于是他们设计出了精细的副翼。

虽然当代科技的进步使纸质模型的需求量大大减少，但航空爱好者和纸飞机爱好者大有人在，而且对待纸飞机的态度非常严肃而认真，这使得纸飞机的飞行距离越来越远。如果利用计算机计算，并进行精确的切割、折叠、粘合，纸飞机的飞行距离可以比一般的纸飞机远五六倍。

全球最大的纸飞机大赛

虽然没有机器人，没有高科技，没有眼花缭乱的电竞大屏幕，但纸飞机比赛同样激动人心。

独具一格的纸飞机

现代纸飞机设计中一个著名的人物是日本的二宫康明教授，他设计了一系列先进的纸飞机，被称为“白翼”，市场上还可以买到，可以飞行百米左右。最初它们是全纸设计，需要耐心才能组装，于是二宫康明教授将之改装成轻木机身，使装配更容易。目前有的更换成了更耐摔的人工材质。

这是一架经典的直升纸飞机，由另一位著名纸飞机设计者、南非的E.H.马修教授设计。

全球最大的纸飞机比赛“红牛纸翼”从2006年以来已经举办了5届。2019年这一届有来自全球56个国家的52000名纸飞机爱好者参加，不过，真正能来到决赛赛场的只有176名选手，进行高手之间的最终对决。

赛场上，各式各样的纸飞机从参赛者手中放飞。参赛者放飞时专注与严肃的神情不亚于奥运会选手，而放飞的动作看上去非常讲究，跨步、手形和力道似乎都被精确地计算过。

2019年比赛获胜者中，飞行距离的冠军由美国选手夺得，他的纸飞机飞出了56.61米;飞行时长的冠军由澳大利亚选手获得，他的纸飞机飞了13.33秒。飞行特技项目的冠军由一名乌克兰女选手摘得，这是第一次由女赛手夺冠。

动手

纸飞机比赛规则

红牛纸翼有特定的比赛规则。

比赛场地选择在室内，并且没有空调和排风扇，以免气流干扰纸飞机的飞行。纸飞机都由参赛选手用专用纸张在比赛现场折叠，以保证比赛的公平。

纸飞机比赛共分三项，分别比试飞行距离、飞行时长和飞行特技，并分别排名。前两项都使用单张完整的国际标准A4纸进行折叠，除了折叠之外，不允许撕剪、胶粘、切割、装订或载物;折叠的样式只能是飞机形状，不能是棒状、球状等其他任何非飞机形状。而特技比赛则相对自由，纸张、形状、制作方式都不受限制，只有遥控这种控制纸飞机的行为是不允许的。

美国宇航局正在开发完全不同于现栈飞机的新型客机，使其更加经济和高效。这个纸檬型、即其中的环翼飞机模型。

翻滚翼纸飞机，放飞时需要拿一块板，斜置于胸前，当人向前行走时，迎面而来的气流会沿板子上升，使这架纸飞机保持飞行。

纸飞机达人约翰·柯林斯

蝙蝠纸飞机是约翰·柯林斯设计的一款很有特色的纸飞机，它形似蝙蝠，虽然飞得并不远，但能像蝙蝠一样振翅飞行。

2012年，美国纸飞机达人约翰·柯林斯在一个运动场中放飞他设计的纸飞机，但放飞者不是他本人。这架纸飞机飞出了68.89米，打破了纸飞机飞行距离的吉尼斯世界纪录，超过之前的纪录5.8米远。这一纪录保持至今。

约翰·柯林斯从八九岁开始折纸飞机，跟大家差不多，但一般小朋友折纸飞机折一阵子就不折了，柯林斯却从未停止，他对折纸的热情从未中断。虽然他的学业和工作在很长一段时间里都跟折纸飞机无关，但他利用业余时间学习、研究和练习，并且出过好几本关于折纸飞机的书。第一本书于30年前出版，销量很不理想。但爱好就是爱好，约翰·柯林斯仍然一如既往地继续沉浸在折纸飞机的快乐中。

直到2009年前后，他因为工作中的失误被辞退，于是，他重新思考人生，决定全职折纸飞机，全心全意地投入到他从小的爱好之中。这一举动给他带来了巨大的回报，他打破了吉尼斯世界纪录，从此成为了网红，并在美国哈佛、斯坦福、卡耐基等多家世界顶尖的大学里演讲并展示他的纸飞机设计，各大媒体也请他介绍折纸飞机的技巧和个人发展经历。红牛纸翼还请他当赛场评委。

平时家长们常夸哪个孩子手巧，其实，像约翰·柯林斯这样的纸飞机高手，除了手巧，更重要的能耐是善于也乐于研究。有哪些因素会影响纸飞机飞行？如何改造纸飞机的形状能够提升它的飞行性能？如何折叠才能既建构出最合适的飞机形状，又不会影响纸飞机的重心位置？通过研究，再反复试验，反复改良，最终掌握各种窍门，使纸飞机也能一飞冲天。创造吉尼斯世界纪录的纸飞机的设计过程历时3年，但奇妙的是，这架飞机的设计正是柯林斯生平第一架纸飞机的折法，不过细节上经过了微小的改良。

（在“自古天才出少年”公众号上，我们发布了约翰·柯林斯几架代表性纸飞机的折法，欢迎大家观看。）

柯林斯眼中的“失败”

“我认为只有效果，而没有成功或失败，就像任何科学实验一样，没有失败或错误的效果。每一次尝试的效果都对应着一组数据，根据这些数据，你可以重新开始思考和改良。”

吉尼斯世界纪录中飞得最远的纸飞机

这架纸飞机由约翰·柯林斯设计，打破并保持了单张A4纸，无切割、无粘合、无附加装置下的纸飞机飞行最远纪录，大家一起动手来试试，看它能飞多远。

將一对直角边对齐折好，打开后反面同样折好，留下折痕;将两侧竖边如图分别与前两步留下的折痕对齐折紧。

将尖头部分向下翻折，使梯形内侧的纸张边缘与两侧的纸张边缘在一条直线上（见图4的虚线）;如图分别将两个角与中心线对齐折好;将中间的梯形向上翻折。

对折，将两侧机翼折出。机翼的斜边刚好盖住下面的直角，使机翼稍微扩大，可以达到最好的飞行效果。

两侧机翼对齐的关键点在于翼尾的直角。飞机折好后，让机翼尾部微微向上弯折，增加升力;两翼夹角调小，增加稳定性。

纸飞机的飞行奥秘

折出超级纸飞机的奥秘都藏在牛顿力学之中，设计纸飞机的最基本原则就是平衡或驾驭诸种力。一架纸飞机会受到两组反向力的影响：升力和引力、推力和拉力（如图所示）。升力来自空气浮力，机翼越大，升力越大;引力来自地球，它会把飞机往下拽;推力来自放飞者肌肉的发力;拉力则来自空气阻力，使飞机减速。要让纸飞机飞得远或飞得久，就需要让这四种力达到某种平衡。我们可以通过设计纸飞机的形状和放飞方式来做到这一点。