纸飞机:哈一口气,只能图个吉利
2023-10-20刘松
刘松
自信的人随手拿起一张纸折纸飞机:娴熟的折纸技术,打造出完美的流线型机身,很快,一架飞机诞生了。你并没有着急出手,而是驾轻就熟地将机头靠近自己的嘴,哈了一口气……
“嗖”——它飞起来了,1米,2米,3米,飞机开始偏离航线,急速下坠。
“Duang”——它坠机了。
一顿操作猛如虎,最后飞了3.5米。要知道,最新的纸飞机飞行距离纪录是在2022年由三位韩国玩家创造的77.134米。
不要怀疑,跟你一样,就是用一张纸折出来的纸飞机。
一个小目标——飞得远
纸飞机的玩儿法有很多,最常见的当然就是比试谁的飞机飞得更远。在2022 年之前,“飞得远”这项纪录一直由美国纸飞机大师约翰·柯林斯保持着。他设计的代号为“苏珊”的纸飞机,交给一位橄榄球选手来投掷(记住这个细节),飞行了69.14 米,这个距离一直保持了十年。
“苏珊”看起来跟其他纸飞机并没有什么不同,比起那些折法复杂的机型,它甚至可以算得上简单。你看,跟你折的飞机看起来似乎没有什么区别,机头、机身、机翼,该有的你都有了,不该有的你也有了(大概就是冲着飞机哈气这个信仰吧)。
现在你脑子里一万个问号是不是都在问同一个问题:这平平无奇的纸飞机是怎么飞出去这么远的?
那得先说说,纸飞机是怎么飞起来,又是怎么落下去的。
升力 这里又不得不提到伯努利原理,简单来说就是空气流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。拿真实的纸飞机为例子,机翅上方为弧形,下边为平面,飞机高速飞行时,飞机上方的空气流速比下方快,所以产生向上的升力,托起机翼。飞机高速飞行时,压强差逐渐变大,获得的升力就越大,飞机就飞了起来。
阻力 飞行过程中,纸飞机受到的空气阻力主要包括阻碍飞机前进、上升或下落的阻力。在向前攀升过程中,阻力可以使纸飞机前进和上升的速度逐渐减少直至为零。另外,在纸飞机下落过程中,向后的空气阻力可以削减飞机前进的速度,向上的空气阻力可以增加飞机滞空的时间。
推进力 纸飞机要在空中飞行,需要动能。这个促使它前进的动力,来源于我们发射时出手的力量,也叫“推进力”。
重力 别看它只是一架小小的纸飞机,但也是有重量的。在飞行的过程中,受重力的作用机身会逐渐向下掉落,纸飞机有时会采用牺牲重力势能的方式换取继续向前飞行的动能,由于机翼的作用,纸飞机可以继续滑行下降,直至坠落。
这时,你是不是想问:“我的纸飞机也是在这些力的相互作用下飞行的,可是为什么只能飞3.5 米呢?”
如何打破3.5米的魔咒
从上面纸飞机的飞行原理我们大致可以得出一个结论:要想纸飞机飞得远,我们需要飞机具备推力大、阻力小、重力小等特点。
首先在选择纸飞机的材料——纸张的时候,厚薄要适中。如果纸张太薄,重量太轻(比如卫生纸),纸的韧性就会很低,飞机在空中受力不均匀,容易被吹跑。如果纸张太厚(试试瓦楞纸,你会发现,折才是最大的難题),重力过大,也飞不起来。一般来说,我们身边最适合折纸飞机的材料就是A4 纸,最好上面还能附带着一些复印的内容,“苏珊”的设计师认为,纸张在经过复印时,打印机内部的热量能让纸张变得更硬,上面附着的一层微小的塑料颗粒,能让纸张的韧性更高。
其次,折飞机的过程中,机身重心略微前移(厚重的前端设计可以使飞行更稳定),前端的纸张用料更多,越靠近尾部越薄,这样可以改善飞行途中的抬头。不建议朝机头哈气让机头湿润来调整前端的重量,“歼15”的总设计师已经辟谣,说这只能图个吉利罢了。
在千奇百怪的纸飞机中,你会发现,它们的机头大都是尖尖的,事实上尖尖的机头能帮助减少空气阻力,让它们能在空中多飞一会儿。但是你看“苏珊”的机头部分,机翼下折的时候,并没有紧贴着机头,一尖到底,它的样子似乎更接近真实飞机机头的样子,具有更强的稳定性。
“苏珊”机翼的折法还有一个好处,就是使得纸飞机的机翼部分更加宽大,机身部分就相对较轻,更有利于低速和长时间滑行。
试着按照以下步骤获得一架“苏珊”
天时、地利、人和,起飞
你以为按照上面的方法折出了一架好飞机,就一定飞得远吗?
你想得太简单了。
还记得前面那个细节吗?“苏珊”在创造出69.14 米成绩的时候,请了一位橄榄球运动员来飞。专业运动员的臂力和科学的助跑方式可以给飞机起飞创造强大而稳定的推进力。
当然,姿势也很重要。在飞机起飞之前,让你的身体先向后伸展,然后向前用力,做投掷的动作。投出的角度在15°左右,投掷时飞机要平稳向前送出,到最后一刻才自然脱手。
此外,风的方向也非常关键,尤其是在室外。客观来说,顺风会使纸飞机飞得更远,逆风则会大大减少飞行距离,切忌横风投飞,这样飞机容易被风刮跑。
冲吧!纸飞机世界锦标赛
当你还以为折纸飞机只是玩玩而已的时候,别人已经带着自己的纸飞机冲击纸飞机世界锦标赛了。纸飞机的这一项国际赛事始于2006 年,比赛分别从距离、时间、创意三个方面设置了三个不同的项目,无论你的飞机是飞得远,还是飞得久,或者拥有更花式的玩法,都可以参与角逐。
最近的一次纸飞机世界锦标赛于2022 年5 月在奥地利萨尔茨堡举行,比赛吸引了来自世界各地的61000 多名选手参加。其中参加飞行距离和飞行时间比赛的选手需要用一张A4 纸来折飞机(就是这么朴实无华)。最终巴基斯坦选手以14.86 秒的成绩获得飞行时间组的冠军,来自塞尔维亚的选手以61.11 米的成绩获得飞行距离组的冠军,韩国选手则摘得特技飞行组的桂冠。
现在,自信的你是不是拿起了一张A4 纸?很好,因为你与世界冠军的距离,只相差两架纸飞机的“里程”。
“超级玩+”招募令
获取一架“苏珊”的步骤已经给到你了,马上试一试,飞一飞,看看你的“苏珊”到底能飞多远?当然,如果你有飞得更远的机型,也可以分享给我们。加入我们“超级玩+”俱乐部,把你们飞纸飞机的视频(最后测量一下距离)发送至邮箱(KXSN0314@163.com),我们将挑选出本期的“超级玩+”,赠送荣誉证书和奖品。快来吧,看看你到底有多厉害!
(注:请持续关注“科学少年”官方抖音号,挑战视频将在上面公布。)