研究性學(xué)期中期報(bào)告

研究性學(xué)習(xí)中期報(bào)告指導(dǎo)老師：劉登平組長(zhǎng)及組員：江琦，鄧哲涵，柳方正江曉烽，林哲晟，姚蘇捷我們的課題紙飛機(jī)滯空時(shí)間與什么因素有關(guān)？我們的大致研究階段第一階段通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與書(shū)籍，知道紙飛機(jī)基本結(jié)構(gòu)，進(jìn)行紙飛機(jī)的初步學(xué)習(xí)，了解紙飛機(jī)的構(gòu)造，初步明白紙飛機(jī)飛行原理，為之后進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)

第二階段

自己動(dòng)手創(chuàng)作屬于自己的紙飛機(jī)，了解為什么有些紙飛機(jī)飛的遠(yuǎn)，有些飛機(jī)的留空時(shí)間長(zhǎng)，分類(lèi)別進(jìn)行了解與研究第三階段

通過(guò)進(jìn)一步發(fā)展自己的動(dòng)手折紙能力，爭(zhēng)取達(dá)到量化控制，研究各個(gè)參數(shù)與比例之間的關(guān)系，制作出屬于自己的最好記錄紙飛機(jī)，進(jìn)行研究性總結(jié)與匯報(bào)?！窘榻B】1.滯空機(jī)：滯空專(zhuān)用機(jī)。2.國(guó)際要求：A4或A5折出的純折的無(wú)粘貼不用訂書(shū)器固定的紙飛機(jī)。3.滯空時(shí)間：滯空時(shí)，紙飛機(jī)從出手瞬間到落地的一剎那為止的時(shí)間。4.世界紀(jì)錄：日本戶(hù)田卓夫2009年

27.9s（29.2s官方未認(rèn)可）【基礎(chǔ)】滯空機(jī)的基礎(chǔ)就是滑翔機(jī)?；铏C(jī)分為室內(nèi)滑翔與室外滑翔，而兩者有一個(gè)共同點(diǎn)：機(jī)翼。機(jī)翼是滑翔機(jī)最重要的地方，好的機(jī)翼能給飛機(jī)極大的升力，能保證遠(yuǎn)距離與長(zhǎng)時(shí)間的飛行?；铏C(jī)的機(jī)翼最好是與地面平行并且直的，因?yàn)檫@樣會(huì)大大減小飛機(jī)失速的幾率。室外飛機(jī)的整體要扁，如刀刃一般，因?yàn)檫@樣會(huì)大大減小風(fēng)阻。一般來(lái)說(shuō)室內(nèi)飛機(jī)的機(jī)翼最好要軟，并且成為流線(xiàn)型，因?yàn)檫@樣會(huì)給飛機(jī)帶來(lái)很大的浮力，因?yàn)闆](méi)有別的大阻力了，飛機(jī)很容易墜毀，所以室內(nèi)飛機(jī)需要很大的浮力?！究偸觥?.留空時(shí)間≠飛行距離2.制作穩(wěn)定性3.飛行穩(wěn)定性4.機(jī)翼面積大≠留空時(shí)間長(zhǎng)5.封頭，封尾6.斜膛，平膛，反斜膛7.升力1.留空時(shí)間≠飛行距離滯空機(jī)不是距離機(jī)，有的飛機(jī)確實(shí)飛得也挺遠(yuǎn)，但是無(wú)法滑翔，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，把一張紙對(duì)折，然后再不斷對(duì)折，最后做了一個(gè)重重的小飛機(jī)頭，尾巴都撕短了，用力猛投，可以投得非常遠(yuǎn)，估計(jì)幾十米，可是飛機(jī)像一根小樹(shù)棍一樣快速飛行，遠(yuǎn)是遠(yuǎn)，可是盤(pán)旋時(shí)間短，相反，有些飛機(jī)飛得不遠(yuǎn)，可是盤(pán)旋能力超強(qiáng)。2.穩(wěn)定性飛機(jī)的穩(wěn)定性，又有兩個(gè)方面，一個(gè)是飛行穩(wěn)定性，另一個(gè)是制作的穩(wěn)定性。紙飛機(jī)的飛行有三個(gè)階段，1）爬升，2）改出，3）滑翔。穩(wěn)定性好的飛機(jī)要求爬升時(shí)更穩(wěn)上升，不能打圈，后翻、栽頭，偏航，改出時(shí)要求無(wú)論飛機(jī)失速時(shí)是什么姿態(tài)，都能夠順利進(jìn)入滑翔，這個(gè)要求飛機(jī)的重心位置合理，長(zhǎng)寬比合適。滑翔時(shí)要求不能側(cè)翻，搖擺。在氣流沖擊時(shí)能夠有效恢復(fù)到原理的飛行狀態(tài)，這個(gè)需要飛機(jī)在三個(gè)方向上的穩(wěn)定性都符合要求。另一個(gè)是制作的穩(wěn)定性，就是每一次制作，每一次投擲，都要一樣好飛。許多飛機(jī)，有時(shí)好飛，有時(shí)不好飛。在進(jìn)行飛機(jī)比賽的時(shí)候，有些平時(shí)實(shí)力很強(qiáng)的同學(xué)，卻難以取得良好的成績(jī)，原因主要是制作穩(wěn)定性不夠，或者是投擲時(shí)的穩(wěn)定性不夠。飛機(jī)留空時(shí)間、穩(wěn)定性、距離三者之間存在矛盾。因?yàn)榱艨諘r(shí)間取決于升力與重力之差，重力大致是固定的，升力是變化的，假設(shè)我們投擲速度大致是相當(dāng)?shù)?，則影響升力最主要的原因是機(jī)翼的面積。我們可以大致地說(shuō)，紙飛機(jī)的機(jī)翼總面積與留空時(shí)間成正相關(guān)。3.機(jī)翼面積大≠留空時(shí)間長(zhǎng)是不是機(jī)翼面積越大，留空時(shí)間就越長(zhǎng)呢？當(dāng)然不是。升力與重力之差過(guò)大的話(huà)，在爬升階段飛機(jī)就會(huì)后翻，升不高。更別說(shuō)滑翔了，有些人會(huì)進(jìn)行拋高，然而無(wú)論怎么投擲，這個(gè)比例過(guò)大，飛機(jī)就很難到高處，滑翔比雖大，可是高度不夠，留空時(shí)間也難以保證。4.側(cè)向穩(wěn)定穩(wěn)定性特別是側(cè)向穩(wěn)定性，取決于側(cè)向的面積，我們手持的機(jī)柄，就是側(cè)向安定面。類(lèi)似于真飛機(jī)的垂直尾翼。這個(gè)面積的大小，直接決定了飛機(jī)轉(zhuǎn)向需要的力度，有許多飛機(jī)給機(jī)柄分配的面積非常小，這樣飛機(jī)非常容易側(cè)翻，雖然有一次兩次沒(méi)有翻而留空時(shí)間很長(zhǎng)，可是大多數(shù)時(shí)候會(huì)翻。但并非機(jī)柄越大，飛的就越好，機(jī)柄大小同樣也決定著翼展的大小，翼展大小決定空中滑翔能力，這可是滯空機(jī)滯空的精髓。skyking的機(jī)柄面積小，它在機(jī)翼邊緣制作了兩個(gè)垂直尾翼，這個(gè)一方面可以保證紙飛機(jī)爬升時(shí)的穩(wěn)定性（不側(cè)翻），又減小了飛機(jī)航向的力矩，使它容易盤(pán)旋，所以留空時(shí)間才能夠保證很長(zhǎng)。5.封頭，封尾封頭是指將紙飛機(jī)頭部的尖角進(jìn)行固定，在飛行過(guò)程中不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)阻而散開(kāi)，滯空機(jī)使用封頭，可以防止拋高時(shí)路線(xiàn)向前和向后偏移，封頭和封尾的主要作用是為了給飛機(jī)機(jī)翼定型，不然再出手的瞬間機(jī)翼就會(huì)變形。6.斜膛，平膛，反斜膛三種紙飛機(jī)機(jī)膛，適用于不同的紙飛機(jī)，斜膛有利于形成一定的攻角（仰角），有助于產(chǎn)生升力。而反斜膛則有助于封尾。7.升力

紙飛機(jī)的機(jī)翼并不像飛機(jī)的機(jī)翼那樣，有上下的凹凸，有一定的厚度，因此我們?cè)谘芯考堬w機(jī)的升力時(shí)，不能借助伯努利原理，那么紙飛機(jī)的升力是怎么來(lái)的呢？我們來(lái)看一幅受力分析圖。由圖我們看出，當(dāng)飛機(jī)投擲出去之后只受到了自身重力和空氣阻力，而由于投擲時(shí)飛機(jī)以一定的仰角（這里叫做攻角）向前飛，對(duì)空氣阻力進(jìn)行分解時(shí)就可以得到一個(gè)豎直向上和水平向后的效果力，所以飛機(jī)在上升階段速度會(huì)減小，到了滑翔階段會(huì)勻速下降。實(shí)驗(yàn)部分這部分主要有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，也是經(jīng)過(guò)很多的曬選才推出的實(shí)驗(yàn)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，為手工實(shí)驗(yàn)，一架紙飛機(jī)飛的好不好，除了本身布局，還有做工，做工的好壞，會(huì)大大影響滯空時(shí)間。所以，做工的好壞很大程度決定了紙飛機(jī)的好壞。作為研究紙飛機(jī)的我們自然少不了對(duì)手工的精益求精第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，為室內(nèi)測(cè)試時(shí)間，由于福州的天氣和場(chǎng)地的限制，我們很少能找到適合滯空的場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)試，所以我們自然而然的想到是不是狹小室內(nèi)滯空的情況，會(huì)反映出滯空的優(yōu)良呢？經(jīng)過(guò)我們大量的實(shí)驗(yàn)，于是就有了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)不同的對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)證明室內(nèi)飛行情況符合標(biāo)準(zhǔn)的紙飛機(jī)，在標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地可以飛的很好！我們可以間接判定新設(shè)計(jì)是否有發(fā)展?jié)撡|(zhì)的方法。做工對(duì)比示范紙1.對(duì)折正確折法1.對(duì)折錯(cuò)誤折法正確折法錯(cuò)誤折法不能像錯(cuò)誤折法這樣，不對(duì)齊中線(xiàn)，而且不弄平正確折法第二邊要對(duì)齊中線(xiàn)和另一邊的痕跡，并且刮平錯(cuò)誤折法正確折法錯(cuò)誤折法打開(kāi)我們就可以得到鮮明的對(duì)比正確折法下折，三角頂尖要對(duì)折中線(xiàn)，刮平錯(cuò)誤折法這一次會(huì)比較厚，直接折的話(huà)會(huì)讓倒三角會(huì)產(chǎn)生挪移，所以要壓住倒三角再折正確折法錯(cuò)誤折法對(duì)比很明顯，折飛機(jī)最重要的就是：第一，對(duì)齊，第二，要刮平，第三，要有耐心，不能因?yàn)榧敝氚扬w機(jī)做完而急急忙忙的不對(duì)齊不刮平，這樣做出來(lái)的飛機(jī)再好也不是精品正確折法錯(cuò)誤折法實(shí)驗(yàn)1：20%力度平投：A組這種平穩(wěn)滑行的狀態(tài)是正確的，B組跳躍顛簸這種軌跡是不適合滯空的。當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地實(shí)際操練，A組能飛出標(biāo)準(zhǔn)的滯空軌跡，B組很可能拋不高并且有波浪型顛簸飛行中若某時(shí)刻機(jī)首俯角過(guò)載，有直接撲街的可能。實(shí)驗(yàn)1中B組的顛簸飛行是大部分方塊機(jī)的通病，像sail4這種翼面面積小的還稍好些，方塊機(jī)翼面面積稍大些就時(shí)有顛簸失控，失速扎地?fù)浣值那闆r出現(xiàn)。這本來(lái)就是方塊機(jī)布局自身的特點(diǎn)，也是制約其自身發(fā)展的重要因素。實(shí)驗(yàn)2：

100%力度平投：由于大多滯空飛機(jī)尾部有升降舵，所以剛離手速度較大的時(shí)候基本都是不穩(wěn)定的，所以這時(shí)像A組中的顛簸是被允許的(但最好不要出現(xiàn)大回環(huán))，關(guān)鍵是看它后面能自己穩(wěn)定下來(lái)平穩(wěn)滑行。而B(niǎo)組前期出現(xiàn)大回環(huán)，或看似與擲出方向一致，但當(dāng)后期速度逐漸降下來(lái)時(shí)可能就會(huì)撲街。這是絕對(duì)不允許的。當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地實(shí)際操練，A組能飛出標(biāo)準(zhǔn)的滯空軌跡，而B(niǎo)組因?yàn)樵O(shè)計(jì)上存在問(wèn)題，往往根據(jù)升降舵的配合程度，會(huì)表現(xiàn)成直接撲街、拋物線(xiàn)、勉強(qiáng)飛出滯空盤(pán)旋后逐漸高下降率然后撲街等實(shí)驗(yàn)2的B組往往是一些設(shè)計(jì)上存在紙飛機(jī)頭部過(guò)重、升降舵嚴(yán)重依賴(lài)、機(jī)翼強(qiáng)度不足(正視“Y”形)等問(wèn)題，要參照Skyking作出修改1、真正的好滯空在于布局，而非厚重的機(jī)頭+升降舵強(qiáng)行“拔”起。2、機(jī)翼強(qiáng)度要夠。實(shí)驗(yàn)3：20%力度上拋(根據(jù)你房間的高度選擇合適力度，以Skyking恰好能有力撞擊到天花板為準(zhǔn))。這個(gè)很好理解，普通房間和標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地的區(qū)別最大的就是天花板的高度，所以進(jìn)行減力的小規(guī)模測(cè)試，要求是每次拋的力量盡量一樣大，其大小以Skyking紙飛機(jī)頭部恰好能有力撞擊天花板為準(zhǔn)。如果你的測(cè)試機(jī)像A組那樣能盡量沿直線(xiàn)上升并撞擊天花板，那它是有前途的。如像B組這樣根本碰不到天花板，出手后直接劃著弧線(xiàn)翻身了，那無(wú)論它平飛有多優(yōu)秀都是不行的。不過(guò)每架飛機(jī)都有它最適合的上拋角度，Skyking是大約80度，sail4是大約85度。你需要用合適的力度，在60-90度之間嘗試，如果任何一個(gè)角度它都不能盡量沿直線(xiàn)撞擊天花板，而是提前翻身劃弧線(xiàn)飛走，那基本就可以宣布淘汰了。標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地実際操練中，A組能飛出標(biāo)準(zhǔn)的滯空軌跡，而B(niǎo)組不用想了，根本是拋不高的。實(shí)驗(yàn)3是判定一枚飛機(jī)滯空可能性的硬標(biāo)準(zhǔn)，如果是滯空飛機(jī)，一定要像A組的直接撞擊天花板。

如果一枚飛機(jī)通過(guò)了全部3個(gè)實(shí)驗(yàn)，去標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地試飛一般就都能飛出標(biāo)準(zhǔn)的“滯空軌跡”：拋-上升-盤(pán)旋-落地。而與滯空時(shí)間直