
纸飞机,每个人都曾有过折它的经历。但若要探讨如何折出一架卓越的纸飞机,我恐怕无法提供太多建议,只记得硬纸是关键,其他细节似乎难以言表。
迄今为止,由人力投掷的最远纸飞机纪录是69.14米,由设计师John M. Collins设计的纸飞机创造,并由同为的Joe Ayoob投出。尽管这架飞机看起来并不与众不同,但背后的故事却颇为精彩。从小热爱折纸飞机的Collins,学习了日本的传统折纸技术,经过无数次的尝试才达到这一世界记录。得益于其卓越的性能,即使是不受训练的观众也能将其投掷得很远。
纸飞机的飞行性能与其“滑行比”有很大的关系。滑行比指的是飞机在无动力飞行时前进的距离与下降距离之比。一架纸飞机之所以能飞得远,很大程度上取决于其升力与阻力的比值,我们称之为升阻比。这个比值实际上代表了飞机将阻力转化为升力的能力。
飞机的升阻比是飞机设计中的核心参数,它受到多种因素的影响,如飞行姿态、飞行速度等,但最根本的还是飞机的结构。机翼面积和展弦比是影响升阻比的重要因素。机翼面积越大,产生的升力越大;而展弦比涉及到机翼的长度与宽度的比例,对涡流的产生有重要影响,进而影响升阻比。展弦比较大的飞机,如U-2侦察机,能取得良好的飞行特性。
为什么纸飞机并不采用大展弦比的结构呢?原因在于纸飞机的强度问题。尽管大展弦比设计能提高升阻比,但纸飞机无法承受过细的机翼。实际中的飞机也面临同样的问题:如何在增加展弦比的同时保证机翼的强度。封闭机翼的设计为解决这一问题提供了思路,它通过调整机翼形状,在保持大展弦比的同时确保机翼的强度。这种设计目前主要出现在概念飞机和试验飞机上。
我们从折纸飞机出发,探讨了滑行比、升阻比、飞机结构和强度等问题,逐渐揭示了飞机设计中的复杂性。这只是冰山一角。例如,升阻比在高速飞行时会有很大的变化,像东风-17这样的高超声速飞行器就没有长长的机翼。每一架飞机的成功飞行背后都是无数科学家和工程师的心血结晶。
