Як літають паперові літачки?

Всі ми робили літачки з паперу, деякі відмінно літали, інші відразу падали. Але навіть кращі моделі були позбавлені очевидних аеродинамічних деталей, наприклад крил, на які діє підйомна сила. По суті, краще за всіх літали літаки, у яких взагалі не було крил. Яким чином? Чи дійсно вони літають, як справжні літаки, або тут ми маємо справу з іншим принципом?

Що знадобиться:

  • аркуші паперу формату А4;
  • безвітряне відкритий простір (переважно спортивний зал, але підійде і сад в тихий день);
  • натренований рука.

Що робити? Складіть з паперу літачок звичним вам способом: більшість людей вважає за краще літальні апарати типу «Конкорд» або дельтовидні, з довгим хвостом, але у вас напевно є свої пристрасті. Запустіть літачок, подивіться, як він літає. Можна відрегулювати довжину і розмір крил, а також загальну форму. Якщо раніше ви ніколи не робили паперові літачки і навіть якщо ваше виріб літає бездоганно, спробуйте скористатися нашими порадами. Завдяки їм можна виготовити літак, що володіє найкращими характеристиками. Сподіваємося, цей досвід переконає вас у тому, що навіть аркуш паперу формату А4 здатний злетіти.

Що можна спостерігати? Ваш літак злетить, а якщо немає, спробуйте наш спосіб. Одні літаки описують широкі петлі, інші відразу клюють носом, треті летять по прямій, поки не падають на землю. Запасіться терпінням, і у вас в кінці кінців з’явиться літальний апарат, здатний досить довго триматися в повітрі.

Що відбувається? Навіть камінь володіє деякими, аеродинамічними властивостями, якщо як слід кинути його; до того ж згадайте, як далеко вміють кидати металеві ядра досвідчені штовхачі. Польоти паперових літаків підкоряються другому закону Ньютона: сила (в даному випадку підйомна) дорівнює швидкості зміни кількості руху. Іншими словами, літачок летить тим швидше і довше, ніж сильніше буде кидок, за винятком випадків, коли щось (найчастіше тремтливий клаптик паперу в носовій частині або бовтаються опущені крила) створює опір і уповільнює просування літачка вперед.

Аркуш паперу неможливо закинути так само далеко, як маленький камінчик, який має таку ж вагу: вся справа в опорі, поєднанні опору повітря і турбулентності. Опір повітря, викликане його в’язкістю, пропорційно площі поперечного перерізу лобовій частині літака, інакше кажучи, залежить від того, наскільки великий ніс літака, якщо дивитися на нього спереду. Турбулентність – результат дії вихрових повітряних потоків, що утворюються навколо літака. Вона пропорційна площі поверхні літака, обтічна форма значно знижує її.

Для паперового літачка довгі крила марні, оскільки вони обвисають і не можуть чинити опір згинатися впливу підйомної сили, обтяжують літачок і збільшують опір. Ось чому короткі крила ефективніше. Зайва вага заважає літаку летіти далеко, і ця вага, як правило, створюють крила, а найбільша підйомна сила виникає в області крила, найближчої до осьової лінії літака. Отже, крила повинні бути дуже короткими.

Ще один ключовий фактор, який слід взяти до уваги, – кут, під яким літак рухається вперед. Повітря повинен битися в нижню поверхню крил і відхилятися вниз, забезпечуючи дію відповідної підйомної сили на літак. Якщо літак розташований не під кутом до напрямку руху і його ніс не піднятий вгору, підйомна сила не виникає. У літака, схожого на паперовий дротик, велика частина ваги зміщена назад, це означає, що задня частина опущена, ніс піднятий і дію підйомної сили гарантовано. Вона врівноважує дротик, дозволяючи йому летіти. Саме тому – за винятком випадків, коли підйомна сила занадто велика, в результаті чого літак різко злітає вгору і падає, – паперові дротики літають краще, ніж літачки, зроблені з паперу, але схожі на справжні.

P.S. Представлене на зображенні опис конструкції паперового літачка і цікаві пояснення публікуємо далі. Відчуваючи цей літачок Марка поряд з іншими, ми виявили, що перший тримається в повітрі на 25% довше літачків більш звичною конфігурації. Ще один результат наших дослідів – гостре роздратування інших співробітників, які намагалися продовжувати роботу.

Ідеальний літачок повинен бути довгим і вузьким, звужується до носа і хвоста, як стріла, з порівняно малою площею поверхні для своєї ваги. Він володіє цими характеристиками літачок пролітає більшу відстань.

Крім того, якщо папір складена так, що нижня поверхня літачка рівна і горизонтальна, підйомна сила буде діяти на нього в міру зниження і збільшувати дальність польоту. Як ми вже відзначали, підйомна сила виникає при ударі повітря про нижню поверхню літака, який летить, злегка піднявши ніс.

У традиційного літака довгі вузькі крила ближче до середини основної частини врівноважені маленькими горизонтальними крилами ближче до хвоста. Папері бракує міцності для таких складних конструкцій, вона легко гнеться і мнеться, особливо в процесі запуску. Це означає, що паперові крила втрачають аеродинамічні характеристики і створюють опір. Літачок традиційної конструкції – обтічний і досить міцний апарат, його дельтовидні крила дають стабільне ковзання, однак вони порівняно великі, створюють надмірне гальмування і можуть втратити жорсткість.

На схемі показано, як можна подолати ці труднощі. Маленькі і більш міцні підйомні поверхні в формі дельтовидних крил зроблені з двох або декількох шарів складеної папери, вони краще зберігають форму при швидкісному запуску. Їх можна скласти так, щоб на верхній поверхні утворилася невелика опуклість, що збільшує підйомну силу, як на крилі справжнього літака. До того ж міцно складена конструкція має масу, яка збільшує момент при запуску, але без суттєвого зростання опору.

Якщо пересунути дельтовидні крила вперед і врівноважити підйомну силу довгим плоским тілом літака, що має V-подібну форму ближче до хвоста, яка перешкоджає бічним рухам (відхилень) у польоті, можна поєднувати в одній конструкції найбільш цінні характеристики паперового літачка.

І нарешті, виступ з складеної папери на нижній поверхні під носом літачка можна використовувати як тримач під час запуску.

ПОДІЛИТИСЯ:

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.