研究性学期中期报告

研究性学习中期报告指导老师：刘登平组长及组员：江琦，邓哲涵，柳方正江晓烽，林哲晟，姚苏捷我们的课题纸飞机滞空时间与什么因素有关？我们的大致研究阶段第一阶段通过网络与书籍，知道纸飞机基本结构，进行纸飞机的初步学习，了解纸飞机的构造，初步明白纸飞机飞行原理，为之后进一步研究奠定基础

第二阶段

自己动手创作属于自己的纸飞机，了解为什么有些纸飞机飞的远，有些飞机的留空时间长，分类别进行了解与研究第三阶段

通过进一步发展自己的动手折纸能力，争取达到量化控制，研究各个参数与比例之间的关系，制作出属于自己的最好记录纸飞机，进行研究性总结与汇报。【介绍】1.滞空机：滞空专用机。2.国际要求：A4或A5折出的纯折的无粘贴不用订书器固定的纸飞机。3.滞空时间：滞空时，纸飞机从出手瞬间到落地的一刹那为止的时间。4.世界纪录：日本户田卓夫2009年

27.9s（29.2s官方未认可）【基础】滞空机的基础就是滑翔机。滑翔机分为室内滑翔与室外滑翔，而两者有一个共同点：机翼。机翼是滑翔机最重要的地方，好的机翼能给飞机极大的升力，能保证远距离与长时间的飞行。滑翔机的机翼最好是与地面平行并且直的，因为这样会大大减小飞机失速的几率。室外飞机的整体要扁，如刀刃一般，因为这样会大大减小风阻。一般来说室内飞机的机翼最好要软，并且成为流线型，因为这样会给飞机带来很大的浮力，因为没有别的大阻力了，飞机很容易坠毁，所以室内飞机需要很大的浮力。【总述】1.留空时间≠飞行距离2.制作稳定性3.飞行稳定性4.机翼面积大≠留空时间长5.封头，封尾6.斜膛，平膛，反斜膛7.升力1.留空时间≠飞行距离滞空机不是距离机，有的飞机确实飞得也挺远，但是无法滑翔，经过试验，把一张纸对折，然后再不断对折，最后做了一个重重的小飞机头，尾巴都撕短了，用力猛投，可以投得非常远，估计几十米，可是飞机像一根小树棍一样快速飞行，远是远，可是盘旋时间短，相反，有些飞机飞得不远，可是盘旋能力超强。2.稳定性飞机的稳定性，又有两个方面，一个是飞行稳定性，另一个是制作的稳定性。纸飞机的飞行有三个阶段，1）爬升，2）改出，3）滑翔。稳定性好的飞机要求爬升时更稳上升，不能打圈，后翻、栽头，偏航，改出时要求无论飞机失速时是什么姿态，都能够顺利进入滑翔，这个要求飞机的重心位置合理，长宽比合适。滑翔时要求不能侧翻，摇摆。在气流冲击时能够有效恢复到原理的飞行状态，这个需要飞机在三个方向上的稳定性都符合要求。另一个是制作的稳定性，就是每一次制作，每一次投掷，都要一样好飞。许多飞机，有时好飞，有时不好飞。在进行飞机比赛的时候，有些平时实力很强的同学，却难以取得良好的成绩，原因主要是制作稳定性不够，或者是投掷时的稳定性不够。飞机留空时间、稳定性、距离三者之间存在矛盾。因为留空时间取决于升力与重力之差，重力大致是固定的，升力是变化的，假设我们投掷速度大致是相当的，则影响升力最主要的原因是机翼的面积。我们可以大致地说，纸飞机的机翼总面积与留空时间成正相关。3.机翼面积大≠留空时间长是不是机翼面积越大，留空时间就越长呢？当然不是。升力与重力之差过大的话，在爬升阶段飞机就会后翻，升不高。更别说滑翔了，有些人会进行抛高，然而无论怎么投掷，这个比例过大，飞机就很难到高处，滑翔比虽大，可是高度不够，留空时间也难以保证。4.侧向稳定稳定性特别是侧向稳定性，取决于侧向的面积，我们手持的机柄，就是侧向安定面。类似于真飞机的垂直尾翼。这个面积的大小，直接决定了飞机转向需要的力度，有许多飞机给机柄分配的面积非常小，这样飞机非常容易侧翻，虽然有一次两次没有翻而留空时间很长，可是大多数时候会翻。但并非机柄越大，飞的就越好，机柄大小同样也决定着翼展的大小，翼展大小决定空中滑翔能力，这可是滞空机滞空的精髓。skyking的机柄面积小，它在机翼边缘制作了两个垂直尾翼，这个一方面可以保证纸飞机爬升时的稳定性（不侧翻），又减小了飞机航向的力矩，使它容易盘旋，所以留空时间才能够保证很长。5.封头，封尾封头是指将纸飞机头部的尖角进行固定，在飞行过程中不会因为风阻而散开，滞空机使用封头，可以防止抛高时路线向前和向后偏移，封头和封尾的主要作用是为了给飞机机翼定型，不然再出手的瞬间机翼就会变形。6.斜膛，平膛，反斜膛三种纸飞机机膛，适用于不同的纸飞机，斜膛有利于形成一定的攻角（仰角），有助于产生升力。而反斜膛则有助于封尾。7.升力

纸飞机的机翼并不像飞机的机翼那样，有上下的凹凸，有一定的厚度，因此我们在研究纸飞机的升力时，不能借助伯努利原理，那么纸飞机的升力是怎么来的呢？我们来看一幅受力分析图。由图我们看出，当飞机投掷出去之后只受到了自身重力和空气阻力，而由于投掷时飞机以一定的仰角（这里叫做攻角）向前飞，对空气阻力进行分解时就可以得到一个竖直向上和水平向后的效果力，所以飞机在上升阶段速度会减小，到了滑翔阶段会匀速下降。实验部分这部分主要有两个实验，也是经过很多的晒选才推出的实验第一个实验，为手工实验，一架纸飞机飞的好不好，除了本身布局，还有做工，做工的好坏，会大大影响滞空时间。所以，做工的好坏很大程度决定了纸飞机的好坏。作为研究纸飞机的我们自然少不了对手工的精益求精第二个实验，为室内测试时间，由于福州的天气和场地的限制，我们很少能找到适合滞空的场地进行测试，所以我们自然而然的想到是不是狭小室内滞空的情况，会反映出滞空的优良呢？经过我们大量的实验，于是就有了这个实验，通过不同的对比实验来证明室内飞行情况符合标准的纸飞机，在标准场地可以飞的很好！我们可以间接判定新设计是否有发展潜质的方法。做工对比示范纸1.对折正确折法1.对折错误折法正确折法错误折法不能像错误折法这样，不对齐中线，而且不弄平正确折法第二边要对齐中线和另一边的痕迹，并且刮平错误折法正确折法错误折法打开我们就可以得到鲜明的对比正确折法下折，三角顶尖要对折中线，刮平错误折法这一次会比较厚，直接折的话会让倒三角会产生挪移，所以要压住倒三角再折正确折法错误折法对比很明显，折飞机最重要的就是：第一，对齐，第二，要刮平，第三，要有耐心，不能因为急着想把飞机做完而急急忙忙的不对齐不刮平，这样做出来的飞机再好也不是精品正确折法错误折法实验1：20%力度平投：A组这种平稳滑行的状态是正确的，B组跳跃颠簸这种轨迹是不适合滞空的。当在标准场地实际操练，A组能飞出标准的滞空轨迹，B组很可能抛不高并且有波浪型颠簸飞行中若某时刻机首俯角过载，有直接扑街的可能。实验1中B组的颠簸飞行是大部分方块机的通病，像sail4这种翼面面积小的还稍好些，方块机翼面面积稍大些就时有颠簸失控，失速扎地扑街的情况出现。这本来就是方块机布局自身的特点，也是制约其自身发展的重要因素。实验2：

100%力度平投：由于大多滞空飞机尾部有升降舵，所以刚离手速度较大的时候基本都是不稳定的，所以这时像A组中的颠簸是被允许的(但最好不要出现大回环)，关键是看它后面能自己稳定下来平稳滑行。而B组前期出现大回环，或看似与掷出方向一致，但当后期速度逐渐降下来时可能就会扑街。这是绝对不允许的。当在标准场地实际操练，A组能飞出标准的滞空轨迹，而B组因为设计上存在问题，往往根据升降舵的配合程度，会表现成直接扑街、抛物线、勉强飞出滞空盘旋后逐渐高下降率然后扑街等实验2的B组往往是一些设计上存在纸飞机头部过重、升降舵严重依赖、机翼强度不足(正视“Y”形)等问题，要参照Skyking作出修改1、真正的好滞空在于布局，而非厚重的机头+升降舵强行“拔”起。2、机翼强度要够。实验3：20%力度上抛(根据你房间的高度选择合适力度，以Skyking恰好能有力撞击到天花板为准)。这个很好理解，普通房间和标准场地的区别最大的就是天花板的高度，所以进行减力的小规模测试，要求是每次抛的力量尽量一样大，其大小以Skyking纸飞机头部恰好能有力撞击天花板为准。如果你的测试机像A组那样能尽量沿直线上升并撞击天花板，那它是有前途的。如像B组这样根本碰不到天花板，出手后直接划着弧线翻身了，那无论它平飞有多优秀都是不行的。不过每架飞机都有它最适合的上抛角度，Skyking是大约80度，sail4是大约85度。你需要用合适的力度，在60-90度之间尝试，如果任何一个角度它都不能尽量沿直线撞击天花板，而是提前翻身划弧线飞走，那基本就可以宣布淘汰了。标准场地実際操练中，A组能飞出标准的滞空轨迹，而B组不用想了，根本是抛不高的。实验3是判定一枚飞机滞空可能性的硬标准，如果是滞空飞机，一定要像A组的直接撞击天花板。

如果一枚飞机通过了全部3个实验，去标准场地试飞一般就都能飞出标准的“滞空轨迹”：抛-上升-盘旋-落地。而与滞空时间直