Mein Freund hat mir etwas gezeigt, das er Segelflugzeug nannte. Auf den ersten Blick sieht es so aus, als würde es abstürzen, aber es flog ziemlich gut:
Ich war überrascht, dass es ungefähr 25 Meter lang war, da es nichts anderes als ein großer Ring aus Papier war. Ich dachte darüber nach, wie es fliegen könnte, aber ich hatte keine Ahnung. Ich wusste, dass es mit geringstem Widerstand durch die Luft gehen kann, aber es sollte nicht fliegen.
Kann mir jemand die Logik erklären, wie dies fliegt?
Kommentare
- War das Papier vorne schwerer, entweder durch Falten oder durch Hinzufügen einer Büroklammer?
- @PeterK ä mpf, nein, es gab nichts. Es war überall das gleiche.
- @mins. Mm, eigentlich bin ich ein absoluter Anfänger. Ich kenne das ' nicht Unterschied. Grundsätzlich hielt mein Freund nur den Ring in seiner Hand und warf ihn. Er hielt das gebogene Papierteil in seiner Hand. Außerdem wird es nicht in Rotation gestartet.
- @Peter K ä mpf Ich ' bin falsch. Da ' sa Video zur Herstellung. Mehrere Falten vorne. Die Hälfte des Papiergewichts befindet sich an der Vorderkante.
- Demonstriert in der TV-Show QI (ab 2:00 Uhr)
Antwort
Keine Abnehmer? Dann werde ich beißen.
Diese Frage befasst sich damit, wie Papierflugzeuge Auftrieb erzeugen. Dieser Auftrieb wird durch höheren Druck auf der Unterseite und verursacht niedrigerer Druck (Absaugung) auf der Oberseite, und wenn beide addiert werden, wird die Druckverteilung in Sehnenrichtung unten gezeigt:
Druckverteilung der flachen Platte (Bild Quelle )
Wenn Sie alle lokalen Kräfte an einem Punkt sammeln, wirkt der Auftrieb auf ein Viertel der Flügelsehne. Deshalb muss die vordere Hälfte des Papiers, die am Ende in den Ring gebogen wird, auf sich selbst gefaltet werden: Der Schwerpunkt des Flügels liegt ebenfalls bei einem Viertel der Sehne. Somit wirken sich der Auftrieb und das Gewicht auf dieselbe Station aus und es entsteht kein Nickmoment.
Um eine Flugentfernung von 25 m zu erreichen, warf Ihr Freund den Ring mit etwas Kraft, um ihm eine hohe Anfangsgeschwindigkeit zu verleihen . Diese Geschwindigkeit würde es ihm ermöglichen, mit sehr geringem Anstellwinkel genügend Auftrieb zu erzeugen, so dass es anfangs nicht unter einer Strömungstrennung litt. Dies führte zu einem geringen Luftwiderstand und die hohe Startgeschwindigkeit verlieh dem Ring etwas kinetische Energie.
Reibung verlangsamte den Ring allmählich, aber die Abnahme des Auftriebs bei niedrigerer Geschwindigkeit wurde durch eine allmähliche Zunahme der Ringe ausgeglichen Anstellwinkel. Warum sollte der Winkel genau richtig sein, um zu verhindern, dass der Ring sowohl steigt als auch fällt? Ein Ungleichgewicht zwischen Auftrieb und Gewicht würde eine vertikale Beschleunigung hinzufügen, die den Winkel, in dem der Ring auf die Strömung trifft, sofort ändert. Seine Sehnenlänge und Trägheit würden verhindern, dass sich die Nase nach oben oder unten dreht, so dass es so ziemlich auf seinem ursprünglichen Weg bleibt, bis der größte Teil der Geschwindigkeit aufgefressen ist und der Anstellwinkel so hoch ist, dass eine Trennung einsetzt. Der Luftwiderstand würde steigen und den Verzögerungsprozess beschleunigen, und der Ring würde zu Boden sinken.