人類一直都有着對于天空與飛行的夢想。《墨子.魯問》有雲:“公輸子削竹以為鵲,成而飛之,三日不下”。紙飛機,是我們兒時與天空對話的信使,承載着童年挑戰的勇氣與斑斓的夢想。
紙飛機也是我們曾經認識動力世界的一個觸手可及的玩具,手作的紙飛機就是一個自主動力空氣動力學物理模型,雖然它是一種無動力"飛行器",隻能依靠手臂的投擲力度來升空或起飛,但是其中包含的原理卻簡單而深刻,是我們探索物理世界的好夥伴。
用紙制作玩具被認為起源于2000年前的希臘,那時“風筝”是一種流行的娛樂項目,也有一種說法是緣于中國的“紙鸢”,雖然風筝并不是紙飛機。
現在最為人們所接受的制作方法是由約翰·K·諾斯羅普在1930年所制作的,諾斯羅普用紙飛機是用以模拟測試來發現真實飛機的飛行機理而産生的。但是需要注意的是:飛機和紙飛機的飛行原理不同,紙飛機和風筝的飛行原理是相仿的。其中,飛機的飛行原理,即流體力學的基本原理是大家比較熟悉的“伯努利定律”。
紙飛機的力學分析如下:
其中,每種紙飛機的不同折法都會對其飛行的距離和時間等相關要素起到決定性作用,而其中體現着的相關原理是小朋友們打開物理王國之門的一把鑰匙。
一、自諾斯羅普用紙飛機始,人類的想象力與探索力在紙飛機上逐步顯現出來,使得紙飛機家族成員不斷擴大。其中獵鷹紙飛機是比較傳統而普遍的一種。獵鷹紙飛機,雖然折法簡單而常見,是紙飛機家族中的标準機,但其可以成為遠距離滑翔機,還能夠被作為競技機使用。
二、空中之王(滞空機)
2009年4月,日本折紙飛機協會的主戶田拓夫創造了紙飛機的飛行時間的新世界紀錄:27.9秒,比原時間記錄長0.3秒。戶田拓夫把這架紙飛機叫“空中之王”(Sky King)還有一個原因就是,它是僅由一張紙折疊而成,整個過程未使用膠水和剪子
三、複仇者紙飛機,是世界紙飛機界的頂峰,其飛行距離輕易達到30多米,輕易地達到滞空20秒的霸主型選手。它實現了複雜的空氣動力學原理與簡易的設計風格的完美平衡,将飛行的時滞與距離兩個要素完美統一起來,堪稱紙飛機界的空中霸王龍。
随着科技的迅猛發展,紙飛機有了新玩法,或者我們已經不能稱之為紙飛機了,比如PowerUp FPV公司就推出了一系列的紙飛機,或者可以更準确點稱之為具有紙飛機造型的無人機。
具體而言,PowerUp FPV充其量也就在外表上是一架紙飛機的造型。盡管支撐起PowerUp FPV形狀和空氣動力學的架構都是由紙制成的,我們可以像發射傳統紙飛機那樣,把PowerUp FPV送入空中。不過進入空中之後,為紙飛機提供動力和轉向控制的動力模塊、紙盒VR眼鏡以及架設于紙飛機上的可旋轉攝像頭,就開始發揮作用了。其中,PowerUP的動力模塊中具備550mAh容量的可更換電池,并且支持microSD卡槽和Wi-Fi連接能力。電池能夠支撐10分鐘的連續飛行,控制範圍350英尺(約合106.7米)。PowerUp FPV的攝像頭鏡頭旋轉角度可達360度,它不僅能看到前方的景色,而是能夠開啟全方位視覺。
一門科學、一項技術隻有在被不斷使用中,才擁有了生命。雖然技術在不斷更叠,或起于青萍之末而止于草莽之間,或與其他方式方法融合并終以嬗變,但是真正富有生命力的思想和方法所體現的根本理念、科學精神乃至自然主義哲學思想将得以永恒、以臻榮光。可以說,人類對于科技的探索未有止境,紙飛機與現代科技的結合也遠沒有終點。科技放飛夢想,夢想指引科技,紙飛機家族的故事正在進行着,也終不會結束。
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