¿Qué es el diseño óptimo para un avión de papel? (O, al menos, ¿cómo puede usted acercarse a ella?)

Question

Tener en realidad sólo se conocen dos diseños de aviones de papel desde mis días como un niño, uno que vuela alrededor de ocho pies y otro que vuela alrededor de diez pies, siempre me he preguntado cómo la gente se las arreglan para llegar a los diseños que son capaces de volar mucho, mucho más que eso. Claramente, estos no tienen propulsión después de su estallido inicial de la energía (de ser lanzado); después de que todo acerca de deslizamiento.

Entonces, ¿qué consideraciones de diseño debería hacer en el fin de crear un avión que tiene el máximo de tiempo de vuelo y la distancia? Lo son en general las mejores prácticas en esta empresa, y cuáles son los fundamentos físicos para estas elecciones?

Yo no estoy buscando diseños específicos necesariamente, pero ¿qué cualidades hace un buen avión de papel que puede volar durante una muy larga distancia?

Answer 1

La física de un avión de delta son simples. Hay energía potencial, proporcional a la altura sobre el suelo. También hay energía cinética, proporcional a la velocidad al cuadrado.

En primer lugar, entender la velocidad. Si el avión no está ligeramente la nariz-pesado, va a volar un festoneado de arriba-abajo ciclo. Si lo hace, añadir un poco de peso a la nariz, o distribuir el área del ala más hacia la parte trasera. Suponiendo que hayas hecho esto, usted puede controlar la velocidad de giro de la cola de los bordes. Cuanto más se volvió, aumentando el ángulo de ataque, la más lenta de las moscas. (Hasta un máximo ángulo de ataque, en el que las alas dejar de trabajar, o de "parada".)

De vuelta a la energía. Si no hubo arrastre, el avión nunca iba a venir abajo. Ya que no hay arrastre, arrastre tiende a frenar el avión, la disminución de su energía cinética. La lucha contra que es el plano de la tendencia a mantener constante la velocidad y la energía cinética, por lo que desciende, convirtiendo la energía potencial en energía cinética, como una pelota que rueda por una pendiente. Así que cuanto más arrastre, más rápidamente desciende, la menos resistencia, más lentamente desciende.

Una forma de minimizar el arrastre es minimizar la velocidad, ya que la fuerza de arrastre es proporcional a la velocidad al cuadrado. (Por lo tanto la tasa de caída es aproximadamente proporcional a la velocidad al cuadrado.)

Por lo que la velocidad de ajuste depende de lo que usted desea maximizar:

• Para maximizar el rango de deslizamiento, ajuste para una velocidad que es lo suficientemente lenta como para tener baja resistencia, pero no tan lento que no cubre mucho terreno.

• Para maximizar el tiempo en el aire, recortar, inclusive, para una velocidad más lenta que tiene incluso menor resistencia, reduciendo así al mínimo la tasa de caída. Esta velocidad es aproximadamente a mitad de camino entre la velocidad para maximizar el alcance y la aún más lenta la velocidad de pérdida $V_S$.

Visite estos enlaces: V-velocidades, y Planeo.

Answer 2

Pensar acerca de las fuerzas que actúan en la vida real plano.

Las fuerzas que ayudan vuelo:

En adelante, usted tiene empuje (procedentes de los motores)

Va para arriba, usted tiene ascensor (de la aerodinámica) y una fuerza contraria al peso (resistencia del aire)

A lo largo de la línea de movimiento, tiene una fuerza de rotación que afecta a la estabilidad

Las fuerzas que impiden el vuelo:

Va de nuevo, tendrá que arrastrar (la resistencia del aire, etc)

Bajando, de peso

A lo largo de la línea de la envergadura, tiene una fuerza de rotación que afecta a la estabilidad

Un avión de papel no tiene empuje, y a menos que seas REALMENTE BUENO en origami, no de la fuerza de elevación.

Así que usted tiene que considerar:

La resistencia del aire en el plano vertical (la que desea ser alto)

La resistencia del aire en el plano horizontal (la que desea darse de baja)

Peso (la que desea darse de baja)

Estabilidad en torno a la dirección del movimiento

Estabilidad alrededor de la línea de la envergadura

Por eso, la óptima forma tendría infinito área cuando es visto desde arriba, cero área cuando se ve desde el frente, cero peso, vertical stabliser para detener la rotación alrededor de la dirección del movimiento, y un buen equilibrio para evitar la rotación alrededor de la línea de la envergadura