手擲滑翔機設計與製作 Revised: October, 2014

國外手擲滑翔機活動

內容 飛行原理 飛機結構 模型飛機製作 問與答

內容 飛行原理 飛機結構 模型飛機製作 問與答

機翼如何產生升力 高 流體特性令空氣在背向氣流的翼面加速﹐根據伯努利定律 ﹐氣壓會因而下降 機翼相對氣流的攻角必需為正值 相反﹐在面向氣流的翼面空氣會減速﹐令氣壓增加 低 壓 高

升力與攻角的關係 攻角過大 升力驟降 阻力 升力 失速 攻角小 升力低 升力 阻力 攻角大 升力高 升力 阻力

攻角過大導致失速﹐飛機往下墜 失速可透過適當調較避免 失速

升力與翼面積的關係 翼面積大 升力高 翼面積小 升力低 飛機越重﹐所需翼面積越大

升力與速度的關係 速度高 升力高 速度低 升力低 飛機越重﹐所需的投擲力度越大

甚麼力量令滑翔機向前飛 ? 重力 飛行航線 升力 升力的垂直分量抵消重力 升力的水平分量抵消阻力 阻力

翼荷載的影響 - 滑翔角度 翼荷載高 滑翔角度大 飛機下沉快 翼荷載低 滑翔角度小 飛機下沉慢

翼荷載的影響 - 飛行速度 翼荷載高 飛行速度高 150 克 翼荷載低 飛行速度低 100 克

翼荷載的影響 - 留空時間 翼荷載低 留空時間長 翼荷載高 留空時間短

飛機的穩定性 - 俯仰穩定性 機頭在飛行中突然墮下 穩定 自動回復水平飛行 不穩定 加快俯衝

飛機的穩定性 - 俯仰穩定性 機頭在飛行中突然抬起 穩定 自動回復水平飛行 不穩定 俯衝墜地 失速溫和 不穩定 失速猛烈

飛機的穩定性 - 橫擺穩定性 機頭在飛行中突然擺右 穩定 自動回復原來指向 不穩定 偏向加劇 飛行方向

飛機的穩定性 - 滾轉穩定性 機翼在飛行中突然右傾 穩定 自動回復水平 不穩定 傾側加劇

空氣阻力 - 對飛行的影響 阻力大 滑翔角度大 飛機下沉快 阻力小 滑翔角度小 飛機下沉慢

空氣阻力 - 誘導阻力 機翼經過空氣時會在後緣產生旋渦。過程中飛機的部份動能被旋渦吸取, 對飛機構成阻力

空氣阻力 - 誘導阻力 機翼寬而短 誘導阻力高 機翼窄而長 誘導阻力低

空氣阻力 - 形狀阻力 平板 球體 球體 + 後整流罩 球體 + 前後整流罩

空氣阻力 - 透過飛機設計減低空氣阻力 低形狀及誘導阻力的飛機 高形狀及誘導阻力的飛機

內容 飛行原理 飛機結構 模型飛機製作 問與答

後置水平穩定板機 - 結構 垂直尾翼 水平穩定板 主翼 機身

後置水平穩定板機 - 俯仰穩定性 機頭抬起時的回復 機頭下墮時的回復 主翼﹕ 升力中心 正攻角 水平穩定板﹕ 零攻角 重心 升力令機身回復水平 機頭下墮時的回復 壓力令機身回復水平

後置水平穩定板機 - 橫擺穩定性 飛行方向 壓力令機身回復原來指向

後置水平穩定板機 - 滾轉穩定性 主翼上反角 升力線傾斜令 飛機側滑 壓力大 壓力差造成的力矩令機翼回復水平 壓力小

前置水平穩定板機 - 結構 垂直尾翼 水平穩定板 主翼 機身

前置水平穩定板機 - 俯仰穩定性 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復 水平穩定板﹕ 主翼﹕正攻角 正攻角，角度比主翼攻角大 重心 主翼攻角接近零﹐升力驟降 水平穩定板仍然保持一定攻角﹐繼續產生升力 升力差造成的力矩令機身回復水平 機頭抬起時的回復 主翼攻角加大﹐升力增加 水平穩定板攻角過大﹐首先失速﹐ 升力驟降 升力差造成的力矩令機身回復水平

前置水平穩定板機 - 橫擺穩定性 飛行方向 壓力令機身回復原來指向

前置水平穩定板機 - 滾轉穩定性 主翼上反角 升力線傾斜令 飛機側滑 壓力大 壓力差造成的力矩令機翼回復水平 壓力小

無水平穩定板機 - 結構 垂直尾翼 主翼 機身

無水平穩定板機 - 俯仰穩定性 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復 升力中心 需用尾緣往上翹的特別翼型 重心 主翼攻角增加﹐升力中心往後移﹐令機頭下墮 重力 機頭下墮時的回復 主翼攻角減小﹐升力中心往前移﹐令機頭抬起 重力

無水平穩定板機 - 橫擺穩定性 飛行方向 壓力令機身回復原來指向

無水平穩定板機 - 滾轉穩定性 主翼上反角 升力線傾斜令 飛機側滑 壓力大 壓力差造成的力矩令機翼回復水平 壓力小

飛翼 - 結構 主翼 方向穩定板

飛翼 - 俯仰穩定性 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復 升力中心 需用尾緣往上翹的特別翼型 重心 主翼攻角增加﹐升力中心往後移﹐令機頭下墮 重力 主翼攻角減小﹐升力中心往前移﹐令機頭抬起 機頭抬起時的回復 重力 主翼攻角增加﹐升力中心往後移﹐令機頭下墮

飛翼 - 橫擺穩定性 飛行方向 飛行方向 迎風面積大﹐空氣阻力大 迎風面積小﹐空氣阻力小 阻力差造成力矩令飛機回復原來指向 壓力令機身回復原來指向

飛翼 - 滾轉穩定性 主翼上反角 升力線傾斜令 飛機側滑 壓力大 壓力差造成的力矩令機翼回復水平 壓力小

其他結構 串翼機 疊翼機

其他結構 V 尾機 T 尾機

創意無限 …

內容 飛行原理 飛機結構 模型飛機製作 問與答

物料限制 紙 木、竹、庶 布 橡膠、乳膠 金屬 絲，線 水松、海棉 塗料：水溶性、低揮發性、非毒性  建議巴沙木(俗稱「飛機木」)，細木條，輕木材，或以下物料﹕ 紙 木、竹、庶 布 橡膠、乳膠 金屬 絲，線 水松、海棉 塗料：水溶性、低揮發性、非毒性   為實踐環保概念，如滑翔機使用以下物料製造，將被除消參賽資格： 所有塑膠類產品 玻璃 光碟如 CD、VCD、DVD 等 現成滑翔機模型製成品

工具﹕大頭針﹐刀片﹐白膠漿﹐沙紙板

繪畫 1 : 1 設計圖

材料﹕巴沙木棒及木片

將木棒裁割至機身尺吋

用白膠漿黏合機身

從設計圖剪下主翼和尾翼的形狀﹐貼在木片上﹐然後小心用刀片切出主翼和尾翼

主翼和尾翼

切下一小片長方形巴沙木﹐用沙紙把一邊打磨至弧形﹐成為翼肋。跟著設定主翼位置

將左右翼黏合並設定所需上反角

將翼肋黏在翼底﹐令主翼有弧度﹐提昇效率

將主翼固定在機身上

將尾翼固定在機身上

檢查尾翼是否與主翼平行

固定垂直尾翼

設定重心

重心位置設定 L 0.33L 至 0.4L A B

完成

疑難解答 如有疑難，可瀏覽本會網頁： http://www.greencouncil.org 查詢可致電：28101122 或 電郵至：info@greencouncil.org 請註明「環保創意模型設計比賽 」 將於1月22日(星期六)，於本會設立檢查日。 (參賽表格、比賽規則及指引可於本會網頁下載)