手擲滑翔機設計與製作
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 壓 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 低 壓 高 壓 相反﹐在面向氣流的翼面空氣會減速﹐令氣壓增加
升力與攻角的關係 失速 阻力 升力 升力 阻力 升力 阻力 攻角小 升力低 攻角大 升力高 攻角過大 升力驟降
攻角過大導致失速﹐飛機往下墜 失速 失速可透過適當調較避免
升力與翼面積的關係 翼面積小 升力低 翼面積大 升力高 飛機越重﹐所需翼面積越大
升力與速度的關係 速度低 升力低 速度高 升力高 飛機越重﹐所需的投擲力度越大
甚麼力量令滑翔機向前飛 ? 升力的垂直分量抵消重力 升力 升力的水平分量產生向前推進力 飛行航線 重力
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 150 克 100 克 翼荷載低 飛行速度低 翼荷載高 飛行速度高
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 不穩定 失速猛烈 穩定 失速溫和 穩定 自動回復水平飛行 機頭在飛行中突然抬起 不穩定 俯衝墜地
飛機的穩定性 - 橫擺穩定性 穩定 自動回復原來指向 飛行方向 機頭在飛行中突然擺右 不穩定 偏向加劇
飛機的穩定性 - 滾轉穩定性 穩定 自動回復水平 機翼在飛行中突然右傾 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 高形狀及誘導阻力的飛機 低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 主翼 水平穩定板 機身
後置水平穩定板機 - 俯仰穩定性 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復 主翼﹕ 升力中心 正攻角 水平穩定板﹕ 零攻角 重心 壓力令機身回復水平 升力令機身回復水平 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復
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 壓力小 壓力差造成的力矩令機翼回復水平
前置水平穩定板機 - 結構 主翼 垂直尾翼 機身 水平穩定板
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﹕ 正攻角，角度比主翼攻角大 主翼﹕正攻角 重心 升力差造成的力矩令機身回復水平 升力差造成的力矩令機身回復水平 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 水平穩定板攻角過大﹐首先失速﹐ 升力驟降 主翼攻角加大﹐升力增加 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復
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 壓力小 壓力差造成的力矩令機翼回復水平
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 需用尾緣往上翹的特別翼型 升力中心 重心 主翼攻角減小﹐升力中心往前移﹐令機頭抬起 主翼攻角增加﹐升力中心往後移﹐令機頭下墮 重力 重力 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復
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 壓力小 壓力差造成的力矩令機翼回復水平
飛翼 - 結構 方向穩定板 主翼
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 主翼攻角減小﹐升力中心往前移﹐令機頭抬起 主翼攻角增加﹐升力中心往後移﹐令機頭下墮 重力 重力 機頭下墮時的回復 機頭抬起時的回復
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 壓力小 壓力差造成的力矩令機翼回復水平
其他結構 串翼機 疊翼機
其他結構 V 尾機 T 尾機
創意無限 …
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內容 飛行原理 飛機結構 模型飛機製作 問與答
物料限制 建議巴沙木(俗稱「飛機木」)，細木條，輕木材，或以下物料﹕ 紙 金屬 木 竹 布 絲，線 水松木 建議巴沙木(俗稱「飛機木」)，細木條，輕木材，或以下物料﹕ 紙 金屬 木 竹 布 絲，線 水松木 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： 膠紙、橡皮圈(橡筋)、玻璃 光碟如 CD、VCD、DVD 等 聚氯乙烯(PVC)：例如塑膠樽、信用咭、膠水盤、水管等 聚丙稀(PP)：例如牛奶及啤酒樽箱、洗頭水樽等 聚苯乙稀(PS)：例如塑膠杯碟、外賣飯盒、乳酸品容器等
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 B A A 0.33L 至 0.4L L B B A
完成
網上參考資源 競賽手擲機 紙飛機 http://f4bscale.worldonline.co.uk/hand.htm http://www.aricraft.com http://www.cdli.ca/CITE/paper.htm http://www.loftymansion.com/users/takechan/PAPER_ANGELS/down/design.html
謝謝
環保會 Simon Tel: 93713035 Email: simonpsh@yahoo.com Info@greencouncil.org