飛上天空的夢想─談紙飛機的原理篇名飛上天空的夢想－談紙飛機的原理－作者陳宥任。台中縣立大里高中。六年四班陳彥霖。台中縣立大里高中。六年四班黃景暉。台中縣立大里高中。六年四班1/9飛上天空的夢想─談紙飛機的原理壹●前言仰望藍天，無數的飛鳥正輕快的在天際翱翔，多麼閒適啊！飛鳥能如此順利的擁抱藍天，當然人類也極度渴望飛上青天，但廣大的天空對人類而言卻是那麼的遙不可及，看看鳥兒與我們的差異，不難發現鳥兒有著一對寬大的羽翼以及輕盈的身軀，這些都是要飛上青天所必須擁有的條件。自遠古以來，人類就以飛鳥為師做出模擬的翅膀，想模仿鳥兒拍動羽翼飛向青天，可是始終無法順利的飛行……直到1680年人類才開始了解到無法運用雙臂的力量飛行﹝註一﹞，於是便展開了一段至今長達300多年的飛行探索史。雖然現在人類已經能運用飛行器載人飛行，但比起大自然裡各種飛行的能手，不論是動物亦或是植物，人類始終望塵莫及，在飛行的領域裡，人類才剛跨出一小步而已。然而要飛上青天似乎有著一些我們不得不遵守的飛行基本原理存在著，只要遵循著這些原理，飛行就好像不是一件十分困難的事。對飛行充滿好奇心的我們，想要了解：如何才能飛上青天、如何才能穩定的飛行以及要飛上青天所必須具備那些基本構造和其相關的原理，於是我們試圖運用身邊最容易取得的材料“紙”模擬現今飛行器的基本構造，做出一隻隻的紙飛機，運用紙飛機來解答我們對飛行產生的種種疑惑。貳●正文一、紙飛機的研究價值紙飛機由於方便取才，容易製作及易於調整，故可用以作為真正飛機研究及設計的參考。紙飛機製作簡易，但其中卻有大學問，它可以印證白努力定律，及簡易的流體力學，而且擁有能逐一檢視在一趟飛行中，機體上每個部位所扮演的角色以及其優點，可以藉由調整紙飛機的各個部位，如機翼形狀、上反角、機體重心等等，來了解遨遊天際的客機、捍衛國家的戰鬥機等等飛行器的基本飛行原理，只要摺摺紙，用用剪刀就能讓你享受到當飛機技師的快感，雖然紙飛機沒有引擎，不能像動力飛機一樣飛那麼遠，但是它調整容易，所以要學習飛行原理的初學者通常都由製作紙飛機先下手。二、飛機的基本構造：2/9飛上天空的夢想─談紙飛機的原理﹝註二﹞01.機身機身又稱為胴體，將主翼、垂直尾翼、水平尾翼緊密的聯結在一起02.主翼主翼的主要功能為提供飛機在飛行中所需的升力，並且使飛機能穩定的飛行03.尾翼尾翼包括垂直尾翼與水平尾翼，尾翼的作用是控制飛機垂俯仰和水平翻轉，保證飛機能以固定的姿態平穩飛行﹝註三﹞三.飛機各部位之功能01主翼飛機的升力絕大部分由主翼產生，在飛行時空氣流經機翼會分成上下兩股氣流，分別由機翼上下兩側流過，因為機翼上方表面曲率較大，此時氣流沿機翼曲面流動，因離心力與壓力的平衡關係，而流速加快，使機翼曲面上之壓力降低，反之：3/9飛上天空的夢想─談紙飛機的原理機翼下表面氣體流速較慢，而產生較大的壓力，因此在機翼上下表面產生了壓力差，進而提供了飛機在飛行時所需要的升力。﹝註三﹞﹝註四﹞02.上反角當紙飛機受到氣流的影響而導致機體產生橫向的搖擺，上反角具有維持其「橫向穩定」的功能。當機體受到左側來風的干擾，此時作用於主翼用已支撐機體重量的空氣力方向向左傾斜，飛機也就向左方偏移，結果左側主翼的攻角產生了上反角與機體傾斜角的差值，同理，右側主翼的攻角則產生了上反角加上機體傾斜角的角度變化，因此左側主翼的空氣力量增加，而右側主翼的空氣力量減小，使機體朝順時針方向恢復水平飛行。﹝註五﹞﹝註六﹞03.垂直尾翼通常置於機體上方，用以維持機體於飛行時的左右穩定狀態，故又稱垂直安定翼。因其結構可於受到側向外力時，產生一修正力，使其由傾斜時有回復力矩產生，使機體回復到原本的安定狀態，故可使機體不至於受外在因素而左右搖擺。04.水平尾翼位於機體的兩側，從橫方向來看，水平尾翼能使分機在飛行時機體的姿勢可持續維持一個穩定的角度，並協助主翼產生升力的作用。05.水平尾翼與裝置角在機體上裝置水平尾翼時，為了維持機體在拋出後能以一定的角度下降，此時主翼的裝置角與水平尾翼的裝置角之間的差距必須設計於特定的角度。每個機體都有最適合飛行的角度，若裝置角不足，則在拋出後機首便會向下傾倒，若角度太4/9飛上天空的夢想─談紙飛機的原理大，機首將會向上揚起，而後急據落下，無法穩定的飛行。﹝註七﹞﹝註八﹞06.攻角相對氣流方向與翼弦(不論是主翼或是尾翼，連結機翼前後端的直線)所夾的角度叫攻角。在飛行速度等其他條件相