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紙飛機(jī)飛行時(shí)間最長的紀(jì)錄是29.2秒,由日本紙飛機(jī)愛好者于2010年創(chuàng)下。
世界上最大的紙飛機(jī)于2013年在德國完成,翼展18.21米,機(jī)身長5.16米,由14個(gè)人花了1200個(gè)小時(shí)才把它折好。它從一個(gè)高2.47米的平臺(tái)被放飛,滑行了18米。
放飛紙飛機(jī)的最高海拔為35043米。2015年,一群民航巡邏學(xué)員從美國一個(gè)機(jī)場放飛了一個(gè)氦(hài)氣球,紙飛機(jī)就裝在其中,當(dāng)氣球爆掉時(shí),紙飛機(jī)開始飛向地面,花了2個(gè)多小時(shí)到達(dá)地面。
紙飛機(jī)比你想象的重要得多,它并不只是小孩子們的游戲,它在人類追求和研究飛行器的過程中扮演著重要的角色。
紙飛機(jī)究竟如何誕生,已難以考證,它大約起源于公元前500年的中國和日本。1000多年后,紙飛機(jī)被飛行研究先驅(qū)們用來研究大型機(jī)械飛機(jī)的設(shè)計(jì)。15世紀(jì)末,著名的意大利博學(xué)家達(dá)·芬奇就通過折紙飛機(jī)來測試他設(shè)計(jì)的撲翼飛機(jī)和降落傘。
19世紀(jì)后期,現(xiàn)代航空先驅(qū)們也會(huì)在制造大型飛行器之前通過紙飛機(jī)模型來證實(shí)他們的飛行理論。而其中最值得稱道的是,現(xiàn)代飛機(jī)的發(fā)明者萊特兄弟在設(shè)計(jì)飛機(jī)的過程中借助紙質(zhì)模型進(jìn)行測試。他們制造了多種多樣的紙質(zhì)模型,并放入他們自制的風(fēng)洞中進(jìn)行測試,這幫助他們對(duì)空氣與飛機(jī)之間的相互作用有了更多的了解。萊特兄弟發(fā)現(xiàn)紙飛機(jī)的翅膀被伸展或彎曲時(shí)會(huì)產(chǎn)生某種力,于是,他們明白了讓飛機(jī)表面產(chǎn)生一些翹曲是控制飛機(jī)最有效的方法,于是他們設(shè)計(jì)出了精細(xì)的副翼。
雖然當(dāng)代科技的進(jìn)步使紙質(zhì)模型的需求量大大減少,但航空愛好者和紙飛機(jī)愛好者大有人在,而且對(duì)待紙飛機(jī)的態(tài)度非常嚴(yán)肅而認(rèn)真,這使得紙飛機(jī)的飛行距離越來越遠(yuǎn)。如果利用計(jì)算機(jī)計(jì)算,并進(jìn)行精確的切割、折疊、粘合,紙飛機(jī)的飛行距離可以比一般的紙飛機(jī)遠(yuǎn)五六倍。
雖然沒有機(jī)器人,沒有高科技,沒有眼花繚亂的電競大屏幕,但紙飛機(jī)比賽同樣激動(dòng)人心。
現(xiàn)代紙飛機(jī)設(shè)計(jì)中一個(gè)著名的人物是日本的二宮康明教授,他設(shè)計(jì)了一系列先進(jìn)的紙飛機(jī),被稱為“白翼”,市場上還可以買到,可以飛行百米左右。最初它們是全紙?jiān)O(shè)計(jì),需要耐心才能組裝,于是二宮康明教授將之改裝成輕木機(jī)身,使裝配更容易。目前有的更換成了更耐摔的人工材質(zhì)。
這是一架經(jīng)典的直升紙飛機(jī),由另一位著名紙飛機(jī)設(shè)計(jì)者、南非的E.H.馬修教授設(shè)計(jì)。
全球最大的紙飛機(jī)比賽“紅牛紙翼”從2006年以來已經(jīng)舉辦了5屆。2019年這一屆有來自全球56個(gè)國家的52000名紙飛機(jī)愛好者參加,不過,真正能來到?jīng)Q賽賽場的只有176名選手,進(jìn)行高手之間的最終對(duì)決。
賽場上,各式各樣的紙飛機(jī)從參賽者手中放飛。參賽者放飛時(shí)專注與嚴(yán)肅的神情不亞于奧運(yùn)會(huì)選手,而放飛的動(dòng)作看上去非常講究,跨步、手形和力道似乎都被精確地計(jì)算過。
2019年比賽獲勝者中,飛行距離的冠軍由美國選手奪得,他的紙飛機(jī)飛出了56.61米;飛行時(shí)長的冠軍由澳大利亞選手獲得,他的紙飛機(jī)飛了13.33秒。飛行特技項(xiàng)目的冠軍由一名烏克蘭女選手摘得,這是第一次由女賽手奪冠。
動(dòng)手
紅牛紙翼有特定的比賽規(guī)則。
比賽場地選擇在室內(nèi),并且沒有空調(diào)和排風(fēng)扇,以免氣流干擾紙飛機(jī)的飛行。紙飛機(jī)都由參賽選手用專用紙張?jiān)诒荣惉F(xiàn)場折疊,以保證比賽的公平。
紙飛機(jī)比賽共分三項(xiàng),分別比試飛行距離、飛行時(shí)長和飛行特技,并分別排名。前兩項(xiàng)都使用單張完整的國際標(biāo)準(zhǔn)A4紙進(jìn)行折疊,除了折疊之外,不允許撕剪、膠粘、切割、裝訂或載物;折疊的樣式只能是飛機(jī)形狀,不能是棒狀、球狀等其他任何非飛機(jī)形狀。而特技比賽則相對(duì)自由,紙張、形狀、制作方式都不受限制,只有遙控這種控制紙飛機(jī)的行為是不允許的。
美國宇航局正在開發(fā)完全不同于現(xiàn)棧飛機(jī)的新型客機(jī),使其更加經(jīng)濟(jì)和高效。這個(gè)紙檬型、即其中的環(huán)翼飛機(jī)模型。
翻滾翼紙飛機(jī),放飛時(shí)需要拿一塊板,斜置于胸前,當(dāng)人向前行走時(shí),迎面而來的氣流會(huì)沿板子上升,使這架紙飛機(jī)保持飛行。
蝙蝠紙飛機(jī)是約翰·柯林斯設(shè)計(jì)的一款很有特色的紙飛機(jī),它形似蝙蝠,雖然飛得并不遠(yuǎn),但能像蝙蝠一樣振翅飛行。
2012年,美國紙飛機(jī)達(dá)人約翰·柯林斯在一個(gè)運(yùn)動(dòng)場中放飛他設(shè)計(jì)的紙飛機(jī),但放飛者不是他本人。這架紙飛機(jī)飛出了68.89米,打破了紙飛機(jī)飛行距離的吉尼斯世界紀(jì)錄,超過之前的紀(jì)錄5.8米遠(yuǎn)。這一紀(jì)錄保持至今。
約翰·柯林斯從八九歲開始折紙飛機(jī),跟大家差不多,但一般小朋友折紙飛機(jī)折一陣子就不折了,柯林斯卻從未停止,他對(duì)折紙的熱情從未中斷。雖然他的學(xué)業(yè)和工作在很長一段時(shí)間里都跟折紙飛機(jī)無關(guān),但他利用業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)、研究和練習(xí),并且出過好幾本關(guān)于折紙飛機(jī)的書。第一本書于30年前出版,銷量很不理想。但愛好就是愛好,約翰·柯林斯仍然一如既往地繼續(xù)沉浸在折紙飛機(jī)的快樂中。
直到2009年前后,他因?yàn)楣ぷ髦械氖д`被辭退,于是,他重新思考人生,決定全職折紙飛機(jī),全心全意地投入到他從小的愛好之中。這一舉動(dòng)給他帶來了巨大的回報(bào),他打破了吉尼斯世界紀(jì)錄,從此成為了網(wǎng)紅,并在美國哈佛、斯坦福、卡耐基等多家世界頂尖的大學(xué)里演講并展示他的紙飛機(jī)設(shè)計(jì),各大媒體也請(qǐng)他介紹折紙飛機(jī)的技巧和個(gè)人發(fā)展經(jīng)歷。紅牛紙翼還請(qǐng)他當(dāng)賽場評(píng)委。
平時(shí)家長們??淠膫€(gè)孩子手巧,其實(shí),像約翰·柯林斯這樣的紙飛機(jī)高手,除了手巧,更重要的能耐是善于也樂于研究。有哪些因素會(huì)影響紙飛機(jī)飛行?如何改造紙飛機(jī)的形狀能夠提升它的飛行性能?如何折疊才能既建構(gòu)出最合適的飛機(jī)形狀,又不會(huì)影響紙飛機(jī)的重心位置?通過研究,再反復(fù)試驗(yàn),反復(fù)改良,最終掌握各種竅門,使紙飛機(jī)也能一飛沖天。創(chuàng)造吉尼斯世界紀(jì)錄的紙飛機(jī)的設(shè)計(jì)過程歷時(shí)3年,但奇妙的是,這架飛機(jī)的設(shè)計(jì)正是柯林斯生平第一架紙飛機(jī)的折法,不過細(xì)節(jié)上經(jīng)過了微小的改良。
(在“自古天才出少年”公眾號(hào)上,我們發(fā)布了約翰·柯林斯幾架代表性紙飛機(jī)的折法,歡迎大家觀看。)
“我認(rèn)為只有效果,而沒有成功或失敗,就像任何科學(xué)實(shí)驗(yàn)一樣,沒有失敗或錯(cuò)誤的效果。每一次嘗試的效果都對(duì)應(yīng)著一組數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù),你可以重新開始思考和改良?!?h3>吉尼斯世界紀(jì)錄中飛得最遠(yuǎn)的紙飛機(jī)
這架紙飛機(jī)由約翰·柯林斯設(shè)計(jì),打破并保持了單張A4紙,無切割、無粘合、無附加裝置下的紙飛機(jī)飛行最遠(yuǎn)紀(jì)錄,大家一起動(dòng)手來試試,看它能飛多遠(yuǎn)。
將一對(duì)直角邊對(duì)齊折好,打開后反面同樣折好,留下折痕;將兩側(cè)豎邊如圖分別與前兩步留下的折痕對(duì)齊折緊。
將尖頭部分向下翻折,使梯形內(nèi)側(cè)的紙張邊緣與兩側(cè)的紙張邊緣在一條直線上(見圖4的虛線);如圖分別將兩個(gè)角與中心線對(duì)齊折好;將中間的梯形向上翻折。
對(duì)折,將兩側(cè)機(jī)翼折出。機(jī)翼的斜邊剛好蓋住下面的直角,使機(jī)翼稍微擴(kuò)大,可以達(dá)到最好的飛行效果。
兩側(cè)機(jī)翼對(duì)齊的關(guān)鍵點(diǎn)在于翼尾的直角。飛機(jī)折好后,讓機(jī)翼尾部微微向上彎折,增加升力;兩翼夾角調(diào)小,增加穩(wěn)定性。
折出超級(jí)紙飛機(jī)的奧秘都藏在牛頓力學(xué)之中,設(shè)計(jì)紙飛機(jī)的最基本原則就是平衡或駕馭諸種力。一架紙飛機(jī)會(huì)受到兩組反向力的影響:升力和引力、推力和拉力(如圖所示)。升力來自空氣浮力,機(jī)翼越大,升力越大;引力來自地球,它會(huì)把飛機(jī)往下拽;推力來自放飛者肌肉的發(fā)力;拉力則來自空氣阻力,使飛機(jī)減速。要讓紙飛機(jī)飛得遠(yuǎn)或飛得久,就需要讓這四種力達(dá)到某種平衡。我們可以通過設(shè)計(jì)紙飛機(jī)的形狀和放飛方式來做到這一點(diǎn)。
紙飛機(jī)折痕越緊越服岾,飛行效果越好。
如果想設(shè)計(jì)出一架出色的紙飛機(jī),還是需要多嘗試、多思考、多調(diào)整,反復(fù)改良,這也正是紙飛機(jī)愛好者的樂趣所在。
你能將一架紙飛機(jī)連續(xù)投進(jìn)三米遠(yuǎn)的一個(gè)桶里多少次?世界最高紀(jì)錄保持者來自日本,他于2010年連續(xù)13次將紙飛機(jī)投進(jìn)了桶里。除了投擲者必須手穩(wěn),紙飛機(jī)也必須能精準(zhǔn)飛行。
這三種紙飛機(jī)分別適用于長時(shí)飛行、長距飛行和精準(zhǔn)飛行,你可以嘗試在此基礎(chǔ)上將它們改造,使它們的飛行更加出色。
(以下紙飛機(jī)都使用國際標(biāo)準(zhǔn)A4紙)