一起動手來造飛機 實體

1. 1
一起動手來造飛機
虎尾科技大學
資訊工程系 陳國益

2. 大綱
 飛行原理
 空力動力學
 升力如何產生
 紙飛機的分類
 摺一架Nakamura
 摺一架Invader
 如何調整紙飛機
 升降舵
 方向舵
2

3. 飛機的四個力
3
???

4. 康達 vs 白努力
4
康達 白努力

5. 白努力 (Bernoulli‘s) 效應？
5

6. 白努力效應？
 「白努力」公式(P+ρgh+(1/2)ρυ2=常數)，是
針對同一道流體的不同位置，根據「能量守
恆」推導而得。所以相互比較速度(υ)與1壓力
(P)的兩點，必須在同一道流體
 而機翼上、下層的氣流，已經不算同一道流
體，故違反了白努力的限制條件
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7. 白努力效應？
 根據實驗證據顯示，氣流通過機翼上下
層後，並不會同時到達尾端(如下圖)，
所以，「上層流速快」的推論也站不住
腳
7

8. 白努力效應？
 「白努力」的公式僅顯示速度與壓力的大小
關係，並未包含兩者之「因果」關係
 若根據「牛頓定律」(ΣF=ma )的觀點，壓力
的差異應該是速度變化的原因，而非結果
(ΔP⟹ΣF⟹a⟹Δυ)
 故正確的說法應是“壓力大則速度小”，而
一般課本中則出現因果的倒置。
8

9. 白努力效應？
 可用於測量流速
 在同一道流體上，截面積(A)的不同，造成流速(v)的
不同(v∝1/A)
 根據白努力效應，流速的差異可以顯現出壓力差，看
到流體上方的液面出現高度差
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文丘里管 Venturi tube

10. 飛機的升力來源 究竟為何？
 康達效應
 弧面翼型產生升力
 牛頓第三運動定律
 當兩個物體交互作用時，彼此施加於對方
的力，其大小相等、方向相反。力必會成
對地出現：其中一道力稱為「作用力」；
而另一道力則稱為「反作用力」
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11. 機翼如何產生升力
 康達效應(Coanda Effect)
11
Henri Marie Coandă
羅馬尼亞發明家，空
氣動力學先鋒和現代
噴氣式飛機之父。
1886 ~1972

12. 什麼是康達效應？
 如果平順地流動的流體經過具有一定彎
度的凸表面的時候，有向凸表面吸附的
趨勢
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13. 什麼是康達效應？
 在流體轉向的過程中，流體會對表面施
加一向左的作用力
 依照牛頓第三定律，物體就會產生一個
向右的反作用力
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14. 什麼是康達效應？
 湯匙與水龍頭實驗
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湯匙

15. 什麼是康達效應？
 被水流吸引的乒乓球
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16. 什麼是康達效應？
 水柱下固定的乒乓球
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17. 什麼是康達效應？
 如果平順地流動的流體經過具有一定彎
度的凸表面的時候，有向凸表面吸附的
趨勢。
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18. 什麼是康達效應？
 康達效應與升力
 根據牛頓第三運動定律（當兩個物體交互作用時，彼
此施加於對方的力，其大小相等、方向相反），因此
向下流動的空氣會給機翼一向上的反作用力，這就是
機翼的升力來源
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19. 什麼是康達效應？
 附壁作用（康達效
應）是大部分飛機
機翼的主要運作原
理。附壁作用的突
然消失是飛機失速
的主要原因
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20. 什麼是康達效應？
 吹風機與兵乓球實驗
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21. 什麼是康達效應？
 吹風機與紙片實驗
 吹風機和紙片位置固定，只能移動圓柱體
將紙片吹倒
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22. 什麼是康達效應？
 對著罐子吹蠟燭實驗
22

23. 什麼是康達效應？
23
 對著罐子吹蠟燭實驗

24. 什麼是康達效應？
 如何從杯子倒水不流出來？
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25. 沒有翼型的紙飛機為何會飛？
25
＊牛頓第三運動定律：作用力與反作用力

26. 沒有翼型的紙飛機為何會飛？
26
牛頓
＊牛頓第三運動定律：作用力與反作用力

27. 沒有翼型的紙飛機為何會飛？
27
關鍵在：角度

28. 沒有翼型的紙飛機為何會飛？
28
關鍵在：角度

29. 沒有翼型的紙飛機為何會飛？
 電風扇前，調整紙板不同角度
29

30. 牛頓第三運動定律
 不論是紙飛機、珍珠板機都適用
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31. 升力的成因：康達與牛頓
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牛頓 康達

32. 紙飛機的分類
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33. 紙飛機的分類 Cont.
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DART 飛鏢型：較長較瘦、阻力小、浮力小、
速度快、飛行距離遠、滯空時間短

34. 紙飛機的分類 Cont.
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Glider 滑翔翼型：較寬大、阻力大、浮力大、
速度慢、飛行距離遠、滯空時間長

35. 紙飛機的分類 Cont.
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Hybrids 混合型：兼具以上兩者優缺點

36. 紙飛機好飛的秘訣
 重量分布
 紙飛機的前沿重量分布越平均，飛得越好
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37. 紙飛機好飛的秘訣 Cont.
 堅固的肩膀
 紙飛機的『肩膀』越堅固，飛得越好
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38. 打造一台好飛的紙飛機
 Nakamura
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39. 注意事項
 摺紙飛機每一條摺痕，
盡可能用指甲壓平整。
 兩邊盡量對稱。
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40. Nakamura 摺法
 A4 紙直向對摺 (1)
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41. Nakamura 摺法
 翻面，(3)、(4)
分別往內摺角
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42. Nakamura 摺法
 沿著 (2) 往下摺
42

43. Nakamura 摺法
 (6)、(7)角落尖角折到黑點處
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44. Nakamura 摺法
 (8) 尖角往上摺
44

45. Nakamura 摺法
 沿中線向內對折出機身
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46. Nakamura 摺法
 沿 (10) 線摺出機翼
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47. Nakamura 摺法
 空白處寫上你的座號和班級
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48. Nakamura 摺法
 沿實線剪出升降舵 (Elevator)
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49. Nakamura 摺法
 沿實線剪出方向舵 (Rudder)
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50. 來試飛看看
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51. 飛機的控制面
 Control Surfaces
 副翼 Aileron
 升降舵 Elevator
 方向舵 Rudder
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52. 升降舵的原理
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升降舵往下，機頭下降 升降舵往上，機頭上升

53. 康達效應與紙飛機
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54. 舵面的調整：升降舵 (Elevator)
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若過度上升，
則將升降舵下調

55. 舵面的調整 Cont.
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55
若俯衝墜落，
則將升降舵上調

56. 舵面的調整 Cont.方向舵(Rudder)
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若偏左或偏右，
則將反向調整方向舵
偏左，方向舵向右調，
偏右，方向舵向左調，

57. 打造一台好飛的紙飛機
 Invader
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58. Invader 摺法
 A4 紙橫向對半摺 (1)
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59. Invader 摺法 Cont.
 一邊折到中央靠右側虛線處 (2)
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60. Invader 摺法 Cont.
 另一邊折到中央靠左側虛線處 (3)
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61. Invader 摺法 Cont.
 拉起右側角，按照虛線 (4) 向上摺
角角碰到邊緣
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62. Invader 摺法 Cont.
 拉起右側下邊，按照虛線 (5) 向上摺與
右側邊緣對齊
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63. Invader 摺法 Cont.
 左側也比照辦理(6)(7)
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64. Invader 摺法 Cont.
 頂部對齊邊緣往下摺 (8)
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65. Invader 摺法 Cont.
 稍用指甲在---處畫出折痕，然後順著
(9)(10)的邊緣往內摺
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66. Invader 摺法 Cont.
 從中線對半向內摺
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67. Invader 摺法 Cont.
 摺出機身 (11)
 另外一邊也一樣摺出機身
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68. Invader 摺法 Cont.
 向上沿虛線(12)(13)摺出垂直平衡翼
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69. Invader 摺法 Cont.
 空白處寫上你的座號和班級
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70. Invader 剪出調整舵面
 剪刀剪出升降舵
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71. Invader 剪出調整舵面 Cont.
 剪刀剪出方向舵
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72. 試飛時間！
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73. 一起飛飛看！
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74. 進一步想想看…
 機身可以調大也可以調小
 機身調小->機翼面積變大
改變機翼面積飛行性能是否改變？ 74

75. 前翼機 (canards)
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JAS-39
Rafale
EuroFighter

76. Canards airplane
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77. Canards
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78. DART：Arrowhead
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79. DART：Arrowhead
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80. Glider： Elanus
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81. 可以摺其他種類的紙飛機嗎？
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一起來發揮創意！