AERODYNAMIK

VÆGT og LØFT

LUFTMODSTAND og KRAFT

HVORFOR PAPIRFLYVERE STYRTER
 

Grundlæggende holder papirflyvere sig i luften på grund af mange af de samme principper, som gælder for rigtige flyvemaskiner. I begge tilfælde er der fire grundlæggende kræfter...Vægt, Løft, Kraft og Luftmodstand. Prøv at tænke på disse fire elementer som fire hold, der to og to deltager i en tovtrækningskonkurrence, hvor papirflyveren befinder sig på præcis det sted, hvor tovene krydser hinanden.

VÆGT og LØFT

Det første hold i tovtrækningskonkurrencen, vægt og løft, dyster mod hinanden og prøver henholdvis at trække op eller ned på en lodret akse. Eftersom tyngdekraften konstant forsøger at trække papirflyveren ned mod jorden, har vægten naturligvis fat i den nederste ende af torvet, mens løftet trækker i den modsatte retning - opad. På en flyvemaskine sidder vingerne i en let skrånende vinkel på selve kroppen, og derved får luften ekstra fart på, når den strømmer hen over vingerne og siden suges ned. Men modsat bliver den luft, som passerer ind under vingerne, bremset en smule, fordi vingens underside presser luften nedad - og det er denne forskel i luftens hastighed over og under vingerne, som skaber loftet.

I det 18. århundrede opdagede den schweiziske videnskabsmand Daniel Bernoulli, at når luftens hastighed øges, formindskes dens tryk samtidig, ligesom det modsatte også er tilfældet. Og derfor skaber den luft, som presses op over den øverste kant af vingen også et let sug, som trækker opad i vingen. Men på samme tid skaber luften under vingen et ekstra tryk, som presser opad mod vingen, og løftet er netop en kombination af disse to kræfter. Under flyvning lige frem gennem luften udøver både løftet og vægten et lige stort træk i flyveren, men hvis løftet trækker hårdere i flyveren end vægten, begynder flyveren at stige, hvorimod flyveren begynder at synke, hvis vægten trækker hårdere end løftet.

LUFTMODSTAND og KRAFT

Mens flyverens løft og vægt kæmper mod hinanden på en lodret akse, trækker luftmodstanden og kraften i flyveren på en vandret akse. Lad os først se nærmere på Luftmodstanden. Når du kaster en papirflyver, er det luftmodstanden, der trækker bagud i flyveren og dermed får den til at aftage i fart, for uanset hvor tynd og ubetydelig luften end kan virke, er den alligevel kompakt og består af en masse, som på mange måder kan minde om sirup. Når en flyver bevæger sig gennem lufte, klæber luften sig i kraft af sin viskositet til flyveren og bremser dens bevægelse gennem rummet. En anden del af luftmodstanden hænger sammen med løftet, eftersom løftet aldrig er rettet direkte opad, men derimod en anelse tilbage, og denne bagudrettede bevægelse er yderligere med til at bremse farten.

Kraften befinder sig i den modsatte ende af tovet og kæmper for at skubbe flyveren fremad. Rigtige flyvemaskiner får deres kraft fra propeller eller jetmotorer, mens papirflyvere får den fra først din arm og siden tyngdekraften. Indledningsvis giver dit kast papirflyveren fart på, og derefter glider den en anelse nedad, hvorved tyngdekraften trækker den videre frem gennem luften (som når en cykel får fart ned ad bakke). Hvis du sender en papirflyver af sted fra en høj bygning eller bakke, vil flyveren derfor nærme sig jorden i en vinkel, hvor der er balance mellem tyngdekraften og luftmodstanden, så flyverens bevægelse fremad fortsætter. En typisk papirflyvers luftmodstand er på omkring en femtedel af dens vægt, hvilket betyder, at flyveren flyver optimalt i en nedadgående vinkel på omkring elleve grader, så tyngdekraften (vægten) tvinger flyveren så meget fremad gennem luften, at luftmodstanden ikke standser bevægelsen.

Hvorfor Papirflyvere Styrter

Foruden en vis forståelse af de kræfter, der påvirker flyvningen, er det også godt at kende lidt til nogle af de egenskaber, som alle gode papirflyvere besidder. Vigtigst af alt er den egenskab, der kendes som Stabilitet og gør det muligt for en papirflyver at rettet sig op efter et dårligt kast eller et pludseligt vindstød. En ustabil papirflyver vil blive bragt fuldkommen ud af kurs eller sendt ind i en spiral og styrte til jorden.
Grundlæggende taler man om tre forskellige former for stabilitet: Pitch, Retning og Spin. Pitchstabilitet forhindrer papirflyverens spids i at pege alt for meget op eller ned. Retningsstabilitet forhindrer papirflyveren i at dreje for meget ud mod venstre eller højre. Og spinstabilitet forhindrer papirflyveren i at glide ind i en spiral eller begynde at dreje rundt om sig selv og siden styrte til jorden.

Den første af disse, Pitch-stabilitet, får papirflyveren til at bevæge sig gennem luften i en jævn og konstant fart. Hvis flyverens næse peger for meget opad, vil farten aftage, men farten vil tiltage, hvis næsen vipper for meget nedad. Der er et ganske lille område på selve papirflyverens krop, hvor tyngdepunktet bør ligge, hvis stabiliten skal være i top.

På rigtige flyvemaskiner måler dette område fra ganske få centimeter på f.eks. et topersoners fly til omkring en halv meter på en jumbojet. Men på en papirflyver måler dette område kun omkring en centimeter. Hvis ligevægtspunktet befinder sig foran dette område, vil flyveren dykke ned mod jorden, men ligger punktet bag området, vil flyveren 'stalle' og falde til jorden. Og hvis du vil kontrollere, om en papirflyver er i ligevægt, gøres det bedst og nemmest ved at lave et prøvekast og se, om flyveren dykker eller stejler.
En papirflyver bliver mere stabil, hvis der sættes en papirclips fast ude i spidsen, og på samme måde vil du kunne se, hvordan den bliver mindre og mindre stabil, hvis du rykker clipsen længere tilbage på flyverens krop. Derfor skulle man måske også tro, at alt er i orden, hvis blot man forsyner en papirflyver med ekstra vægt i spidsen - men desværre forholder det sig ikke altid sådan, for hvis vægten bliver for stor, vil flyveren blot styrte til jorden med det samme.

Selv om du har bygget en flyver med en god pitch-stabilitet, betyder det ikke automatisk, at flyveren bevæger sig gennem luften i en ret linje, for uden en god Retnings-stabilitet vil flyveren trække ud til en af siderne og fortsætte i en anden retning. En finne på den bagerste del af flyveren vil modvirke en flyvers tendens til at vende omkring (akkurat som fjerene på en pil hjælper den med at flyve lige gennem luften). På de fleste papirflyvere fungere selve kroppen som finne, og hvis det meste af flyets krop befinder sig bag ligevægtspunktet, er der også en god chance for, at den vil have en god retningsstabilitet. Bøjes vingespidserne enten op eller ned, vil flyverens retningsstabilitet også forbedres.

Den tredje type stabilitet kaldes Spin-stabilitet. Hvis en flyver har en god spinstabilitet, vil den enten flyve i en ret linie eller i en langsom, konstant kurve. Men en ustabil flyver vil bevæge sig ind i en cirkel og fortsætte, til den styrter til jorden i en mere og mere stram spiralbevægelse. Det er et meget almindeligt problem, men det er let at rette op på. Hold flyveren, så du ser på den ude fra spidsen, hvorefter vingerne bøjes en anelse op, så de sammen med resten af kroppen danner en let Y-form. Og husk at sørge for, at siderne er symmetriske.

Kilde: KEN BLACKBURN's PAPER AIRPLANES

Malebog, Synsbedrag, Sjove ting, PowerPoint, Papirflyver, Sjove film, Flash Film, Tips og Tricks til xp, JavaScript, Spil, Hjælp til hjemmesider, Animationer, Sjov med tændstikker, Kort-spil og regler, Quiz, Toplister, Banner, Awards, Gaver, Gæstebog og meget mere...www.mander.dk