科学を使って完璧なDIYカイトを作って飛ばす方法

雪が溶けたら、古いスプールをほどいて子供に教えましょう 凧を飛ばす方法. カイトエンジニアリングは、昔ながらのお父さんの伝統です。 凧揚げは通過儀礼です. しかし、それはあなたがそれを行う方法の手がかりを持っているという意味ではありません、そしてここに悪いニュースがあります:あなたが空気力学の確固たる基盤を持っていない限りあなたはそれを理解するつもりはありません。 良いニュース? 基本をマスターするのはそれほど難しくありませんが、 あなたが物理学をばかにしたとしても.

今シーズンの凧揚げを支配するために必要な科学は次のとおりです。

4つの力に会う

私たちは自分たちより進んでいますが、カイトが空中に浮かんだら、ニュートンの第2法則は、カイトがどのように空中に留まり、登るのかということです。 ニュートンは私たちに話します すべての飛行物体が対象となること 4つの力-重さ (カイトを下に引っ張る力)、持ち上げる(カイトを上に押す力)、張力(カイトを手前に引く力)、ドラッグ(風がカイトを押しのける力)。 これらの力が完全にバランスしているとき(寿命=重量; 張力=ドラッグ)、カイトは平衡状態でホバリングします。 揚力が重量を支配すると、カイトは上昇します。 抗力が緊張を打ち負かすと、カイトはスピードを落とします。

したがって、あなたの冒険が屈辱で終わるかどうか(そして新しい凧のために現金を払い出すかどうか)は、これらの4つの力の間のギブアンドテイクに完全に依存します。 重量と張力を克服しない限り、カイトは飛ぶことはありません。これら2つの力の犠牲になった瞬間に、カイトはクラッシュします。

飛行の4つのフェーズ

飛行機からロケットまで、空中を通過しなければならないすべてのもの 飛行の4つの段階 (リリース、起動、上昇、巡航)。 カイトも例外ではありません。 それは、カイトが自重を打ち消すのに十分な揚力を生成しなければならない、一種のリリースとローンチの組み合わせフェーズで重力との戦いを開始します。 通常、これはそれほど難しいことではありません。適切に設計されたカイトは、最初は空力的な形状で軽量ですが、速度を追加することでそれを支援できます。 はい、それは十分な揚力を生み出すために風の少ない日にカイトと一緒に走るように子供を説得することを意味します。

トリッキーな部分は、登りと巡航のフェーズです。 実際、カイトストリングを高度に維持する科学があります。 1つのヒントは、時々弦を引っ張ることです。これにより、カイトの速度が上がり、揚力が上がり、クライミングや快適なクルーズの維持に役立ちます。 アマチュアの手で、またはあなたの子供がターンを要求するとき、4つの力の間のバランスが乱れる可能性があります。 これにより、カイトはそれ自体の平衡を修正するかクラッシュするまで、カイトをディップしてクルクル回します。

では、何が素晴らしいカイトとカイトフライヤーになるのでしょうか?

完璧なカイト 空力形状(抗力を高めるため)と非常に軽量なため、リリースと起動のフェーズを簡単に克服できます。 カイトを登り続けることは、リフトを増やすことです(ストリングを戦略的に引っ張ることによって最もよく達成されます)。 巡航高度を維持することは、4つの力の間のバランスを取る行為ですが、理解することが不可能な行為ではありません。 カイトが下降している場合は、リフトを追加します。 カイトが横方向に移動しすぎる場合は、テンションを加えます。

わかりました、しかしなぜ私のカイトは尻尾が必要なのですか?

ほとんどのカイトメーカーは、カイトの長さの2〜8倍のテールを推奨しています。 これには正当な理由があります。 テールの主な機能は、重量と抗力を追加することにより、クライムとクルーズのフェーズでカイトに安定性を追加することです。 しかし、安定性は両刃の剣である可能性があります。 まず第一に、安定性が高いということは機動性が低いことを意味します。戦闘機は伝統的に非常に不安定ですが、平均的なセスナは非常に安定しているため、実際に飛行します。 だからあなたがいくつかのラッドムーブをやってのけることを望んでいるなら(またはその東部の凧の戦いのいくつかを試してみてください)テールを少なくするか、テールをまったく必要としない場合があります。

ただし、平和な飛行を探している場合でも、テールが多すぎると問題が発生する可能性があります。 テールの1インチごとに、重量と抗力が少し増えるため、カイトが離陸するのを妨げる2つの力があります。 尾が長いということは、カイトを空中に飛ばすには、より強い風またはより速い子供が必要になることを意味する場合があります。 一言で言えば、テールはカイトの登りと巡航を助けますが、打ち上げははるかにトリッキーになります。

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