圖/123RF
文/DV
風箏只有在遇到足夠風力將其抬升,並保持在空中時,才能飛翔。風箏成功飛行取決於建立並維持其上升力、重力與阻力之間的平衡。
乘風而飛 受力牽引
所謂「風阻」是由風對風箏表面(包括尾部)的阻力造成的。風箏後方的湍流也會產生阻力。「重力」,則是指風箏自身重量所產生的向下作用力。「推力」是風產生升力的力量。
所有這些力:升力、阻力、重力與風的推力,會在風箏上匯聚於一個叫做壓力中心的地方,這也就是繫風箏線的地方。一般把這個特別的地方稱為「牽引點」。
透過調整風箏線與風箏連接的位置,可以改變風箏產生的升力大小。這可以透過改變所謂的「攻角」來實現。而攻角指的就是風箏迎風傾斜的角度。
幾何學中還有一個專業術語叫做「二面角」,這裡指的就是風箏兩片機翼相接時所形成的角度。而風箏機翼的二面角有助於風箏平穩飛行;如果機翼向後傾斜的角度相同,那麼風力就會均勻地作用在兩翼上。如果風箏的一側開始轉向迎風方向,那麼風力就會更傾向作用在那一側,直到風箏再次穩定下來。因此,如果風箏的設計包含適當的二面角,它就能在空中保持平衡飛行,就能稱之為平衡。
正確平衡風箏的二面角、牽引點,甚至改變風箏尾部的長度,都會影響風箏在垂直(偏航)、橫向(俯仰)與縱向(橫滾)軸上的穩定性。
空氣動力 物理原理
知道了原理之後,就能理解到:當風吹向風箏機翼時,會被機翼阻擋,被迫繞過風箏。如果風箏與風向保持適當的角度,那麼被機翼向下偏轉的空氣量,會大於被向上吹過風箏的空氣量,從而產生升力。升力使風箏向上移動,克服重力。湍流在風箏周圍旋轉,減弱升力並增加阻力。阻力使風箏向後移動,但風箏線阻止風箏後退,這些力量就是剛才說到的,是各種力量相互作用的合力,使風箏向上移動,直到達到平衡點。
總之,無論風箏是最基礎型還是最複雜的,要想讓它飛起來,關鍵在於獲得合適的升阻比;也就是說,升力必須大於阻力。當然,風箏必須製作精良,並保持完美的平衡。假設這些前提條件都已滿足,那麼獲得正確的升阻比,就取決於如何正確地調整風箏的角度啦!你想不想也試試看呢?