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もっぱら投げないで高い位置から落下させ滑空させる紙飛行機作りに熱中していますが、完成させる前によく飛ぶ(よく滑空する)かどうかを推定する方法はないでしょうか。現在は滑空させてあまりうまく飛ばないときには頭部を重くしたり、尾部を重くしたりして調整しています。

A 回答 (1件)

こういう本が出ています。



「折り紙飛行機進化論」(戸田拓夫)NHK出版

手で投げて16秒飛ぶということですからすごいです。

スタートのさせ方は異なりますが紙飛行機ということでは共通な部分があると思います。
重心の調整などもかなり詳しく書かれています。
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この回答へのお礼

ご教示ありがとうございます。さっそく読ませていただきます。

お礼日時:2013/12/28 06:18

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Q紙の質の違いによる紙飛行機の飛び方について

今まで紙飛行機は投げて飛ばすものだと思っていましたが、最近折り紙で作った紙飛行機は投げるとうまく飛ばないが、手に持って頭上高く持ち上げ、そこから手を離してみると実にきれいな滑空をすることに気がつきました。まるで生物のような感じがします。硬い紙で作ったものはそのようにするとただ墜落するだけです。硬い紙で作った飛行機は現代の航空機のようなものなのでしょうか。折り紙のような柔らかな薄い紙で作ったものは空を飛ぶ生物のようなものなのでしょうか。

Aベストアンサー

>折り紙で作った紙飛行機は投げるとうまく飛ばないが、手に持って頭上高く
>持ち上げ、そこから手を離してみると実にきれいな滑空をすることに気が
>つきました。まるで生物のような感じがします。硬い紙で作ったものは
>そのようにするとただ墜落するだけです。
「航空機の剛性」という点から解釈すると、「折り紙飛行機」は剛性が低く、
「硬い紙製飛行機」は剛性が高いということになります。前者を「投げる」
と、風圧による変形と更にその変形によって起こる風圧中心変化が変形を
助長します。(似たようなことは実機でも起こり、発散・ダイバージェンス
と言います。仮に主翼が迎え角を増す方に捩れると、更に空力的に捩れが増す
方に掛かるモーメントが増え、主翼剛性が低いと破壊に至る現象です。)
これにより、「投げた」途端上を向いたり、その姿勢変化で簡単に失速する
ので滑空にうまく入らないのだと思います。

一方、「硬い」飛行機はこの投げた際の変形に耐えるものの、単に手から
離したのでは速度が不足です。これは材質の重量が重く、同じ程度の面積
なら「翼面荷重」が重いことに関係します。
「滑空比」つまりある高さからどのくらい距離を飛ぶかは「揚抗比」のみに
依存し、翼面荷重には関係しません。これは速度によるレイノルズ数変化を
考えない場合、全く外見と大きさが同じ飛行機を発泡スチロールで作ろうが
全部鉛で作ろうが、同高度から滑空開始すると同距離に到達するということ
になります。
しかし、これは現実には「翼面荷重が重い程、飛行速度は速く、沈下速度も
速い」訳ですから、ある速度以下では失速域ですので、初速が足りなければ
滑空に入りません。つまりは重い飛行機は「投げて」やらなくてはならない
ということです。

全金属製の航空機でも、大きくなると剛性は不足してきます。典型的なのは
大型旅客機では「エルロン」を翼端側と中央寄りに2種類持ち、高速時は
翼端側を使いません。これはエルロン自体が「タブ」の様に主翼を捻って
しまい、本来下げる筈の方の翼端の迎え角が増し上がってしまう「エルロン
リバーサル」を防ぐためです。また、旅客機ではロールモーメント発生は
大半「フライトスポイラー」で行い、エルロンを主体としません。これは
同時に「アドバースヨー」を防ぎますが、剛性対策にもなっています。

>硬い紙で作った飛行機は現代の航空機のようなものなのでしょうか。
>折り紙のような柔らかな薄い紙で作ったものは空を飛ぶ生物のようなもの
>なのでしょうか。
材料の「剛性」の点から考えるとそのようにも言えると思います。
しかし、人工物でも高速時の剛性不足は起きますので、前述のような対策
や、このX-29では複合素材の繊維方向を工夫して主翼が上に反ると
自動的に迎え角が減ってダイバージェンスを防ぐということをしてます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/X-29_(%E8%88%AA%E7%A9%BA%E6%A9%9F)
生物は高速で飛ぶ推進力そのものを得るには限界があるので、剛性は
あるところ以上は進化の妥協点で必要が無いかもしれません。

故意に飛行機の剛性を低くしておく珍しい例では、ラジコンインドア
曲技で主翼を薄い柔軟な板材で作るというのがあります。翼幅方向に
は補強しますが、翼弦方向には反る、下から風圧を受けるとキャンバー
がつく様にするもので、降下から引き起こしの際に一時的に「平板翼」
から「キャンバー付き翼」に自動可変して揚力増強し「止まり」を良く
する手段とするものと考えられます。

>折り紙で作った紙飛行機は投げるとうまく飛ばないが、手に持って頭上高く
>持ち上げ、そこから手を離してみると実にきれいな滑空をすることに気が
>つきました。まるで生物のような感じがします。硬い紙で作ったものは
>そのようにするとただ墜落するだけです。
「航空機の剛性」という点から解釈すると、「折り紙飛行機」は剛性が低く、
「硬い紙製飛行機」は剛性が高いということになります。前者を「投げる」
と、風圧による変形と更にその変形によって起こる風圧中心変化が変形を
助長します。(似たよう...続きを読む

Qゴムで飛ばす紙飛行機を作りたいと思っています!

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垂直に飛ばす奴ではなく、まっすぐ前に飛ぶ奴です!
何かいいサイトあったら教えてください!!

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http://homepage2.nifty.com/musashinoPPC/

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 紙飛行機のように骨組みのないものだと、主翼と尾翼にわけると、強度が足りなくなるからです。生物の形とは無関係。

 ドラム缶でも、上部と下部に「桶のタガ」のような形に見える「曲げ(膨らみ)」が入ると強くなり、へこみにくくなります。

 あれと同じで、紙は1枚ものだとぺらぺら・ペニャペニャしていますが、折り曲げるとその部分の強度が増します。折り曲げた部分が骨組みの役割をしますので風にも耐えて翼の役をします。

 それを切って主翼と尾翼に分けると、主翼・尾翼に骨組みの代わりになるものがありませんのでペニャペニャ状態に戻って、飛ばなくなります。
 
 竹籤で骨組みを作ってやれば、主翼と尾翼にわけても大丈夫になります。


 ちなみに、鳥は尾羽を開いて風の抵抗を受け(開き具合で抵抗の大きさを調節)、尾翼の代わりにしていますよ。常時開いているわけではないので、目立たないかもしれませんが、尾羽が尾翼です。

 左右の翼の羽ばたき回数を調節することで上下左右動けますが、急激に動くには尾翼代わりの尾羽が必要です。猛禽類が獲物の鳥を追いかけて捕らえる時の姿を見ているとわかりやすいです。開いたり閉じたり、開く向きを変えたりしています。

 尾羽の向きをちょっと変えると、垂直方向や水平方向に対する2つの分力が体に働いて、上下左右、自分の行きたい方に行けるわけです。まさに水平尾翼と垂直尾翼の2つを一度に動かしているのと同じ作用です。

 ムササビやモモンガみたいな動物は、しっぽを尾翼の代わりにしています。

 昆虫は基本的に2対のハネを持っていますので、それぞれ(1対ずつ)違う動きをさせることで、尾翼がなくてもあるのと同じ姿勢制御をしています。

 トンボなどはホバリングさえやってのけますが、前側が主翼、後ろ側が尾翼と言えなくもありません。

 ヘリコプターも、尾部に小さな回転翼をもって本体が回転するのを防いでいます。ドラえもんのタケコプターみたいに回転翼が1つだと、ホントは付けた子供達の体がぐるぐる回ります。それを防ぐためにあるのが尾部の小さな回転翼です。

 しかし、ヘリコプターにも1本の軸の上下に2つの大きなプロペラを持つ機種がありますよね。上下2つの回転翼を逆回転させると、本体が回転しないで姿勢を制御できます。

 トンボもそんな感じ。翼は必ず大きさが違わなければならないという法則はありません。

 つまり、空中を飛ぶものは主翼と尾翼の働きをさせるものを持っていますね。
 

 紙飛行機のように骨組みのないものだと、主翼と尾翼にわけると、強度が足りなくなるからです。生物の形とは無関係。

 ドラム缶でも、上部と下部に「桶のタガ」のような形に見える「曲げ(膨らみ)」が入ると強くなり、へこみにくくなります。

 あれと同じで、紙は1枚ものだとぺらぺら・ペニャペニャしていますが、折り曲げるとその部分の強度が増します。折り曲げた部分が骨組みの役割をしますので風にも耐えて翼の役をします。

 それを切って主翼と尾翼に分けると、主翼・尾翼に骨組みの代わりになるもの...続きを読む


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