Как летает кольцевой бумажный самолетик на большое расстояние?

Мой друг показал мне нечто, что он назвал планером. На первый взгляд кажется, что он разобьется, но летал вполне прилично:

введите описание изображения здесь

Я был удивлен, увидев, что оно ушло примерно на 25 метров (82 фута), так как это было не что иное, как большое кольцо, сделанное из бумаги. Я думал о том, как он может летать, но понятия не имел. Я знал, что он может летать по воздуху с наименьшим сопротивлением, но он не должен был летать.

Может кто-нибудь объяснить мне логику того, как это летает?

Была ли бумага тяжелее спереди из-за складывания или добавления скрепки?
@PeterKämpf, нет, ничего не было. Так было везде.
@мин. Мм, на самом деле я абсолютный новичок. Я не знаю разницы. В основном мой друг просто держал кольцо в руке и бросал его. Он держал изогнутую бумажную часть в руке. Также он не запускается в ротацию.
@mins, нет видео на YouTube, это другое. Тот, который я разместил в своем вопросе, использует бумагу формата A4, разрезанную пополам (по длине) и края, соединенные клеем. Кроме того, я думаю, что бросок был осевым.
Я уже видел нечто подобное раньше, когда один из моих друзей свернул лист бумаги в конус, и он тоже хорошо «полетел».
Край кольца, обращенный к зрителю на вашем снимке, противоположен направлению полета, верно? Если вы внимательно посмотрите, то увидите, что дальний край был загнут на себя, чтобы добавить веса спереди. Посмейте своему другу бросить его, держа его «назад»: если бы он был одинаковым, он бы все равно летал. Бьюсь об заклад, этого не будет.
@Peter Kämpf Мне кажется, что одно и то же было сделано на обоих концах цилиндра.
@Peter Kämpf Я ошибаюсь. Есть видео как это сделать. Несколько складок спереди. Половина веса бумаги приходится на передний край.
Я играю с ними, и чтобы летать, вам нужно добавить немного вращения. Вращение добавляет гироскопический эффект и предотвращает кувыркание точно так же, как нарезы в стволе оружия добавляют вращение пуле, чтобы она не кувыркалась. Поэкспериментируйте сами и попробуйте сделать один (со складкой передней кромки для веса) и попробуйте его с вращением и без него.

Ответы (1)

Нет желающих? Тогда я укушу.

Этот вопрос касается того, как бумажные самолетики создают подъемную силу. Этот подъем вызван более высоким давлением на нижней стороне и более низким давлением (всасыванием) на верхней стороне, и если оба они суммируются, распределение давления по хорде показано ниже:

Распределение давления на плоской пластине

Распределение давления на плоской пластине ( источник изображения )

Если собрать все местные силы в одной точке, подъемная сила действует на четверть хорды крыла. Поэтому переднюю половину бумаги, которая в итоге будет согнута в кольцо, нужно загнуть на себя: Центр тяжести крыла также находится на одной четверти хорды. Таким образом, подъемная сила и вес будут действовать на одну и ту же станцию, и момент тангажа не возникнет.

Чтобы достичь дальности полета 25 м, ваш друг бросил кольцо с некоторой силой, чтобы придать ему большую начальную скорость. Эта скорость позволила бы ему создать достаточную подъемную силу с очень небольшим углом атаки, поэтому изначально он не страдал от отрыва потока. Это привело к низкому сопротивлению, а высокая скорость запуска придала кольцу некоторую кинетическую энергию.

Трение постепенно замедляло движение кольца, но уменьшение подъемной силы при более низкой скорости компенсировалось постепенным увеличением угла атаки кольца. Вы можете спросить, почему угол должен быть именно таким, чтобы кольцо не поднималось и не опускалось? Любой дисбаланс между подъемной силой и весом добавит вертикальное ускорение, которое немедленно изменит угол, под которым кольцо попадает в поток. Длина его хорды и инерция предотвратят его вращение носом вверх или вниз, поэтому он в значительной степени будет оставаться на своем первоначальном пути, пока большая часть скорости не будет съедена, а угол атаки не станет настолько большим, что наступит отрыв. В этот момент, сопротивление увеличится и ускорит процесс торможения, и кольцо опустится на землю.