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鳥人飛的高

四月五號在屏東有一場鳥人大賽,參賽者得在不依靠機械動力的情況下,看誰飛得遠、飛得高。在這樣的比賽中,機翼的設計是關鍵。形狀跟大小,都必須經過設計和精確的計算。今天的科學大解碼就要告訴您,要怎麼來當一個鳥人,才能飛得最高最遠。
 
 
四月五號在屏東有一場鳥人大賽,參賽者得在不依靠機械動力的情況下,看誰飛得遠、飛得高。在這樣的比賽中,機翼的設計是關鍵。形狀跟大小,都必須經過設計和精確的計算。今天的科學大解碼就要告訴您,要怎麼來當一個鳥人,才能飛得最高最遠。

內容大綱

不管是裝上翅膀,還是撐起滑翔翼,每年的鳥人大賽總少不了從高台一躍而下的這一幕,趣味是最大目的。但如果想當個真正的鳥人,可不是隨便裝個翅膀就可以,首先,你得了解飛行的基本原理。

飛機能夠在天空中飛行,主要受到四個力的作用,也就是所謂的 「推力、阻力、重力、和升力」。

在這四個作用力當中,升力,是人力飛行器要飛得高的最大關鍵。根據柏努力定律,在流場中,流速快的壓力小,流速慢的壓力大。而機翼的形狀正好能讓流速上快下慢,這樣一來,壓力大的下方就會向上推擠,產生升力。

有了升力之後,再來要考慮的,是降低阻力。這也是為什麼我們常說的流線形設計的目的。首先,飛行器的正面面積要愈小愈好。因為迎風面壓力大於背風面;正面面積愈小,則正反兩面之間的壓力差愈小,阻力也就愈小。接著,飛行器的表面應力求光滑,減少因為空氣的黏滯性而產生的摩擦阻力。而第三種阻力是無法避免的下洗氣流。為了產生升力,機翼被設計成上下壓力不一樣,這個壓力差到了翼尖時,空氣會從壓力大的下方往上翻,在翼尖形成渦流,導致下洗氣流的產生。降低的方法,得靠翼尖形狀的變化。

我們就會在翼尖,裝上翼翹,像這樣,裝上起來。所以這個下洗氣流,當下面的壓力,機翼下面的壓力大,當它翻上來的時候,就會受到翼翹的阻檔,不至於容易翻過來。

飛行,是人類永遠的夢想,雖然不是每個人都能當飛行員,但只要能掌握飛行原理,打造一個能提高升力、降低阻力的飛行器,也許你我,都可以當個名符其實的鳥人,乘風而起,迎向天際。

2008年東森電視台《科學大解碼》第二期
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