“飞蛇”的必备知识

“飞蛇”的必备知识

玩过各种室内的航空游戏后,我们走到室外来看看吧。风筝正是这方面最有趣的游戏,但这个游戏也是极具教育意义的。

先说明一下风筝各部分的名称。用杆子或板条做成的骨架是风筝坚硬部分的集合,蒙皮则是充当风筝支承面的纸面或布面。骨架和蒙皮一起构成了风筝的封面;封面又可分为骨架所在的背面和朝向地面的腹面。风筝线是把风筝与地面相连的丝线、粗绳、细绳或金属线。系带是把风筝本体与风筝线相连的弹性部分;系带由几条单独的绳索组成,叫作缰绳。风筝的稳定机构是专门用来保障风筝稳定的部分,比如说风筝的尾巴和翅膀。

风筝的基本要求是轻巧、牢固和稳定。

前两个要求缺一不可,不能顾此失彼。当风筝的承重为每平方米表面0.3~0.5千克时,3~4m/s的微风就能轻易地把它升起来。这个数值叫作风筝的比重。必须始终根据风筝封面的大小来选择最坚固的材料。纸风筝的封面至多是1平方米——个别情况下可达2平方米;在这种条件下,风筝的重量能达到300~500克(当然,碰到更强的风时承重也可能会更大)。

要想让风筝在空中保持稳定,需要满足以下条件:①风筝的封面必须均衡,应当具备一定的自动恢复平衡的能力;②风筝线应以合理的方式固定在封面上;③要为每个风筝挑选专门的尾巴。

第一个条件靠的是细心谨慎地工作,保证各部分相对于纵轴的形状和重量都对称。把风筝的腹面做成凸起的也能降低任务的难度(详见下述)。就风筝封面的比例而言,最合理的比例是3∶2~4∶3的长(高)宽比。

第二个条件靠的是系带的正确构造。飞行中的风筝的迎风角一般是15°~25°(指刮水平风时封面与水平面之间的夹角)。在这个角度下,风筝的压力中心(空气阻力中心)位于从上缘算起占总长约三分之一的位置。很明显,要想保持平衡,就得让系带始终固定在这里。而风筝线会随着风向变化朝着不同的角度倾斜,为了适应风筝线的走向,就得对杆子进行不同的调节;这要么只能通过试验来摸索,要么就是在纵轴方向的一条杆子上绑一条足够结实的橡皮绳(也就是大风筝上的弹性系带)。

前面说过,尾巴的作用是在风力和风向急剧改变时令风筝保持稳定。尾巴就像一个刹车,强迫风筝稳稳地停着,不让它“乱滑乱动”。尾翼的长度是封面的6~10倍,且主要是增加风筝下半部分的重量。尾巴的长度和负载要在实验中确定。

总的来说,在做风筝和放风筝的过程中,经验发挥着非常重要的作用。每次放飞能达到的最大高度往往取决于放风筝的人有多少经验。

举例来说,纸风筝的飞行高度有限,因为它们通常做得很平又不够大[1]。其平均上升高度为200~300米,最高也不会超过1000米。在设法把风筝放得更高时必须记住一点:风筝的高度通常只能达到放出的风筝线总长的50%~70%(极少达到90%),且随着高度增加,整个风筝和系带都要承受放出的风筝线的重量,这个重量在500米左右的高度就有1~1.2千克了(按麻绳质量计算)。