Question

竹蜻蜓的原理是什么？

Answer 1

竹蜻蜓的原理其实和直升机一样，都是利用叶片的旋转来产生升力，从而克服自身重力，来达到飞行的目的。竹蜻蜓的叶片是两片左右对称并带有一定角度的薄片，薄片的横截面一般是圆头尖尾型，上表面带一定的弧度，下表面一般为直线，这与现代低速飞机上所采用的翼型基本相同。当竹蜻蜓的叶片旋转时，通过竹蜻蜓叶片上的气流会绕过叶片本身，由于上表面的气流通过的距离笔下表面要长（两点之间，直线距离最短），所以，迫使上表面的气流运动速度要高于下表面，以便气流在同一时间汇聚于叶片的尾部。在低速流动状态下，气流的速度越高，则其压力（静压）就越底，这就造成上表面的压力低于小表面，从而使得上下表面产生压力差，具体表现为叶片上产生一个指向上表面的合力，这个力就是叶片上的升力。
竹蜻蜓的飞行性能取决于以下几点：
1、升力与重力的差别，如果升力小于重力，则竹蜻蜓不能正常飞行，这就需要将叶片做的尽量薄；
2、升力与阻力的关系：升力随着叶片的角度的增大而增加，而阻力也随之增加，在某一临界角度，升力的增加速度小于阻力的增加速度，从而使得阻力的大小达到不可接受的水平，即失速，这会严重影响飞行性能，所以，竹蜻蜓叶片的角度不能过大，建议选取在15度左右；
3、重心的位置：重心位置如果不在竹蜻蜓的几何中心线上，会导致竹蜻蜓飞行不稳定，要保证垂直的竹棍与叶片之间的垂直度，不然或导致竹蜻蜓飞行时尾部严重摆动，并最终失稳，失速。