Ist es möglich, einen Papierflieger zu bauen, der in eine voll entwickelte Drehung übergeht?

Abgesehen von der Lage des Schwerpunkts bestimmen zwei Dinge, wie sich ein Flugzeug dreht, und beide sind nicht gut geformt, um sich in Papierflugzeugen zu drehen:

• Die Flügel (offensichtlich): Sie sollten idealerweise gerade sein und ein Seitenverhältnis zwischen 5 und 10 haben. Gepfeilte Flügel drehen sich auch, aber gerade Flügel erleichtern das Drehen und die Erholung.
• Der vordere Rumpf. Hier ist eine abgerundete Form, die höher als breit ist, ideal und fördert flache Spins. Die zweidimensionale Form von Papierflugzeugen erzeugt keine Wirbel, die die Gierrate beim Trudeln antreiben.

Außerdem braucht es zum Trudeln einen abgerissenen Flügel, etwas Asymmetrie und etwas Zeit, bis sich der Trudel voll entwickelt. Um ein starkes Aufstellmoment zu erzeugen, werden auch Massen an der Spitze und am Ende des Rumpfes benötigt. Ein reines Papierflugzeug hat zu viel Gierdämpfung und zu wenig Trägheitssteigung, um sich zu drehen.

Die Größe sollte weniger ein Problem sein, da sich die getrennte Strömung weniger mit der Reynolds-Zahl ändert und Spinntunnel regelmäßig Maßstäbe von 1:20 oder 1:30 mit guten Ergebnissen verwenden. Aber ich frage mich, ob die geringe Flächenbelastung eines Papierflugzeugs Trudeln verhindert - die in Spinntunneln verwendeten Modelle sind nicht nur hinsichtlich der geometrischen Übereinstimmung, sondern auch hinsichtlich ihrer Massen und Massenverteilung sorgfältig dimensioniert.

Vielleicht ist es besser, Ihren Schülern Videos von Spin-Tunnel-Versuchen zu zeigen .

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Ich weiß nicht, ob das für Sie funktioniert, aber ich habe kleine Tränen in Richtung des Körpers an der Vorderkante der Papierflugzeuge, die ich gemacht habe, angebracht. Dann würde ich die Vorderkante des Flügels etwas nach unten biegen, um ein stärkeres Tragflächenprofil zu erzeugen. Ich würde dies einfach tun, um den Auftrieb bei niedriger Geschwindigkeit zu erhöhen, ähnlich wie Lamellen. Aber ich frage mich, wenn Sie nur auf einer Seite einen Riss machen und ihn richtig anpassen, könnten Sie es vielleicht so machen, dass ein Flügel vor dem anderen stehen bleibt?

Oder, vielleicht etwas genauer, Sie könnten einfach mit Tränen auf beiden Seiten gehen, aber eine weiter nach unten anpassen als die andere. Auf diese Weise ist es ziemlich offensichtlich, dass der Flügel bei niedriger Geschwindigkeit mehr Auftrieb entwickelt.

Wenn man mit etwas Abstraktion umgehen kann, ist ein halber Ahornblattsamen perfekt.

Der Haupttreiber eines etablierten Spins ist die Auftriebs- und Widerstandsasymmetrie, was zu einer spiralförmigen Abwärtsspirale führt. Während Rumpfform und Gewichtsverteilung dazu beitragen, führt der Auftriebsunterschied zwischen den beiden Flügeln zu einem Schlupf in Richtung des unteren Auftriebsflügels.

Sobald das Flugzeug zu rutschen beginnt, bestimmt der Luftwiderstandsschwerpunkt die Drehmomentkraft um den Schwerpunkt herum. Hier entsteht die Gierkraft. Der höhere Luftwiderstand des Innenflügels „sperrt“ die Auftriebsasymmetrie. In Kombination mit dem Verlust der Vorwärtsgeschwindigkeit und dem Stall fällt das Flugzeug "wie ein Ahornsamen".

Durch Anlegen des gegenüberliegenden Ruders stoppt der Pilot die Drehung und "bringt den anderen Flügel des Ahornsamens zurück", wodurch Auftrieb und Luftwiderstand auf beiden Seiten ausgeglichen werden. Das Flugzeug kann dann die Fluggeschwindigkeit wiedererlangen und den Anstellwinkel verringern, indem es nach unten neigt.

Für ein kleines Modell reicht also eine Büroklammer oder eine Art Gewicht an einem der Flügel aus, zusammen mit einem Mangel an Flügelverschneidung. Ein Papierflugzeug wird schwieriger sein, da sein größeres Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht dazu neigt, die Rotation zu verlangsamen.

Man kann eine Widerstandsasymmetrie erzeugen, indem man einen Flügel blockiert oder das Seitenruder ins Trudeln bringt. Eine ausreichende Menge zusammen mit der Auftriebsasymmetrie wird dazu führen, dass sich das "Flugzeug" dreht. Obwohl die geschwungene Vorderkante versuchte, sich bei diesem speziellen Modell mit ihrem "Dieder-Effekt" zu stabilisieren, haben die destabilisierenden Kräfte des Ruders und der Versatz des Auftriebs- und Schwerpunkts es gut gedreht.