Câștigarea unui record mondial le permite designerilor de avioane de hârtie să dețină echipe de fotbal și să se căsătorească cu moștenitoarele petroliere rusești. Și, potrivit inginerului aerospațial și deținătorului recordului Ken Blackburn, trebuie să stăpâniți doar trei lucruri în căutarea gloriei avioanelor de hârtie: pliuri bune, o aruncare bună și un design bun.
Să le lustruim pe primele două în câteva cuvinte: Pliurile bune sunt extrem de clare, reducând profilul avionului și, prin urmare, rezistența sa la înaintare. De asemenea, ele fac ca avionul să fie perfect simetric. Iar o aruncare bună înseamnă lucruri diferite pentru avioane diferite (vom intra mai târziu în specificații), dar pentru o încercare de record mondial, folosiți o aruncare în stil baseball pentru a lansa avionul drept în sus, cât mai sus posibil – există o înregistrare video a lansării lui Blackburn de la Georgia Dome și a zborului ulterior de 27,6 secunde, record mondial, online la paperplane.org.
Acum să trecem la design, unde se află adevărata tocilărie a avioanelor de hârtie.
“Aripile lungi, dreptunghiulare, sunt pentru viteze lente și alunecări lungi, iar aripile scurte, cu spatele măturat, sunt pentru viteze mari și manevrabilitate”, a spus Blackburn, când l-am intervievat pentru cartea mea, Brain Trust. Puteți vedea acest lucru în diferența dintre condor și rândunică. Primul este optimizat pentru înălțarea lentă, în timp ce al doilea – presupunând o rândunică europeană fără încărcătură – este optimizat pentru picaje și scufundări rapide. Puteți vedea, de asemenea, aceste aripi înclinate spre spate pe naveta spațială și, deoarece aceste aripi de mare viteză au foarte puțină portanță la viteze mici, naveta trebuie să mențină un unghi de atac agresiv, cu nasul în sus, chiar și la aterizare. Un Cessna cu aripi drepte poate ateriza aproape în plan pe pistă.
Aceste aripi triunghiulare au cu siguranță un scop de proiectare a avionului de hârtie. “Eu însumi fac avioane ascuțite”, spune Blackburn. “Cu siguranță arată mai cool, iar dacă arunci un avion de hârtie prin cameră, ai putea la fel de bine să ai ceva care arată cool.”
Dar un avion de record mondial are nevoie atât de capacitatea de a se comporta ca o săgeată în timpul lansării, cât și ca un planor după ce se stabilizează – un echilibru dificil. “Oamenii nu-și dau seama cât de disperat mi-ar plăcea să-mi pliez avionul în sensul lung”, spune Blackburn, ceea ce i-ar permite să facă aripile din partea de 11 inci și nu din cea de 8,5 inci a hârtiei. Dar până acum nu a reușit să găsească un proiect care să aibă atât aripi lungi, cât și capacitatea de a rezista la forța de lansare de aproape 60 de mile pe oră.
Forma aripilor definește și alte aspecte ale proiectului.
“Pentru o aripă dreptunghiulară, sau aproape dreptunghiulară, centrul de greutate ar trebui să fie la un sfert din distanța de la vârf la coadă”, spune Blackburn, “dar pentru un avion cu aripi triunghiulare, centrul de greutate ar trebui să fie chiar la mijlocul distanței”. Practic, acest lucru se datorează faptului că portanța suplimentară a unei aripi dreptunghiulare necesită o greutate suplimentară în față pentru a împiedica avionul să tragă imediat cu nasul în sus și să se răstoarne în loc să zboare. “Cu cât centrul de greutate este mai în față, cu atât avionul se comportă mai mult ca o giruetă”, spune Blackburn. Dar nu vreți să atârnați o nicovală pe bot – asta ar anula efectul de portanță. Așadar, proiectarea optimă este un echilibru între stabilitate și portanță.
Matematic, aceasta înseamnă că, într-un avion cu aripi pătrate, aveți nevoie de exact jumătate din greutatea avionului chiar în față, pe bot, pentru ca centrul de greutate complet să se sprijine pe un sfert din spate. De exemplu, în avionul super-simplu realizat prin plierea multiplă în jos a laturii de 8,5″ a unei bucăți de hârtie și prin plierea aripilor, ați dori să pliați exact jumătate din hârtie în marginea de atac a avionului.
Recreativ, puteți ajusta centrul de greutate al avionului de hârtie cu o agrafă de hârtie. O clemă de trișor ajută, de asemenea, să vă asigurați că centrul de greutate al avionului dvs. rămâne sub aripă, pe fuselaj, ceea ce face ca avionul dvs. să fie stabil cu partea dreaptă în sus. Dar regulile de record mondial interzic orice adăugare la hârtie, așa că este necesară o pliere creativă. În loc să adăugați balast benefic din punct de vedere aerodinamic, pliați aripile ușor în sus, astfel încât, atunci când priviți direct la nasul avionului, fuselajul și aripile să formeze litera “Y”, nu litera “T” (aripi orizontale) și cu siguranță nu ca o săgeată îndreptată în sus sau ca un pom de Crăciun cu trei linii (aripi înclinate în jos).
Blackburn pliază, de asemenea, ușor marginea de fugă a aripii pentru a face ca săgeata sa lansabilă să semene puțin mai mult cu un planor odată ce se stabilizează. Flaps-up înseamnă că aerul împinge în jos pe marginea de fugă, rotindu-se ușor avionul în jurul centrului său de greutate și menținând nasul sus. La fel ca naveta spațială, care este forțată să aterizeze cu nasul ridicat în aer, un unghi de atac mărit creează o portanță crescută (atâta timp cât nu face ca avionul să se răstoarne).
Rețineți toate aceste caracteristici de proiectare în planurile avionului de hârtie cu record mondial al lui Blackburn, prezentat mai sus. Dar observați, de asemenea, că ar putea fi loc de îmbunătățiri – puteți prelungi aripile permițând în același timp o lansare ca o săgeată? Dacă da, recordul mondial al avionului de hârtie și toată gloria sa ar putea fi al dumneavoastră.
