Vid ett världsrekord kan konstruktörer av pappersflygplan äga fotbollslag och gifta sig med ryska oljearvingar. Och enligt flygingenjören och rekordhållaren Ken Blackburn behöver du bara behärska tre saker i din strävan efter pappersflygplanets ära: bra vikningar, ett bra kast och en bra design.
Låt oss avsluta de två första med ett par ord: Bra veck är extremt skarpa, vilket minskar flygplanets profil och därmed dess luftmotstånd. De gör också planet perfekt symmetriskt. Och ett bra kast betyder olika saker för olika plan (vi kommer att gå in på specifikationer senare), men för ett världsrekordförsök använder du ett basebollliknande kast för att skicka upp planet rakt uppåt, så högt som möjligt – det finns en video av Blackburns Georgia Dome-uppskjutning och den efterföljande världsrekordflygningen på 27,6 sekunder online på paperplane.org.
Nu kommer vi till designen, där den sanna nördheten i pappersflygplan ligger.
“Långa, rektangulära vingar är till för långsamma hastigheter och långa glidningar, och korta, bakåtvända vingar är till för höga hastigheter och manövrerbarhet”, sa Blackburn när jag intervjuade honom för min bok, Brain Trust. Du kan se detta i skillnaden mellan kondor och svala. Den första är optimerad för långsam svävning, medan den andra – om man utgår från en obelastad europeisk svala – är optimerad för snabba dykningar. Du kan också se dessa svepta vingar på rymdfärjan, och eftersom dessa höghastighetsvingar har mycket liten lyftkraft vid låga hastigheter måste rymdfärjan hålla en aggressiv, uppåtriktad anfallsvinkel även vid landning. En Cessna med raka vingar kan landa nästan plant mot landningsbanan.
Dessa triangulära vingar har verkligen ett syfte med pappersflygplanets konstruktion. “Jag gör själv spetsiga flygplan”, säger Blackburn. “De ser verkligen häftigare ut, och om man bara kastar ett pappersflygplan över rummet kan man lika gärna ha något som ser häftigt ut.”
Men ett världsrekordflygplan måste både ha förmågan att agera som en pil under uppskjutningen och som ett segelflygplan efter att det planat ut – en knepig balans. “Folk inser inte hur desperat jag skulle älska att vika mitt plan på det långa sättet”, säger Blackburn, vilket skulle göra det möjligt för honom att göra vingarna från den 11-tums i stället för 8,5-tums sidan av pappret. Men hittills har han inte lyckats hitta en konstruktion som både har långa vingar och som klarar av kraften från det nästan 60 mph långa kastet.
Vingarnas form definierar även andra aspekter av konstruktionen.
“För en rektangulär, eller nästan rektangulär, vinge bör tyngdpunkten ligga på en fjärdedel av avståndet från spets till stjärt”, säger Blackburn, “men för ett plan med triangulära vingar bör tyngdpunkten ligga mitt i centrum”. I grund och botten beror detta på att den extra lyftkraften hos en rektangulär vinge kräver extra vikt framtill för att hindra planet från att genast dra upp nosen och vända i stället för att flyga. “Ju längre fram din tyngdpunkt ligger, desto mer fungerar planet som en vädervinkel”, säger Blackburn. Men du vill inte hänga upp ett städ från nosen – det skulle upphäva effekten av lyftet. Den optimala konstruktionen är alltså en balans mellan stabilitet och lyftkraft.
Matematiskt betyder det att i ett plan med fyrkantiga vingar behöver du exakt hälften av planets vikt längst fram på nosen för att få hela tyngdpunkten att vila en fjärdedel av vägen bakåt. Till exempel, i det superenkla flygplanet som görs genom att multiplicera vikningen av 8,5″ sidan av ett papper och vika vingarna, vill du vika exakt hälften av pappret i planets framkant.
Rekreativt sett kan du justera ditt pappersplans tyngdpunkt med ett pappersklämma. En fuskklämma hjälper också till att se till att planets tyngdpunkt förblir under vingen, på skrovet, vilket gör att planet blir stabilt med rätt sida uppåt. Men världsrekordreglerna förbjuder alla tillägg till pappret, så det krävs kreativ vikning. I stället för att lägga till aerodynamiskt fördelaktig ballast viker du vingarna något uppåt, så att när du tittar direkt på planets nos bildar skrovet och vingarna bokstaven “Y”, inte bokstaven “T” (horisontella vingar) och definitivt inte som en uppåtriktad pil eller en julgran med tre rader (nedåtriktade vingar).
Blackburn viker också försiktigt upp vingens bakkant för att göra sin startbara pil lite mer som ett segelflygplan när den väl planar ut. Klaffarna uppåt innebär att luften trycker ner på bakkanten, vilket gör att planet roterar något runt sin tyngdpunkt och håller näsan uppe. I likhet med rymdfärjan, som tvingas landa med nosen högt upp i luften, skapar en ökad anfallsvinkel ökad lyftkraft (så länge det inte får planet att volta).
Märk alla dessa konstruktionsdetaljer i ritningarna till Blackburns pappersflygplan med världsrekord, som visas ovan. Men lägg också märke till att det kan finnas utrymme för förbättringar – kan man förlänga vingarna samtidigt som man fortfarande tillåter en pilliknande start? Om så är fallet kan världsrekordet i pappersflygplan och all dess ära bli ditt.
