竹蜻蜓是公元前500年前 中国 的一种飞翔玩具,呈“T” 字形 ,是中国古代的一大发明。
关于竹蜻蜓的最早文字记载来自中国晋朝(公元265年—420年), 葛洪 所著的《 抱朴子 》中。竹蜻蜓是由一片横竹片和一根竹柄构成的,竹片两侧反对称地削成斜面,形成一个简单的 螺旋桨 。双手搓动竹柄使竹片快速旋转, 空气动力学 作用于斜面的垂直分量形成向上的 升力 使竹蜻蜓飞向天空。
直升机的发明依赖于竹蜻蜓,竹蜻蜓传到了 欧洲 后,航空之父 乔治·凯莱 的第一项航空研究就是仿制与改进竹蜻蜓,他从竹蜻蜓升空的原理中悟出了螺旋桨的工作原理,推动了飞机研制的进程。
历史沿革
竹蜻蜒是公元前500年前 中国 的一种飞翔玩具,竹蜻蜓虽小,却是世界上最早的 直升机 模型,是中国古代的一大发明。根据史料记载,关于竹蜻蜓的最早文字记载来自中国晋朝(公元265年—420年), 葛洪 所著的《 抱朴子 》中。
竹蜻蜓传入欧洲后被欧洲人叫做“中国 陀螺 ”,它奇妙的垂直升空原理被欧洲人看作是一种 航空器 来进行研究与试验,西方的许多航空先驱者都是从竹蜻蜓中悟出了一些重要航空原理。
在 丹麦 的 哥本哈根 家图书馆发现了一张作于公元1325年的手绘稿,画的是佛兰得古国的一位修道者持竹蜻蜓,用绳拉动旋翼旋转后即可产生垂直的 升力 升入空中。西方某些人将它说成是世界上第一架带动力的模型飞机,事实上却比中国的竹蜻蜒晚了1000多年。
作用原理
结构
竹蜻蜓呈“T” 字形 ,叶片的截面形状是一个上表面略凸,下表面平整的平凸形状,其作用好比平凸 翼型 的机翼,能产生向凸起方向的力。
飞升原理
竹蜻蜓的叶片和水平旋转面之间有一个 转轴倾角 (这个倾斜角度是可以调整的)。当竹蜻蜓旋转时,旋转的叶片将空气向下推,形成一股 强风 ,而空气也给竹蜻蜓一股向上的反作用 升力 ,这股升力随着叶片的倾斜角而改变,倾角大升力就大,倾角小升力也小。当升力大于竹蜻蜓自身的重力时,竹蜻蜓便可向上飞起。
制作方法
1、竹柄由竹片削成,长约20厘米,直径约5毫米。叶片是一片20厘米长,2厘米宽的竹片。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硬而轻薄。竹蜻蜓叶片的角度不能过大,建议选取在15度左右。
2、在翅膀中间打出一个孔穿过竹柄,小孔两侧再以对称的方式削出一个斜面。小孔位置要保证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 。
史料记载
《 抱朴子 》记载:“或用枣心木为飞车,以牛革结环剑以引其机,或存念作五蛇六龙三牛交罡而乘之,上昇四十里,名为 太清 。”
相关发明
直升机
竹蜻蜓在18世纪传到了 欧洲 ,航空之父 乔治·凯莱 的第一项航空研究就是仿制与改进竹蜻蜓,他从竹蜻蜓升空的原理中悟出了 螺旋桨 的工作原理,推动了飞机研制的进程。