飞行器飞行原理演示幻灯片共122页
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6种姿态飞行原理ppt课件
xx
俯仰运动
6
与俯仰运动的原理相同，右 图中，改变电机2和电机4 的转速，保持电机1和电机 3的转速不变，则可使机身 绕x轴旋转（正向和反向）， 实现飞行器的滚转运动
滚转运动
xx
7
四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的 反扭矩来实现。旋翼转动过程中由于空气阻 力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为 了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个 正转，两个反转，且对角线上的来年各个旋 翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速 有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产 生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生 转动；当四个电机转速不完全相同时，不平 衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在右 图中，当电机1和电机3的转速上升，电机2 和电机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机 身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭 矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转 动，实现飞行器的偏航运动，转向与电机1、 电机3的转标系
xx
2
垂直运动
俯仰运动
滚转运动
偏航运动
前后运动
xx
侧向运动
3
电机1 和电机3 逆时针旋转的同时，电机2 和电机4 顺时针旋转 ，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应 和空气动力扭矩效应均被抵消
四旋翼飞行器在空间共有6个自由度（分别沿3个坐 标轴作平移和旋转动作）
xx
垂直运动
5
在图中，电机1的转速上升，电机 3的转速下降，电机2、电机4的转 速保持不变。为了不因为旋翼转 速的改变引起四旋翼飞行器整体 扭矩及总拉力改变，旋翼1与旋翼 3转速该变量的大小应相等。由于 旋翼1的升力上升，旋翼3的升力 下降，产生的不平衡力矩使机身 绕y轴旋转（方向如图所示），同 理，当电机1的转速下降，电机3 的转速上升，机身便绕y轴向另一 个方向旋转，实现飞行器的俯仰 运动
俯仰运动
6
与俯仰运动的原理相同，右 图中，改变电机2和电机4 的转速，保持电机1和电机 3的转速不变，则可使机身 绕x轴旋转（正向和反向）， 实现飞行器的滚转运动
滚转运动
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7
四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的 反扭矩来实现。旋翼转动过程中由于空气阻 力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为 了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个 正转，两个反转，且对角线上的来年各个旋 翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速 有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产 生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生 转动；当四个电机转速不完全相同时，不平 衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在右 图中，当电机1和电机3的转速上升，电机2 和电机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机 身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭 矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转 动，实现飞行器的偏航运动，转向与电机1、 电机3的转标系
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垂直运动
俯仰运动
滚转运动
偏航运动
前后运动
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侧向运动
3
电机1 和电机3 逆时针旋转的同时，电机2 和电机4 顺时针旋转 ，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应 和空气动力扭矩效应均被抵消
四旋翼飞行器在空间共有6个自由度（分别沿3个坐 标轴作平移和旋转动作）
xx
垂直运动
5
在图中，电机1的转速上升，电机 3的转速下降，电机2、电机4的转 速保持不变。为了不因为旋翼转 速的改变引起四旋翼飞行器整体 扭矩及总拉力改变，旋翼1与旋翼 3转速该变量的大小应相等。由于 旋翼1的升力上升，旋翼3的升力 下降，产生的不平衡力矩使机身 绕y轴旋转（方向如图所示），同 理，当电机1的转速下降，电机3 的转速上升，机身便绕y轴向另一 个方向旋转，实现飞行器的俯仰 运动
飞机的飞行原理PPT课件
乱流——飞机飞入对流性云区，如积云、积雨云、层积云， 由于空气发生上下对流垂直运动，使机身起伏不定，会使乘 客感觉不舒服、晕机呕吐、颠伤，严重时导致飞机结构损坏， 造成飞机失事。
风切变——指某高度和另一高度间风速的变化。飞行员在 降落和爬升阶段要注意是否有风切变现象。 下降时，风速突然减弱，造成飞机失速，未抵达机场跑道就 坠毁；风速突然增强，造成飞机超越跑道降落；爬升时，风 速突然减弱，飞机爬升角度减小，风速突然增强，爬升角度 增大。
第22页/共40页
一、飞机的操纵
飞机的操纵，主要是通过3个操纵面 -------升降舵(有时 是全动平尾)，方向舵和副翼来实现的。这些操纵面可分为 主要的，次要的和辅助的三类。
第23页/共40页
一、飞机的操纵
驾驶员操纵舵面改变飞机飞行状态，应该和人体的自然 动作趋势一致。驾驶员的常见操纵动作：
第24页/共40页
飞 机 着 陆 遇 侧 风
第8页/共40页
一、大气的结构和气象要素
云是空中水气的凝结物。云的不同形状和变化，既能反映 当时大气运动的状态，又能预示未来的天气变化，有经验的 飞行人员把云称为“空中地形”和“空中的路标”。云对飞 行的影响有以下几点：（1）低云妨碍飞机的起飞、降落。 （2）云中飞行可能出现颠簇。（3）云中飞行还可能造成飞 机积冰。
第9页/共40页
一、大气的结构和气象要素
降水是云雾中的水滴或冰晶降到地面的现象。降水通常 指雨、雪、冰、雹等。
降水对飞行的影响: 1．降水使能见度减小。 2．过冷雨滴会造成飞机结冰。 3．降水影响了跑道的正常使用。
第10页/共40页
降水改变了滑行阶段的摩擦系数，增长了滑行距离。 跑道可分为干跑道和湿跑道二类，干跑道属于正常起降， 而湿跑道，则要分下面四种情况：
风切变——指某高度和另一高度间风速的变化。飞行员在 降落和爬升阶段要注意是否有风切变现象。 下降时，风速突然减弱，造成飞机失速，未抵达机场跑道就 坠毁；风速突然增强，造成飞机超越跑道降落；爬升时，风 速突然减弱，飞机爬升角度减小，风速突然增强，爬升角度 增大。
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一、飞机的操纵
飞机的操纵，主要是通过3个操纵面 -------升降舵(有时 是全动平尾)，方向舵和副翼来实现的。这些操纵面可分为 主要的，次要的和辅助的三类。
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一、飞机的操纵
驾驶员操纵舵面改变飞机飞行状态，应该和人体的自然 动作趋势一致。驾驶员的常见操纵动作：
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飞 机 着 陆 遇 侧 风
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一、大气的结构和气象要素
云是空中水气的凝结物。云的不同形状和变化，既能反映 当时大气运动的状态，又能预示未来的天气变化，有经验的 飞行人员把云称为“空中地形”和“空中的路标”。云对飞 行的影响有以下几点：（1）低云妨碍飞机的起飞、降落。 （2）云中飞行可能出现颠簇。（3）云中飞行还可能造成飞 机积冰。
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一、大气的结构和气象要素
降水是云雾中的水滴或冰晶降到地面的现象。降水通常 指雨、雪、冰、雹等。
降水对飞行的影响: 1．降水使能见度减小。 2．过冷雨滴会造成飞机结冰。 3．降水影响了跑道的正常使用。
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降水改变了滑行阶段的摩擦系数，增长了滑行距离。 跑道可分为干跑道和湿跑道二类，干跑道属于正常起降， 而湿跑道，则要分下面四种情况：
飞行器飞行原理ppt课件
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2.3 飞机飞行原理
可重复使用的放热材料
用于像航天飞机类似的可重复使用的航天器的防热。 根据航天器表面不同温度的区域，采用相应的可重复使 用的防热材料。
例如：机身头部、机翼前缘温度最高，采用增强碳 碳复合材料，温度可耐受1593度；机身、机翼下表面前 部和垂尾前缘温度高，可采用防热隔热陶瓷材料；机身、 机翼上表面前部和垂尾前缘气动加热不是特别严重处， 可采用防热隔热的陶瓷瓦材料；机身中后部两侧和有效 载荷舱门处，温度相对较低（约350度），可采用柔性的 表面隔热材料；对于温度最高的区域，采用热管冷却和 强制循环冷却和发汗冷却等。
材料来制造飞机的重要受力构件和蒙皮； 2. 用隔热层来保护机内设备和人员； 3. 采用冷却液冷却结构内表面。
美国SR-71的机体结构的93%采用钛合 金越过热障，达到3.3倍音速。
52
2.3 飞机飞行原理
航天器的防热方法：
材料：石墨、陶瓷等。 高温下的热解和相变：固 液，固 气，液 气。 应用：烧蚀法适用于不重复使用的飞船、卫星等。
60
2.3 飞机飞行原理
B. 超声速飞机的机翼平面形状和布局形式
61
2.3 飞机飞行原理
62
2.3 飞机飞行原理
F-14 Tomcat 舰载机
米格-23
B-1 Lancer轰炸机
63
2.3 飞机飞行原理
边条涡
64
2.3 飞机飞行原理
超声速飞机的气动外形
鸭翼产生的脱体漩涡
机翼升力
鸭翼升力 机翼升力
流体黏性和温度有关，气体温度升高，黏性增大。液体相反。
4. 可压缩性
当气体的压强改变时，其密度和体积也改变，为气体可压缩性。 5. 声速
2.3 飞机飞行原理
可重复使用的放热材料
用于像航天飞机类似的可重复使用的航天器的防热。 根据航天器表面不同温度的区域，采用相应的可重复使 用的防热材料。
例如：机身头部、机翼前缘温度最高，采用增强碳 碳复合材料，温度可耐受1593度；机身、机翼下表面前 部和垂尾前缘温度高，可采用防热隔热陶瓷材料；机身、 机翼上表面前部和垂尾前缘气动加热不是特别严重处， 可采用防热隔热的陶瓷瓦材料；机身中后部两侧和有效 载荷舱门处，温度相对较低（约350度），可采用柔性的 表面隔热材料；对于温度最高的区域，采用热管冷却和 强制循环冷却和发汗冷却等。
材料来制造飞机的重要受力构件和蒙皮； 2. 用隔热层来保护机内设备和人员； 3. 采用冷却液冷却结构内表面。
美国SR-71的机体结构的93%采用钛合 金越过热障，达到3.3倍音速。
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2.3 飞机飞行原理
航天器的防热方法：
材料：石墨、陶瓷等。 高温下的热解和相变：固 液，固 气，液 气。 应用：烧蚀法适用于不重复使用的飞船、卫星等。
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2.3 飞机飞行原理
B. 超声速飞机的机翼平面形状和布局形式
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2.3 飞机飞行原理
62
2.3 飞机飞行原理
F-14 Tomcat 舰载机
米格-23
B-1 Lancer轰炸机
63
2.3 飞机飞行原理
边条涡
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2.3 飞机飞行原理
超声速飞机的气动外形
鸭翼产生的脱体漩涡
机翼升力
鸭翼升力 机翼升力
流体黏性和温度有关，气体温度升高，黏性增大。液体相反。
4. 可压缩性
当气体的压强改变时，其密度和体积也改变，为气体可压缩性。 5. 声速
《飞机飞行原理》PPT课件
第三节 影响升力和阻力的因素
1．机翼迎角的影响 (1)在一定范围内，机翼迎角增加，升力则增大。因为机翼迎角增加后，
机翼上表面气流的流线更加密集，流速更块，压力更小(吸力更大)，压差 更大。 (2)机翼迎角增加，阻力随之增大。因为随着机翼迎角的增加，机翼后部 的涡流区也不断扩大，压力减小；而机翼前部气流压力增大，前后压力差 (阻力)增大。机翼升力增加诱导阻力页随之增加。 2．速度的影响 相对气流的速度越大，升力和阻力就越大。实验证明：升力和阻力与速 度的平方成正比。 (1)根据柏努利定理，机翼上表面的相对气流流速越快，静压越小，上下 压力差则越大，升力就越大。 (2)气流流速越快，机翼前部的气流动压越大，受档后转换成的静压也就 越大，前后压力差也越大。压差阻力越大．另外由于相对速度大摩擦阻力 也随之增大。 。
第二节 大气的一般介绍
空气的密度、温度和压力是确定空气状态 的三个主要参数。飞行中，飞机的空气动 力和大小和飞行性能的好坏都与这些参数 有关。
粘性和压缩性是空气的两种物理性质。在 飞行中，飞机之所以会受到空气阻力原因 之一就是空气有粘性。而飞机以接近音速 或者超过音速飞行时会出现阻力突增等现 象则与空气的压缩性有关。
3．空气密度的影响
空气密度越大，升力和阻力越大。升力、阻力的大小与空 气密度成正比。根据动压公式(g=1/2ρv,2)，空气密度增大 后，气流流过机翼时的动压变化大。所以机翼上下的压力差 和机翼前后的压力差变化也大4．机真的影响
(1)面积：升力和阻力与面积成正比。
(2)平面形状：机翼产生升力后出现涡流，使上翼面压强增 加，下翼面压强减小，机翼升力受到损失，并产生诱导阻力。 当机翼平面形状接近椭圆形时，升力损失最小，诱导阻力也 较小，平面形状为矩形的机翼升力损失较大，诱导阻力也较 大。而梯形机翼居 两者之间，因此椭圆形机翼空气动力性能 最好。
航空航天概论第2章 飞行器飞行原理 ppt课件
ppt课件
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3、伯努利定理
伯努利定理是描述流体的压强和速度之间的关系可以用实验说明。如图在粗细不 均的管道中在不同截面积处安装三根一样粗细的玻璃管，首先把容器和管道的进 口和出口开头都关闭，此时管道中的流体没有流动，不同截面处（A-A、B-B、CC）的流体流速均为零，三根玻璃管中的液面高度同容器中的液面高度一样。这 表明，不同截面处的流体的压强都是相等的。现在把进口和出口的开头同时都打 开，使管道中的流体稳定地流动，并保持容器中的液面高度不变。此时三根玻璃 管中的液面高度都降低了，且不同截面处的液面高度各不相同，这说明流体在流 动过程中，不同截面处的压强也不相同。
8
2.1.2 大气的物理特性与标准大气
1、大气的物理特性
（4）可压缩性
• 气体的可压缩性是指当气体的压强改变时其密 度和体积改变的性质。不同状态的物质可压缩性 也不同。液体对这种变化的反应很小，因此一般 认为液体是不可压缩的；而气体对这种变化的反 应很大，所以一般来讲气体是可压缩的物质。
（5）声 速
y
yf
O
x c
ppt课件 yl
26
3、作用在飞机上的空气动力
空气动力：空气流过物体或物体在空气中运动时，空气对物 体的作用力。飞机上的空气动力R包括升力Y和阻力Q两部分。
（1）升力
空气流过机翼的流线谱如图， 这样机翼上、下表面产生压力 差。垂直于相对气流方向的压 力差的总和，就是升力。 机 翼升力的着眼点，即升力作用 线与翼弦的交点叫压力中心。
ppt课件
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3、伯努利定理
• 通过以上实验我们可以得到一个数学表达式来表示：
• 因当注意，以上定理在下述条件下才成立： • （1） 气流是连续的、稳定的。 • （2） 流动中的空气与外界没有能量交换。 • （3） 气流中没有摩擦，或变化很小，可以忽略不计。 • （4） 空气的密度没有变化，或变化很小，可以认为不变。
空气动力学与飞行原理课件：无人直升机基本飞行原理
和最小下滑角。
6
第二节
学
习 大
二、
无人直升机操纵及控制原理
纲
7
贰 无人直升机操纵及控制原理
直升机运动包括姿态运动和轨迹运动。姿态 运动指绕无人机机体轴的三个角运动，轨迹运动 指无人直升机质心在空间中的运动轨迹。无人直 升机操纵就是控制直升机的姿态运动和轨迹运动 。 飞行控制系统是一个根据测量元件测量当前直 升机的飞行姿态和运动轨迹，反馈给中央处理器， 根据目标航线运动和当前测量值差别，由一套控制 算法，控制执行机构，进行姿态控制，使无人直升 机按照当前预定轨迹运动。
图3.16 自动倾斜器示意图
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贰 无人直升机操纵及控制原理
需要说明的是，虽然桨盘平面的倾斜相对桨叶的桨距变化 有90度的滞后，但是自动倾斜器的倾转方向与桨盘平面的 倾转方向是大体相同的。主需要说明的是，虽然桨盘平面 的倾斜相需对要桨说叶明的的桨是，距虽变然化桨有盘9平0度面的的倾滞斜后相，对但桨是叶自的动桨倾斜 器的距倾变转化方有向90与度桨的盘滞平后，面但的是倾自转动方倾向斜是器大的倾体转相方同向的与。主要 为了桨习盘惯平一面致的，倾在转实方向际是控大制体桨相叶同的的时。候主要，为旋了转习环惯的一方致位，角 会超在前实90际度控控制制桨桨叶的叶时来候克，服旋桨转盘环平的面方位的角滞会后超。前但90在度实际设 计周期变距机构的时候由于挥舞铰外伸量的不同，桨盘平 面的控滞制后桨角叶有来时克会服小桨盘于平90面度的，滞需后要。对但在不实旋际转设环计的周操期纵变相位 进行距调机整构使的操时纵候杆由于前挥推舞时铰，外桨伸盘量平的面不同也，是桨前盘倾平。面要的为滞了习 惯一后致角，有在时实会际小控于9制0桨度，叶需的要时对候不，旋旋转转环环的操的纵方相位位角进会超前 90度行控调制整桨使叶操来纵克杆前服推桨时盘，平桨面盘的平滞面后也是。前但倾在。实际设计周期 变距机构的时候由于挥舞铰外伸量的不同，桨盘平面的滞 后角有时会小于90度，需要对不旋转环的操纵相位进行调
飞机飞行原理(116页PPT课件)
热力学基本单位—温度
(1)摄氏温标(Centigrade) ： 也称“百分温标”。 规定：在标准大气条件下， 水的冰点为零度，沸点为 100度，中间分为100等分， 每个等分代表1度。 摄氏温度用℃表示。它是 1742 年 由 瑞 典 人 摄 尔 司 发 明的。
100C °
C0°
热力学基本单位—温度
关于开氏温标的说明：到目前， 要物质的热运动完全停止还是 不可能的。-273.15℃只不过是 人们可以无限接近，但永远也 不可能达到的温度。因此，才 把它叫做绝对零度，意思是说， -273.15℃才是温度的真正零度。
热力学基本单位—温度
100C
°
(3)华氏温标(Fahrenheit) ：
212°F
用°R 表R°=示。
R°1=.8×°K
672R 212F
°
°
R
F
492R 32F
°
°
R 0°
-F 460°
13
热力学基本单位—温度
温度刻度相 同
温度刻度相 同
沸点
671.69 212度 100度 373.1K5
°
冰点 491.69
32度 0度
273.1K5
°
绝对 零度
0度 -459.69 -
0度
兰氏温标华氏温标摄27氏3.1温5 标开氏温标
大气压强 P
空气的的压强，是指物体单位面积上 所受空气垂直作用力。从数量说，即 是物体单位面积上所承受的大气柱的 重量。习惯上也称之为大气压力。大 气压力的产生是地球引力作用的结果。
大气密度ρ
大气的密度是指单位体积空气的 质量
状态方程
一般空气可以看作是完全气体，其状态参 数满足方程：
飞行的原理1-PPT精品.ppt
飛行的原理(1)
竹蜻蜓製作 指導老師：蘇葦晟老師
• 哪一種方式下降的紙牌會離老師最近?(5分) • 答：紙牌平行地面。因為空氣阻力平均分散 • 哪一種方式下降的紙牌會慢一點落下?(5分) • 答：紙牌垂直地面。因為翻轉所以延長在空中的時間。 • 聽話的紙牌?怎麼控制??(10分) • 答：用手指讓紙牌朝相反方向旋轉。 • 如何讓紙牌離的最遠??(10分) • 答：角度約於45度、高處放下 • 總結：接觸角度與空氣阻力有何關係? • 撲克牌與空氣的接觸面角度越小，空氣阻力越小。5分 • 撲克牌與空氣的接觸面角度越大，空氣阻力越大。5分
我是神『鏢』手 • 自己丟自己撿： • 將丟出的迴旋鏢接住(10分)
• 百發百中???： • 用迴旋鏢將目標物擊落(20分)
活動結束
• 請收拾場地，座位髒亂 者下次上課要處罰!!!
我是神『鏢』手 • 自己丟自己撿： • 將丟出的迴旋鏢接住(10分)
• 百發百中???： • 用迴旋鏢將目標物擊落(20分)
飛機的襟翼
起飛中飛機
飛行中的飛機
竹蜻蜓製作
• 將撲克牌分成三等分 • 將其中兩份的一端用雙面膠黏起來 • 將吸管的一端剪開與紙牌黏膠處寬度相等
的長度 • 將吸管與機翼相接在一起 • 用電工膠帶將連接處捆2圈固定 • 將機翼打開 • 將邊緣尖銳處用剪刀剪圓
挑戰你的大腦!!
• 如何讓竹蜻蜓往上飛?(10分) • 答：右撇子-機翼左下往右上傾斜 / • 左撇子 \ • 為何竹蜻蜓會往上飛?(5分) • 答：因為轉動時會產生往上的昇力。 • 如何改變機翼讓竹蜻蜓飛的高和遠?(10分) • 答：增加機翼轉動角度，但不能超過45度 • 機翼加上電工膠帶，可以增加轉動。
腦筋急轉彎
• 如何使迴旋鏢飛的近一點？(10分)
竹蜻蜓製作 指導老師：蘇葦晟老師
• 哪一種方式下降的紙牌會離老師最近?(5分) • 答：紙牌平行地面。因為空氣阻力平均分散 • 哪一種方式下降的紙牌會慢一點落下?(5分) • 答：紙牌垂直地面。因為翻轉所以延長在空中的時間。 • 聽話的紙牌?怎麼控制??(10分) • 答：用手指讓紙牌朝相反方向旋轉。 • 如何讓紙牌離的最遠??(10分) • 答：角度約於45度、高處放下 • 總結：接觸角度與空氣阻力有何關係? • 撲克牌與空氣的接觸面角度越小，空氣阻力越小。5分 • 撲克牌與空氣的接觸面角度越大，空氣阻力越大。5分
我是神『鏢』手 • 自己丟自己撿： • 將丟出的迴旋鏢接住(10分)
• 百發百中???： • 用迴旋鏢將目標物擊落(20分)
活動結束
• 請收拾場地，座位髒亂 者下次上課要處罰!!!
我是神『鏢』手 • 自己丟自己撿： • 將丟出的迴旋鏢接住(10分)
• 百發百中???： • 用迴旋鏢將目標物擊落(20分)
飛機的襟翼
起飛中飛機
飛行中的飛機
竹蜻蜓製作
• 將撲克牌分成三等分 • 將其中兩份的一端用雙面膠黏起來 • 將吸管的一端剪開與紙牌黏膠處寬度相等
的長度 • 將吸管與機翼相接在一起 • 用電工膠帶將連接處捆2圈固定 • 將機翼打開 • 將邊緣尖銳處用剪刀剪圓
挑戰你的大腦!!
• 如何讓竹蜻蜓往上飛?(10分) • 答：右撇子-機翼左下往右上傾斜 / • 左撇子 \ • 為何竹蜻蜓會往上飛?(5分) • 答：因為轉動時會產生往上的昇力。 • 如何改變機翼讓竹蜻蜓飛的高和遠?(10分) • 答：增加機翼轉動角度，但不能超過45度 • 機翼加上電工膠帶，可以增加轉動。
腦筋急轉彎
• 如何使迴旋鏢飛的近一點？(10分)