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举头放风筝
作者:乔静涛文/摄 编辑:刘强 来源:智慧生活报网 发布时间:2024-04-12 08:53:07

  风筝的成功放飞是风筝功能完善的完美展示。太原市风筝协会的耿建平说:“风筝放飞,看起来非常简单,实际上包含着许多物理力学原理。”其中,主要是飞升力学原理和平衡力学原理。今天,耿建平带我们了解了这些原理和风筝的基本种类。
  力学原理:
  地面风无论大小,是阵风还是长风,从宏观上来看,其流动都基本是与地面平行的,从微观上看又始终处于不平稳状态。在这样的风力作用下,轻盈的物体只能做水平运动。当风筝面与风向完全一致时,风筝基本不动。当风筝面与风向垂直时,风筝则只做水平运动。只有当风筝的迎风面与风向形成一定角度时,才能产生向上的升力。由于放飞者的牵引,形成了风筝面对风的阻力,在风筝背后产生一块低压区,迎风面的较高气压便迫使风筝向后退却。风筝的迎风面斜着朝向地面,而背风面斜着朝向天空。风筝的退却实际上便是向着斜上方飞升。
  在风力的作用下,风筝向斜上方运动,但有的风筝飞得高,有的飞得远。这主要取决于风筝的迎风面与风流(即水平面)形成的夹角和迎角的大小。迎角越小,风筝的兜风力就越小,下面的排风量就越大,风对风筝产生的纵向升力就越大,风筝也就飞得越高。反之,迎角越大,风筝的兜风力就越大,下面的排风量就越小,风对风筝产生的横向推力就越大,风筝也就飞得越远。
  风筝的飞升除了与迎角的大小有关外,也与风筝的结构和部位有关。面积大的部位兜风力就大,飞升力就强;面积小的部位,兜风力就小,飞升力也就弱。此外,比重大的部位飞升力就弱,比重小的部位飞升力就强。像龙头蜈蚣风筝,风筝的飞升完全是靠众多腰片的飞升作用来完成的。
  平衡力学原理:
  放飞风筝是在风力作用下做动态平衡运动。风筝的迎角度所产生的升力只是为风筝的飞升创造了必要条件,而要使风筝达到飞升平衡,还必须符合力的平衡原理,包括“坠重(坠飘)”平衡原理、“横杆”平衡原理和“定向出风”平衡原理。
  在中心对称的平板类风筝下方,长长的飘带或飘穗使风筝重心下沉,通过风筝中心形成较大的重力矩,对抗了由忽左忽右的风流所形成的旋转力矩,从而使风筝达到飞升的平衡。这就是利用了“坠重(坠飘)”平衡的原理。
  “横杆”平衡原理一般用于平板串式风筝,如“龙头蜈蚣”等。风筝每片腰节的横向枝条(即“横杆”)的自重及风流的合力形成了风筝的对称力矩,以此力矩来反抗风筝的旋转力矩,使风筝达到飞升的平衡。相对来说,“横杆”越长,两端羽毛越多,其对称力矩就越大,风筝的稳定性也就越好。
  一般来说,“横杆”单侧臂长为腰节直径的1. 5倍左右,两端的羽毛多少也应视其腰节直径的不同而不同,腰节大者,臂粗长,羽毛多。反之,臂细短,羽毛少。硬翅类风筝的两侧硬翅大小相等,对称的凹槽曲面深浅一致,形成向两翅斜后方的“定向出风”力矩。两翅对称,其凹槽曲面越深,风筝“定向出风”的力越大,风筝也就越平衡。但如果硬翅的凹槽曲面太深,其后倾角太大,则会减小风流阻力,从而使风筝飞不高。软翅风筝受风力后,翅膀下缘的软边即发生变形,风流定向由软翅下部流出,形成大小相等、方向相同的对称力矩,从而达到“定向出风”的平衡原理。风筝“定向出风”的效果越好,风筝就越平稳,但风流阻力和迎风面却相应减小,风筝的飞升角度也会随之减小。
  所以,“定向出风”的效果与风流阻力、迎风面的大小必须兼顾。风筝的飞升角度与“定向出风”的方向也有很大关系,风筝“定向出风”的方向越接近垂直向下,风筝飞升的角度也就越大。


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运动风筝
  运动风筝是风筝现代化的主要代表之一,是一种强调运动功能和操控技巧的风筝类型,与传统风筝相比,其造型更为简单,但飞行时的动态和变化却更为丰富。运动风筝主要分为双线运动风筝和四线运动风筝两种,它们可以单人飞行,也可以双人配合飞行,甚至多人组成团队飞行。配合音乐,放飞者可以展现高超的操控技巧,变换队形和造型,犹如在空中跳舞,给观众带来听觉和视觉的双重享受。


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串类风筝
  串类风筝是把数只大致相同的风筝,像串糖葫芦一样拴在一根或多根线上。串类风筝种类繁多,有串雁、龙头蜈蚣、七仙女下凡、八仙过海等。以龙头蜈蚣为例,它的头部是威风的龙头,而身子则由许多像蜈蚣脚一样的单体风筝组成,整体既霸气又生动。


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软体风筝
  软体风筝是近年来兴起的一种新型风筝。它们具有无骨架、大块头和立体结构的特点。往往采用柔软的材质制作,外观轻盈飘逸,给人一种梦幻般的感觉。软体风筝放飞时,风吹入风筝的“气囊”中,使其自然充气成形,然后通过提线升空。软体风筝的飞行轨迹多变,可以在空中呈现出各种优美的姿态,让人目不暇接。
  这类风筝不仅适合观赏,还能带给人们无尽的想象空间。

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呆风筝
  呆风筝也就是传统意义上的传统风筝,以其可爱的外形和简单的放飞方式赢得许多市民的喜爱。
  这些风筝通常为卡通形象,色彩鲜艳,憨态可掬。呆风筝的飞行稳定性较高,即使是初次放飞风筝的人,也能轻松上手,享受到放风筝的乐趣。


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记者乔静涛文/摄 

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