回旋鏢原理及其飛行系數的研究

摘 要：回旋鏢，是最早由澳洲土著人發明的飛行器具，現已經成為了澳洲的一張文化名片，并發展成為了一項體育競技項目。我們希望通過研究，將我們學到的知識融入到生活中去，并進行實際的制作。

關鍵詞：回旋鏢 原理 升力 制作 軌道記錄 流體

中圖分類號：TJ510文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0075-03

1 回旋鏢原理的研究

1.1 升力的來源

回旋鏢的橫向截面形狀和飛機機翼很像，當在空氣中飛行時，便會朝一個方向產生升力。通過升力抵消重力，回旋鏢得以在空中保持飛行，而由于上下升力大小不同，回旋鏢得以在空中偏轉。

首先，機翼的受力是由兩側的壓強所決定的。設機翼兩側的壓強為和，氣體的流速為和。假設空氣是不可壓縮的無粘滯流體，即理想流體，則有伯努利方程：

對回旋鏢而言=，所以有

而、可以用兩側空氣的平均流速來計算。

若一側空氣的流速大，則該側壓強就會相應地小，造成朝向該側的力。

對于兩側流速的不同，比較詳細的解釋是環流的解釋（參考自《新概念力學》趙凱華）。

在剛進入流體時，機翼前后有一個流速為0的駐點。由于尾部下方氣體流速大于上方氣體，會產生環繞機翼的一個逆時針渦度。由于機翼附近的氣體在整體上角動量守恒，會產生一個繞機翼的反向環流。由于兩個效果的疊加，上方氣體的流速大于下方流速。即導致流線下疏上密。

1.2 角動量與陀螺效應

角動量被定義為，即位矢叉乘動量。（圖a）

力矩被定義為，即位矢叉乘力。

當研究對象為物體的轉動時，應該從角動量的角度考慮。……