如何折一架世界上飞得最远的纸飞机？| 正经玩

2022年4月

一款名为“猎豹”的纸飞机

在室内无风环境

飞行了77.134米！

打破了尘封了十年之久的

吉尼斯世界纪录！

至今仍是飞得最远的滑翔纸飞机

吉尼斯世界纪录认证现场（ 2022年4月 ）

它是如何做到的？

最近

“猎豹”的折法和数据终于公开了！

今天我们就来带你

亲手复刻传奇！

实验器材

A4纸（100g/m²）、两根直尺、剪刀、胶带、所标卡、所标杯

实验步骤

将纸张竖向放置，左右对折，使用卡片刮平折痕后展开，确保山折面（凸起面）朝上。将纸张顶部边缘向下对折至底部边缘，压出折痕后展开。

在距离纸张顶部7厘米处的中线上做一个标记，将顶部边缘向下翻折，使其对齐该标记点。

将左右两个顶角向中心线翻折。接着将顶端的尖角向下翻折，使其顶点对齐中心线与横向折痕的十字交点。

沿原有的横向折痕，将整个上部结构向下翻折。 随后在纸张左右两侧边缘，分别从底部向上量取7厘米，并做好标记。

第三步：

使用两个直尺辅助，连接顶部中心点与两侧边缘的标记点，压出折痕。

打开后，将两侧边角沿刚才压出的折痕向内翻折，并将该部分平整地塞入上层纸张的下方，完成结构锁定。

第四步：

将纸张翻面，沿中心线对折机身。 在机尾处量取4.9厘米并做标记。

之后折出机翼，折痕连接机尾的标记处与机头约半厘米处。另一侧机翼采用相同标准折叠，确保左右对称。

第五步：

使用胶带对关键部位进行加固粘贴：包括两翼下方、机头、机身中央接缝以及机尾处。

最后，调整机翼角度（上反角）及尾部升降舵，完成姿态微调。

第六步：

快试试你的纸飞机能飞多远吧！

原理解说

为什么纸飞机可以滑翔那么远？怎样折出飞得更远的纸飞机？

纸飞机本身是没有动力的，它的动能完全来源于投掷者赋予的初始动能。滑翔纸飞机的设计思路就是要充分利用初始动能，将其最大化地转化为飞行距离。注意观察滑翔纸飞机的飞行轨迹：先抬头上升，通过宽大的机翼把初始动能转化为重力势能，然后低头下降，把前期积攒的重力势能兑换为向前滑翔的动能。

滑翔纸飞机的飞行轨迹

重点在于滑翔阶段，纸飞机的飞行轨迹并非简单的抛物线形，优秀的滑翔纸飞机能够在下降滑翔时充分将重力势能转化为前进动能。在稳定滑翔时，机头方向略高于飞机前进方向（也即气流方向），形成正的迎角。此时，飞机下方的气流被机翼压着向下偏折，而飞机上方的少量气流也由于康达效应贴着机翼最终向下偏折。根据牛顿第三定律，飞机受到气流向前和向上的反作用力，使得飞机可以对抗重力并向前加速飞行。显然，较大的机翼、尖尖的机头，可以使得飞机在获得更大的升力同时面临更小的阻力，可以飞得更远。

除了飞机外形，飞机的重量分配、重心位置也对于滑翔至关重要，这会影响滑翔的迎角，也即影响飞行的姿态。滑翔纸飞机的重心要稍微靠前，这样当滑翔的迎角过低时，空气阻力的力矩会让机头抬升，把迎角拉回来，保持稳定滑翔。而如果飞机的重心太靠后，当迎角过低时，空气阻力的力矩会进一步压低 迎角，最终飞机就会一头栽向地面。此外，降低飞机的重心也很重要，重心低于升力面的纸飞机在飞行时会更加稳定；如果重心太高，则纸飞机很容易左右偏转，甚至上下翻转，这样就飞不远了。

迎角过低时，重心靠前的飞机会自动抬头，把 迎角拉回来；而重心靠后的飞机则会继续低头，栽向地面

迎角并非越大越好，更大迎角的滑翔会面临更强的空气阻力，也会损失飞行距离；太大的迎角会使纸飞机很快地减速，并且容易使纸飞机周围的气流由稳定的层流变成混乱的湍流，导致飞机失速坠落。

即使是折法相同的纸飞机，在投掷前的调校也很重要。根据投掷者习惯的投掷力度、投掷角度，仔细微调纸飞机的升降舵、翼梢小翼等细节，都可以让纸飞机飞得更远、更稳定。同一架纸飞机，不同的投掷方式、不同的调校，有可能飞行距离差别非常大。

调整升降舵 | 来源：b站@JackTheFlyboy

调整翼梢小翼 | 来源：b站@JackTheFlyboy

总之，合理设计并调校纸飞机的外形和重量分布，可以充分利用空气动力学，最大化纸飞机的升阻比，并且在飞行的不同阶段和不同速度，自动调整纸飞机的飞行姿态，可以飞得更远。

2012年，“苏珊”纸飞机通过精心的设计将空气动力学发挥到了极致，在室内无风环境飞行了69.14米，打破了此前一直由标枪型纸飞机保持的世界纪录。这让纸飞机爱好者们意识到精心设计的滑翔型纸飞机也是有可能超过大力出奇迹的纸标枪的。

滑翔型纸飞机的投掷速度并非越快越好，由于机翼较大，扔得太快反而会导致空气阻力更大，且纸飞机会变形。这意味着纸飞机的坚固程度也很重要。2022年4月，“猎豹”纸飞机（也就是本文介绍的这款）打破了由“苏珊”保持了十年之久的世界纪录，在室内无风环境飞行了77.134米。与“苏珊”相比，“猎豹”的折叠密度更高，机身更硬，尽管机翼更小，却能够承受更高的投掷初速度，这证明牺牲一部分升阻比来换取更高的发射速度是值得的。

“苏珊”纸飞机 | 来源：b站@到车请故意 （原设计者：约翰.柯林斯）

不过，在2022年12月， “猎豹”纸飞机创造的世界纪录就再次被打破了，一款名为“马赫5”的纸标枪凭借88.318米的成绩创造了新的世界纪录，从滑翔型纸飞机手中再次夺回了王座。“马赫5”的成绩证明，在绝对的初速度优势面前，目前人们设计的滑翔确实不如弹道抛物线飞行得更远。至今，吉尼斯世界纪录认证的飞行最远的纸飞机仍然是“马赫5”。

“马赫5”纸飞机 | b站@纸飞君 还原版本

世界各地的纸飞机爱好者们仍在继续设计新的纸飞机不断向最远飞行距离的世界纪录发起挑战，比如“May”系列纸飞机、“wq”系列纸飞机等，可以在室外飞出超越100米，室内接近100米的成绩，但尚未获得吉尼斯世界纪录官方认证。感兴趣的读者也可以自行设计更好的纸飞机，说不定下一个打破世界纪录的就是你哦~

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这套《物理，这样讲我就懂啦》由物理所科普团队联合漫画家粉塔出品，

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编辑：余荫铠 & 王骁天