飛行距離競技用 折り紙ヒコーキ

物を投げる、他の競技と比較すると、折り紙ヒコーキ(paper aircraft)は、ソフトボールや携帯電話よりも飛ばない物、のようです。

• 日本記録（折り紙ヒコーキ）：49.67m

• 日本記録（ギネスルール）：64.652m

• ギネス記録(paper aircraft)：98.43m

• ソフトボール投げ（小学生の日本記録）：91.55m

• 携帯電話投げ（世界選手権大会）：110.42 m

折り紙ヒコーキ競技では、

• ルールで質量が制限されている(軽い)

• 機体の強度が弱く、投げにくいため、初速が制限される

ことが原因で、

• 飛びすぎると、競技会場の確保や運営が難しい

• 競技での事故を防止したい

などの事情も理解できますが、「ソフトボールよりも飛ぶルールに改定してほしい」と感じます。

初速により与えられた運動エネルギーを、空気抵抗で消費しながら飛行し、着地するまでの距離を競うため、記録の向上には、

• • 最初の運動エネルギー（質量*初速^2）を大きくする
    競技ルールにより用紙が制限される（質量が制限される）ため、初速を大きくすることが最優先

    • 初速を大きく、正確に投げる、投げのトレーニング

    • 投げやすい機体設計

    • 大きな初速(風圧)に耐える機体の設計製作

  • 着地時の運動エネルギー（質量*定常滑空速度^2）を小さくする

    • 定常滑空速度を小さく（翼面積を大きく）すると有利だが、空気抵抗の増加とのトレードオフになる

  • 空気抵抗を小さくする

    • 表面積（主翼＋胴体＋尾翼）を小さくする
      特に、揚力に寄与しない胴体や尾翼は、投げやすさや安定性が悪化しない範囲で可能な限り小さくする
      ただし、垂直尾翼（胴体）を小さくすると、直進性が悪化しやすい（狙った方向に飛ばない）

    • 薄く、表面の凹凸を小さくする
      1mm程度の段差なら、表面積の違いよりも影響は小さそうだが、、、

  • 距離あたりのエネルギー損失を小さくする

最大滑空比で定常滑空させれば、距離あたりのエネルギー損失を最小にできる

• • • • 滑空比を改善する

アスペクト比が大きいと有利だが、無尾翼機なので直進性が悪化しやすい

理論的には、最初に高く上昇させて、その後は、最大滑空比で定常滑空させるのが有利そうです。
初速一定なら、

• 発射角=90度で、獲得高度が最大になり、定常滑空での飛行距離も最大になる

• 発射角＜90度なら、上昇時にも飛行距離を稼げる

• 飛行距離＝上昇時の飛行距離＋定常滑空時の飛行距離
  なので、飛行距離が最大になる発射角が存在するはず

滞空電卓に、「スザンヌ」の寸法を入力して、発射角をスイープして飛行距離をグラフ表示させると、