为飞行而设计

设计一样能安全穿过空气的东西。选一条路：一架飞得又远又直的滑翔机，或者一个在坠落着地时能保护小物件的着陆器。无论哪一条，空气和重力都在跟你作对。

所有会飞或会落的东西，对抗的都是和你的设计一样的两种力：把它往下拉的重力，和反过来推它的空气。航空航天工程师通过外形来同时控制这两者。

• 飞机
• |降落伞
• |直升机
• |航天器
• |无人机

航空航天工程

设计在空中和太空中移动的东西，比如飞机、无人机、降落伞和航天器。

重力

地球的吸引力。它把每一个物体都往地面方向拉。

空气阻力

空气反过来推运动中的物体、让它慢下来的方式。

平衡

重量的分布方式。平衡决定一个设计是飞得平稳，还是歪斜打转。

微小的改动

一处小小的改动，一道折痕、一枚回形针、一点缓冲，就能改变一样东西飞行或坠落的方式。

• 纸
• 卡片纸
• 吸管
• 胶带
• 绳子
• 咖啡滤纸
• 杯子
• 棉球
• 橡皮筋
• 一个塑料蛋、乒乓球或小玩具，作为要保护的对象

工程师会先规划再动手。在拿起胶带之前，先把这些想清楚。

1. 1动手之前先把想法画下来。草图就够了。
2. 2标出设计中最结实的部分，以及你最没把握的部分。
3. 3预测测试时哪里会最先失败。
4. 4决定每种材料放在哪里，以及那种材料为什么适合那个位置。

These are guides, not rules. Two students can follow them and build very different designs - that is the point.

1. 1

   选一条路：一架飞得又远又直的滑翔机，或者一个在跌落时能保护小物件的着陆器。

2. 2

   滑翔机：折出或剪出机翼形状，先做轻一点。之后可以加回形针来改变平衡。

3. 3

   着陆器：先做一个能装住物件的杯子或盒子，再加缓冲、支腿或降落伞来减轻着陆冲击。

4. 4

   第一个版本要简单，这样你才看得出一处改动带来了什么。

5. 5

   别做过头，先定好公平的测试方法：滑翔机用同一个发射点，着陆器用同一个跌落高度。

A design is only finished when it passes a fair test. Run each test the same way every time.

• 滑翔机：距离

  用同样的方式发射三次，每次都量出它飞了多远。

  测量： 最远距离（厘米）

• 滑翔机：准头

  瞄准地板上的目标，用同样的方式发射五次。

  测量： 五次落点中有几次靠近目标

• 滑翔机：稳定性

  观察滑翔机在空中怎么移动。

  测量： 笔直、拐弯，还是一头栽下

• 着陆器：保护物件

  从固定高度放开着陆器，每次跌落后都检查物件。

  测量： 物件完好无损吗？（是 / 否）

• 着陆器：比较设计

  从同样的高度测试两种不同的着陆设计。

  测量： 哪个设计更能保护物件

Write down what happens each time you test. Your numbers tell you what to improve. Print this page or copy the table into your notebook.

Your first version is a prototype, not the final answer. Change one thing based on what failed, then test again.

• 如果滑翔机一头栽下去，就把一点重量（一枚回形针）往后移，或者把尾翼往上折。
• 如果滑翔机拐弯或打转，检查两侧机翼是否一样，机头是否正。
• 如果着陆器里的物件受损了，就加更多缓冲，或者用咖啡滤纸做的降落伞减慢下落。
• 如果着陆器翻倒了，就把底座加宽，或者把重量降低。
• 一次只改一处，这样你才知道到底哪一处改动起了作用。

1. 1更重的设计飞得更好还是更差？
2. 2设计失去平衡时发生了什么？
3. 3是什么减慢了下落？
4. 4是什么让着陆更安全？
5. 5测试之后你改了什么？

• 让你的滑翔机绕一个大弯，而不是直着飞。
• 做一个着陆器，在同样的跌落中保护两枚硬币而不是一枚。
• 找出仍然能保住载荷的最轻的着陆器。

Running this lesson? The parent & teacher guide has setup, materials prep, safety notes, common failure points, and questions to ask.