一百年前的发明家狂人,曾用这种奇怪的风筝把人送上天 | 科学美图

来源: 把科学带回家

发布日期: 2018-07-01

威尔士的艺术家 Heather Morison 和 Ivan Morison 重新设计了亚历山大·格拉汉姆·贝尔在一百多前设计的四面体风筝,并成功制作出一个可以在天上飞翔的立体风筝。贝尔曾用这种风筝将人送上天,证明了其设计的成功。Morison 双人组使用3D打印技术制作风筝,并采用了前沿的轻质材料,使风筝不仅能够飞翔,还能平安落地。

立体的风筝你见过么?被人做出来了。2个艺术家做出了一个犹如外星飞船一样的风筝,而且它可以在天上飞翔。威尔士的艺术家 Heather Morison 和 Ivan Morison 重新设计了亚历山大·格拉汉姆·贝尔在一百多前设计的四面体风筝。你可能不知道,贝尔除了发明了电话以外还倾心于飞行器的设计。贝尔从1899年开始制造各式各样的风筝飞行器,因为他相信,能飞翔的风筝一定也能成为载人的飞行器。

贝尔面临的一个最大挑战是数学家西蒙·纽康提出的定律——用同一种材料制作的飞行器的重量和长度的立方成正比,而它的机翼表面积和长度的平方成正比。也就是说,当一个飞行器变得很大,它的重量的增加速度会超过机翼表面积的增加速度,因此表面积无法提供足够的升力。根据纽康的定律,除非材料实现突破,否则大型飞行器很难飞起来。但是贝尔决定要看看,自己能否设计出能够绕过这个定律的风筝来。

终于,他设计出了一种三角形的风筝。这种设计的一大特点是,即使一个一个叠起来做得很大,它的机翼表面积和重量的比和小型风筝差不多。不过,三角形设计也有缺陷——不够牢固,因此三角形风筝也不能无限叠加。后来,贝尔又设计了更加牢固的四面体风筝。四面体风筝突破了三角形风筝的限制,它不但像三角形风筝那样,机翼表面积和重量的比不随大小显著变化,而且还可以疯狂叠加,变得巨大。

使用新的四面体设计,贝尔也成功地让风筝载着2个人(意外地、哇哇大叫地)上了天。这证明四面体设计是成功的。贝尔于是开始在用四面体研发飞行器的道路上一发不可收拾,设计制造了各种各样的巨星四面体风筝。至于 Morison 双人组,他们手头的工具箱可比贝尔的大多了。他们用3D打印技术制作出各个构件,并把这个风筝命名为闪光的小人。现在这个风筝在英国泽西岛的丹达拉城堡内展示。

这个风筝看起来块头很大、很笨拙是吗?别被它的外表骗了,实际上它的材料采用的是前沿的轻质尼龙材料、碳纤维管,还有帆船的合成纤维——粗苯纤维。Morison 双人组除了参考了贝尔的设计外,还参考了黄铁矿晶体结构。他们用轻质材料制作了类似黄铁矿晶体结构的小细胞,而这些细胞又组合成了风筝的整体。两位艺术家表示,立体风筝的制作难点不仅在于让它能够飞起来,还在于让它能够平安落地。

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