小小纸火箭，飞向大蓝天-探索飞行距离的小秘密

亦航

去年，学校举办纸火箭比赛，我满怀期待带上自己做的纸火箭去参赛。可发射的时候，火箭要么飞不高，要么歪向一边，落点总是偏离目标，最终成绩并不理想。看着别的同学的火箭直冲远方，我心里有点失落，但也埋下了一颗好奇的种子：同样是纸做的火箭，为什么飞行距离和准确度会相差这么大？
老师常常和我们分享中国航天的故事。看着神舟飞船一次次奔赴太空，一枚枚大国火箭冲破云层、成功升空，我内心特别震撼。中国航天人也不是一次就成功的，他们会反复试验、不断调整，遇到失败不放弃，一点点改进，才换来一次次圆满发射。那我的纸火箭，是不是也可以像真正的航天火箭一样，通过反复实验找到问题？于是我开启了属于我的纸火箭探究小实验。
我和妈妈讨论2个问题：1、哪些条件会让纸火箭飞得更远？2、怎样制作纸火箭，飞行路线不跑偏、落点更准确？

我们猜想：1、箭身长度适中的火箭飞得更远、更稳；过长太重飞不远，过轻太短容易飘、不准。2、我猜想箭体适中偏细飞得更远更准；太粗阻力大飞不远，太细容易晃动跑偏。3、3～4 片尾翼的火箭飞行最稳、落点更准；无尾翼容易乱飞，尾翼过多增重、飞不远。4、45° 左右发射飞得最远最稳；角度太平容易下坠，角度太陡飞得高但飞不远。

我们最后确定箭身的长短，箭体的粗细，尾翼的数量，发射的角度4个因素作为我们的探究点。根据这四个变量，我采用控制变量法来设计对比实验，每次只改变一个条件，其他所有条件保持不变；每组试飞 3次，计算平均距离，排除人为吹气失误的数据，减少偶然失误；选择无风的室内，设计实验记录表格。

实验一：箭体长度对飞行效果的影响（箭体粗细直径1.1cm、尾翼4片、发射角度45°） 实验二：箭体粗细对飞行效果的影响（固定长度15cm、尾翼4片、发射角度45°） 实验三：尾翼数量对飞行效果的影响（固定长度15cm、箭体粗细直径1.1cm、发射角度45°） 实验四：发射角度对飞行效果的影响（固定长度15cm、箭体粗细直径11mm、尾翼4片、） 实验器材准备：A4 纸、安全剪刀、透明胶带、双面胶、塑料吸管（直径分别11mm和6mm）、卷尺、笔，实验记录表。箭头裁剪6mm大小的正方形，尾翼裁剪3mm大小的正方形。 制作纸火箭的过程，制作过程中要精确测量箭体长度，箭头和尾翼的大小。 实验步骤：

实验一：箭体长度对飞行效果的影响（箭体粗细直径1.1cm、尾翼3片、发射角度45°）

不变条件：箭体直径11mm、尾翼数量 4 片、发射角度 45°、发射力度相同
1、分别制作 10cm、15cm、20cm 三种长度的纸火箭，外形、粗细、尾翼完全一致。

2、统一在 45° 角度发射，每种长度试飞 3 次。
3、记录每组飞行距离和稳定情况，对比哪种箭身飞得最远、最准。

实验结果分析：通过本次实验可以得出，15cm的纸火箭飞得最远，10cm的次之，20cm的最短。20cm的箭身最长，整体更重、受到的空气阻力更大，飞行时消耗的动力更多，所以飞不远。10cm的箭身虽然轻便、阻力小，但是长度太短，重心不稳，飞行时容易晃动跑偏，浪费了飞行动力。而15cm的箭身轻重、长度刚刚好，飞行平稳不晃动，动力损耗最少，因此飞行距离是三组里面最远的。 实验二：箭体粗细对飞行效果的影响（固定长度15cm、尾翼4片、发射角度45°）

不变条件：箭身 15cm、尾翼 4 片、发射角度 45°、发射力度相同.
1、制作6mm 细款、11mm 粗款两支火箭，长度、尾翼完全一样。
2、固定 45° 角度分别试飞 3 次。

3、记录数据，对比粗、细箭体的飞行距离与精准度差异。

实验结果分析：本次实验结果表明，11mm箭体的纸火箭比6mm箭体飞得更远。本次实验采用匹配尺寸的吸管吹气发射，11mm的箭体口径更大，吹气的出气量更足，能给火箭提供更强、更充足的推进动力。而6mm细箭体口径小，吹气的气量少，获得的推力比较弱。虽然粗箭体受到的空气阻力会稍大，但充足的吹气推力完全弥补了阻力的影响，所以11mm粗箭体的火箭飞行距离明显更远。 实验三：尾翼数量对飞行效果的影响（固定长度15cm、箭体粗细直径1.1cm、发射角度45°）

不变条件：箭身 15cm、粗细一致、发射角度 45°、发射力度相同
1、制作三支相同火箭，只改变尾翼数量：3 片、4 片、5 片，尾翼大小一致、对称粘贴。
2、每支火箭试飞 3 次。
3、观察对比哪种尾翼数量落点最准、距离最远。

实验结果表明，在3片、4片、5片尾翼中，4片尾翼的纸火箭飞行距离最远、落点最准。3片尾翼重量轻、阻力小，但稳定性差，飞行时容易左右晃动、轻微旋转，会损耗动力，导致飞行距离变短、落点偏差大。5片尾翼虽然飞行最稳，但是尾翼数量过多，增加了火箭的整体重量和空气阻力，消耗了大量推力，飞不远。而4片尾翼对称均匀、重量和阻力适中，既能牢牢稳住飞行方向，不会跑偏，又不会过多损耗动力，综合飞行效果是三组里最好的。 实验四：发射角度对飞行效果的影响（固定长度15cm、箭体粗细直径1.1cm、尾翼4片、）

不变条件：同一支标准火箭、发射力度相同
1、分别以 15°、45°、60° 三个角度依次发射。

2、每个角度试飞 3 次，记录飞行距离。
3、对比得出哪个角度飞行距离最远、最稳定。

实验结果表明，45°是最适合纸火箭发射的角度，飞行距离最远、状态最稳定。15°角度太平，火箭飞不高，很快就会坠落，飞行距离最短。60°角度太高，动力大多用来向上高飞，向前飞行的力气不足，距离也比较近。45°角度刚好平衡了高度和向前的动力，所以飞行效果最好。

实验不足和改进：

一、实验不足
1. 吹气力度无法做到完全一致，每次发射的推力有轻微差别，会影响实验数据的准确性。
2. 手工制作的纸火箭存在误差，尾翼粘贴、箭身卷制不够标准、不够对称，火箭头部粘合有没有漏气，会影响飞行状态。
3. 每组只试飞3次，实验次数较少，数据存在一定偶然性，结果不够严谨。
二、改进措施
1. 发射时尽量固定姿势和吹气距离，保持发力均匀，减少推力误差。
2. 制作火箭时使用尺子辅助，保证箭身长度一致、尾翼大小对称、粘贴平整规范。
3. 增加试飞次数，每组试飞5次以上，去掉最远和最近数据，取平均值，让实验结果更准确。

一次次制作、一次次发射、一次次记录数据，我慢慢找到了小诀窍：尾翼对称整齐、箭身轻重合适，火箭飞行才会飞得更远、落点更准。
小小的纸火箭，和真正的大国火箭有着相通的道理。真正的长征火箭，要经过亿万次计算和测试，克服重重困难，才能托举卫星飞向浩瀚宇宙；我的纸火箭，也要经历一次次失败，不断修改，才能越飞越好。
一次比赛的失利，不是终点，而是我探索科学的起点。失败教会我思考，实验带给我收获。未来我也要学习航天人不怕挫折、勇于钻研的精神，继续保持对科学的好奇，向着属于自己的 “星空” 勇敢出发！