回飞镖

回飞镖是一种木制飞镖，澳大利亚原住民已经用了几千年。回飞镖其实分为回飞的和不回飞的两种。回飞的那种具有特别的弧度，使它们在投掷时像陀螺般旋转，飞出时像飞机般倾斜，然后返回投掷者手上。另一种不可回飞的，则是很好的作战和狩猎武器。掷出一枝会旋转的棒子比起投掷石块或不会旋转的棒子，击中目标的力度要大得多。

分类:

回旋镖的英文名称为"Boomerang",分为两种:

(1)可回旋（即所谓的回旋镖）

旋转镖通常较重且较长,以增加杀伤猎物的能力.

(2)不可回旋（姑称之"旋转镖"）

为什麼回旋镖可以飞回来呢

——螺旋桨与陀螺仪的混合体

仔细观察两翼面的厚薄,发现两翼并非以中心线镜面对称的.一般称较厚的一端为前缘,而较薄的一端为尾端.由剖面图知,（右手）回旋镖的厚薄配置为:右翼外缘及左翼内侧为前缘,右翼内侧及左翼外缘为尾端.故右手掷镖后,如图回旋镖将逆时针旋转,此时较厚一端将永远在前,而较薄一端则是永远追随其后.

若将回旋镖弯曲的两翼拉直,中心钻个小洞,再插入一根竹棒竹蜻蜓

—直升机螺旋桨旋镖想像成竹蜻蜓的翼面.的螺旋桨或飞机翼的剖面皆如同图三的剖面图,当翼面穿过空气时,上面的空气流被排挤偏离较远,但又与下端空气流同时于尾端结合,如图四所示.以相对于翼面静止的观察者而言,这意味著上面的空气流流速较快,而下面的空气流流速较慢.通常流速快的气压较流速面的气压来得低,此即所谓的"白努利原理 (Bernoulli's principle )"[3],因此翼面感受到一向上的净提升力(lift force).

不过我们都只有见过掉下来的竹蜻蜓,从未见过回转一圈回来的竹蜻蜓,可见此一类比只能解释回旋镖的漂浮能力,而无法完全说明其回转的动力.与回旋镖相似,本身自转而且同时绕著某个中心轴回转的例子,其实大家应不陌生,陀螺(gyroscope)便是这样的典范:当陀螺的中心轴不是铅直而是倾斜时,我们不是常见陀螺整体绕著通过支点的铅直线打转吗 这便是所谓的"进动(precession)"[3],如图五所示.又若陀螺本身没有自转,则当陀螺倾斜时,重力不再与中心轴平行,陀螺便会有倾倒的趋势.另一

图五,陀螺的进动

方面,重力所造成的倾倒运动又可视为陀螺质心以支点为圆心的转动,故我们又可称此时有一转动的趋势,物理学则将此趋势量化为所谓的"力矩(torque)".此转动方向以右手四指圈住,则拇指的方向即为力矩的方向.一般而言,力矩与物体的转动轴平行,其所驱动的转动会与物体原转动同向或反向,故使转动加速或减速.然而如图五的情况,力矩与物体的转动轴垂直,则自转转速不变,取而代之的是自转轴的方向改变.由于无论自转轴方向做多少改变,力矩方向始终与之保持垂直,故自转轴不断地改变方向,最终绕一圈回来,而有所谓的进动产生 [3].

了解白努利原理让直升机螺旋桨产生的提升力以及力矩垂直于陀螺转动轴所造成的进动后,将二者混合为一,即成回旋镖的飞行原理.不

图六,白奴利原理对回旋镖的影响

过此时的螺旋桨不是水平摆置而是垂直放置,而其相对应的陀螺自转轴与铅直线成九十度角.如图六左边之侧视图所示,由于回旋镖一边飞行一边自转,故上半边的速率较下半边快.根据白奴利原理,上半边会有大于下

半边的侧向力,如图六右边之后视图所示.若回旋镖没有自转,则此力会图七,垂直于自转轴的力矩产生回旋动力

造成镖体侧向翻转,即有一力矩作用于回旋镖.然而回旋镖具有自转,且自转轴与此力矩垂直,如图七所示,故自转轴会不断地转动,回旋镖则是相对地绕圆圈回转.由于丢掷者即位於回转的圆圈上,故回旋镖必飞回丢掷者.