手掷机飞行时所受到的力

手掷机在飞行时通常受到三个力：重力(gravity)，升力(lift)，阻力(drag)。
与真实飞机不同的是，因為手掷机没有动力源，所以没有推力(thrust)。
以下简单介绍这三个力：重力(gravity)：重力是物体在地球上受地心引力吸引后所產生的力，所以它是指向地球中心（就是向下）的。不同於升力与阻力的是，重力不需要与介质或是重力源实际上接触，就可以受力。重力与其他所有类型的力是一样的，有大小与方向的成份，也就是说，重力基本上是一个向量。而重力的大小是与手掷机上各部分的质量成正比的，而手掷机上各部分的受力总合，相当於直接作用在重心（或称质心，center of gravity）上的单一力量，方向亦是指向重力源（地心），当手掷机在飞行时，最主要的目的就是克服重力（通常是以一个相反的力抵消它）还有控制飞行时的方向与姿态。顺带一提，目
前抵消重力的方式是以空气动力的方式產生升力(lift)。
升力(lift)：升力是一种与重力方向相反（并没有"完全"相反）的力，它的目的是為了要抵消重力并且让飞机停留在空中。
手掷机部位介绍

一台手掷机我们可以将它分成四个部分：主翼，机身，尾翼与其他。下面概略介绍四个部分的功能：
主翼：主翼的功用是為了產生升力，并给予手掷机一定程度的稳定性，像是可以在飞机倾斜时适当的将它的姿态矫正。主翼的外形与大小都有很多种类与变化。一般而言手掷机的主翼展弦比都不会做的太大（就是不会做的太长），这个原因是因為手掷机的材料强度有限，加上用人力投掷，也比较不方便做的太大。因此虽然高展弦比的飞机提供了较高的稳定性，但是通常手掷机的翼展不会太长。另外，一般的手掷机都会有反角，反角的目的是為了让飞机在侧向有翻滚的时候能够稳定的回復正确姿态，通常以两节反角的最為常见。
机身：机身在手掷机的领域中，主要是為了能够串起主翼与尾翼，并提供一个可供放置配重的地方，当然也有一定程度上的美观因素。不过和真正的飞机不同的地方在於：真正的飞机通常為了要将人员或货物放在机身中而製造飞机，因此机身做的很粗，或是在容量上尽量越大越好，但是手掷机的机身却只提供连接主翼与尾翼的功能，如果做的太大或是太花俏反而浪费材料，增加重量与阻力。因此手掷机的机身一般而言越细越好（当然这是必须在强度可承受的情况下）。
尾翼：尾翼的存在是為了要提供手掷机一个稳定的方向，并且让手掷机在方向有偏差（如向左或右边飞）时能够给予一个稳定的回復力，并且提供一个力矩与主翼產生的力矩对消，避免飞机出现头上脚下或头下脚上的情形。通常尾翼的翼面积是与主翼成一定比例的，如果比例不正确（过大或过小）就会出现前面所说的头上脚下，亦或是头下脚上的情形。

手掷滑翔机的初步设计概念
似乎大家看到手掷滑翔机，都觉得那只是比纸飞机高级一点的航空模型，随便做做都能飞，谈不上什麼设计理论，可是同一张设计图，每个人做出来居然差别很大，这是什麼原因呢？以下本文将逐一探讨设计概念。手掷滑翔机要飞的久，第一、投掷要高；第二、滑翔要好，两大基本概念。
一、投掷方法：
一般手掷方式又垂直掷法和迴旋掷法，虽然迴旋掷法是初学者较易掌握的方法，利用扭腰转身将手掷机迴旋掷上去，飞机投掷高度不高，但也不易失速坠地，飞机的上反角不需要太大，水平尾翼面积亦不用太大，飞机儘可能做轻一点、表面的粗糙程度不是太重要，但是水平尾翼的倾斜要逐够，才能迴旋滑翔。
垂直掷法是在助跑两、三步后过肩向前用力掷去，爬升高度可达迴旋掷法的两倍以上、但是投掷技巧要好，以免失速坠毁，而飞机要具有适当之重量，才能有足够的惯量克服空气阻力，又要有足够的安定性（上反角与尾翼面积够大）才可以在达到最高点后自动修正滑翔。
二、滑翔变因：
可以藉由翼面荷重减少，让滑翔速度变慢增加滞空时间，或是以略為加快飞行速度，增加雷诺数，提高滑空比性能，间接减少下降速度。
三、主翼外型：
一方面要减少投掷阻力要翼展减短；又要提高滑空比主翼翼展加长。此外，还要考虑雷诺数不能太小影响滑空性能，所以翼弦也不能窄。最后，手掷机的展弦比一般在4～5.5间，厚弦比在5﹪～7﹪之间最适合。一般身高在175㎝左右的人，适合15英吋～17英吋翼展手掷机
四、机体重量：
一方面要够重以方便投掷，一方面要够轻减少飞行沉降速度，所以重量要适度。机首配重调整飞机正确的重心位置，而机首配重与稽首长度有关，如果机头长一些可以减少配重，进而降低机体重量。但是机首过长，增加转动惯量，不利於垂直掷法的翻滚动作，极易失速坠落，若是机头减短，配重将增加，利於增加投掷高度，但是飞行速度提高，可能略微影响滑翔沉降率。
五、飞行姿态：
可以分成两类：高攻角小迴旋半径与小攻角大迴旋半径。如果採用高攻角，可以不必投掷高，一下子就翻滚进入滑翔阶段。一般是用迴旋掷法投掷，等到滑翔时，因攻角大，阻力、升力都大，滑翔速度慢，但也较易失速，所以利用小迴旋半径，将升力的水平分力作為向心力旋转飞行，极适合小场地、风速低的环境飞行。另一类飞行姿态是採用小攻角、大迴旋半径以小攻角的极低阻力争取投掷高度，并有直线爬升的特性，利於垂直掷法，另一方面由於飞行速度大，不利於迴旋，且大迴旋半径的升力，不会因机身侧顷而减少。但是却需要较大场地以免难以回收。

让我们来比较一下飞机与手掷机。飞机有引擎，手掷机有手来当动力；飞机有机身，手掷机有一根木质机身；飞机有大片的主翼，手掷机也有由巴尔沙木（Balsa）製成的主翼；飞机有垂直尾翼跟水平尾翼，手掷机有巴尔沙木做的垂直尾翼跟水平尾翼。若要说整个由木头製成的手掷机跟飞机比，可以说是麻雀虽小，五臟俱全。　　手掷机这个小麻雀，用的是天然材料，像机身就是由巴尔沙木或白杨木製成，其他各部分则是使用巴尔沙木。巴尔沙木是一种產於西印度群岛的轻木，一般我们看到质量很轻的工艺或美术木料，就是巴尔沙木。白杨木则是我们用来做火柴棒的木头，质量比巴尔沙木大，但也比巴尔沙木坚硬，所以容易受损的机身通常会使用白杨木。
　　以机身来说，每当手掷机落地时，最容易受到冲击的就是机身，很有可能机头俯冲著陆，当场跌断身骨。如果不够坚硬，每丢一次就坏一架，玩的心情会大大受损，所以要使用质轻但较硬的木头。為了符合「流线型」，减少阻力，我们通常会将机身才成前大后小的形状，并以沙纸磨光滑，以减少阻力。
　　尾翼是整架手掷机中，影响最少的部位，但是垂直尾翼却能够决定方向。就好像行船时，尾舵可以控制船行的方向一样，因為垂直尾翼受力的方向是左右，不像其他机翼都是上下，所以需要有垂直尾翼稳住方向。看起来不是提供主要升力的水平尾翼没什麼存在价值，实际上，它的功用稳住机身，减少转圈圈的危机。虽然翻筋斗很好看，但丢出去的飞机滚几圈摔下来就不好玩了，所以要有水平尾翼，打消主翼的坏心眼，手掷机才能平顺滑翔。
　　主翼是手掷机最主要的部分，提供滑翔的浮力。所以主翼的设计，是最重要的一环。一般来说，手掷机主翼的设计跟飞机的几乎一样，只是手掷机的只要管做出翼形（纵切面的形状）就好，做出有最高点的翼形，使其能够產生浮力就可以了。
　　大致上来说，这样就可以做出一架手掷机，只是在组合的时候，需要注意机身要黏主翼与尾翼的地方，不能磨光滑，因為接著剂能够黏著的原因，是因為它能够侵入缝隙，像是在抓鰻鱼的时候，鰻鱼吃了饵，又用尾巴勾著石洞两边拔河一样，所以如果磨得光光滑滑，就没办法好好黏住。
　　做好了手掷机，还有一件非常重要的工程要做，就是配重。我们做手掷机的时候，只会针对手掷机的各种比例，调配位置，但是我们不知道它的重心在哪，飞的时候会不会头重脚轻，或是直接被尾巴往下拽。所以，我们要拿起来测试，看看它是不是机头完美往上倾斜的状态，如果不是，就要利用铅片、铜板等重物调整，让它成為最优美的飞翔姿势。
　　丢飞机也是要有技巧的，当做出了手掷机之后，会先试滑几次，看看它滑行的状态是否平稳，如果不平稳，再利用配重调整。调整好确定没问题之后，才会尽情投掷，让手掷机奋力滑翔。其实，手掷机的做工都不算什麼大问题，细心点就可以了。但是，投掷的时候，却要好好评估，找到最适合的方式，手掷机才能滑翔得最远、最久。
　　拿一颗球玩报数的时候，我们都知道越奋力往上丢，落下来的时间越久，因為多了一段向上的时间。手掷机如果要滞留在空中，当然最高点离地越远越好，但这不是代表往头顶上丢最好。
　　往头顶上丢的时候，產生浮力的主翼与地面垂直，跟之前白努利定律强调的「同一高度」不合，没办法產生足够的浮力，反而只会倒栽葱。如果平平往前投射出，能够有足够的浮力，却没办法大量提升高度。因此，提升高度的方式，是靠投掷的技巧。
　　一般来说，投掷的角度在30度到45度之间最好，因為我们不只要高度，还要最远距离，行径路径越长，留滞时间也会越长。水平行径路径，要以45度来得最好，但是以我们手掷的误差来说，30度到45度都不错。因為每个人的力气不同，角度越大，需要越大的力气投掷，不然无法达到完美的飞翔高度，所以如果没力气投到30度，也可以测试自己要怎样的角度投掷才最好。
　　手掷机迷人的地方在於全部都可以自己动手做，而且做出来的东西还可以依照自己的意思改良，甚至连飞翔也是靠自己，做完一架手掷机出去试飞的时候，是最有成就感的时刻。而且手掷机可以不停测试，找到更好的方法飞翔，摔伤了还可以修一修再飞，就算修不好重做一架也不是难事。
　　这些只是飞行的初步，学会了初步的飞行，渐渐就可以明瞭，為什麼飞机是前无仅有的伟大发明。在还无法独立飞翔於空中时，製作手掷机是个简单的方式，还可以藉由製作过程，以及排除疑难杂症的时候，一点一滴学到飞行的技术。
　　亲子一起飞行是很多人的梦想，只要有空地就可以玩手掷机，甚至室内有足够的空间，也可以设计适合室内场地的手掷机。加上手掷机的原理，就是飞行的基本原理，又是自己可以触碰到的物品。所以说，手掷机简单又省钱，飞翔不必靠他人。