議題背景

2020年8月30日下午，新竹市舉辦國際風箏節活動。後續因發生風箏將女童捲上天事件，引起社會關注與媒體報導。

報導中提到，風箏是因為物理的向上運動作用力與當時瞬間風速過大，所以才能捲起女童。但也有其他報導，用白努利原理（Bernoulli’s Principle）公式，計算得出風箏的拉力最大可捲起150公斤的物體。

對此新興科技媒體中心，邀請專家解釋風箏將人向上捲起的物理機制。

一起來看看專家怎麼說。

徐子圭（空軍航空技術學院飛機工程系講座教授）
2020年8月31日

有關8月30日的風箏事件，目前網路上所說的都有部分相關，其實並不完全是白努利原理的現象。

白努利原理用在飛行上，是指機翼之翼形因剖面上下曲度不同，造成的升力。風箏在飄的時候，或許因受風造成弧面構型，間接地產生了白努利原理升力。

但風箏會飛，其實最主要的動力來源是風造成的「揚力」，也就是在空氣動力學中常用的「庫塔升力定律」（Kutta–Joukowski theorem）。

風箏下表面受風產生高壓，使氣流遲滯流動較慢；風箏上表面因為有迎風攻角（風箏與風流動的夾角）的產生，造成由上而下的下洗氣流，使風箏上表面壓力急速降低。

風越大壓力越低，上下壓差突升產生了瞬間的巨大揚力，使得女孩被捲起。計算公式如下，其中漩流強度與風箏的飛行迎風攻角有關：

升力＝空氣密度ｘ風箏面積ｘ風速ｘ旋流強度

因此從電視新聞影片中可以看到，風箏最主要的揚力來源，是紅色鼓包狀的風箏主體，後方的長飄帶助長了揚升現象。

此外，現今有一些手機軟體可以協助判斷當下風力條件，例如UAV Forecast。這些軟體雖較常被用於判斷風力條件是否適合無人機飛行，但也可用於判斷風力條件是否適合放風箏，若平均風速達每秒10公尺，或瞬間風速達每秒15公尺 ，就會有被揚力拉走的風險，不宜放風箏。

蔡協澄（台灣大學機械系助理教授）
2020年9月1日

風箏能否拉動物體上天主要是看升力。使用飛行力學分析升力更優於白努利原理。結論是升力主要受風箏的環流量、動壓、下洗（downwash）效應影響，而環流量跟攻角有關。美國太空總署（NASA）網站亦有風箏升力的簡單公式可以套用。現有報導中的分析，多只使用動壓的概念，僅用此去計算可能會因為沒有計入升力係數有點誤差。

另外風箏的尾巴因風而甩動的現象叫飄揚（fluttering），是柔軟物體與風場交互作用的結果。這個分析又更複雜了，目前並無簡單的分析可用。但甩動的力與甩動的幅度也是與動壓和尾巴長度正相關；影片中看起來風箏尾巴蠻長的，且因瞬間風速太高，動壓突增，甩動幅度和力道也大增。剛好捲到小朋友，進而被風箏升力帶離地面。

在空中小朋友也因飄揚和自身體重而在空中被上下甩動。沒在空中脫離風箏尾巴墜落也是有點上天保佑。

風箏活動有很長的歷史，我相信已有相關的安全規範。主要需關注的是在施放風箏時，尾巴釋放的管控。或許可以進一步討論在何風速下，能允許施放的風箏尾巴的長度為何。或者是施放風箏時，應規畫一定的淨空區域以避免同樣的事故。

本文經新興科技媒體中心授權刊登，原文刊載於此

責任編輯：朱家儀
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