飞盘

背景

自 40 年前推出以来，已售出近 3 亿个飞盘，用于有组织的运动和休闲游戏。据美泰公司称，90% 的美国人都曾玩过这种飞行玩具，每年有 1500 万人喜欢这项运动。现在，这个玩具的旧版本已经成为价值数百美元或更多的收藏品。

飞盘的起源实际上可以追溯到康涅狄格州纽黑文市的一家名为 Frisbie Pie Company 的面包店，该公司是在内战后由威廉·拉塞尔·弗里斯比 (William Russell Frisbie) 创立的。这家面包店一直营业到 1958 年，在此期间，公司的司机和常春藤盟校的大学生（有人说这是饼干罐盖）扔公司的馅饼罐，导致飞盘成为一个众所周知的术语形容在东北玩飞碟。

二战结束几年后，汽车密封光束前灯发明者的儿子沃尔特·弗雷德里克·莫里森和他的搭档沃伦·弗兰西奥尼，研究将馅饼罐完善为商业产品。首先，他们在轮辋内焊接了一个钢环以提高板的稳定性，但没有成功。然后，他们改用塑料，我们今天所知道的飞盘诞生了。

最初的设计在顶部包含了六个弯曲的扰流板或叶片，在 1951 年得到了极大的改进，从而成为了第一个批量生产的飞盘 Pluto Platter。这种设计在圆盘的外三分之一处加入了一个斜坡，直到今天仍然是基本设计的一部分。 Morrison Pluto Platter 拥有第一个真正的冲天炉（Morrison 燕鸥中的小屋），类似于这一时期描绘的带有舷窗的飞碟 (UFO) 的概念。 1954 年，达特茅斯大学举办了第一届飞盘比赛，其中包括一项名为 Guts 的比赛。

1955 年，加利福尼亚玩具公司 Wham-O 的创始人对这种飞盘产生了兴趣，大约一年后，从莫里森那里获得了权利后开始生产。在公司听说东海岸有一种叫做 Frisbie-ing 的馅饼游戏后，公司更名为飞盘。 （Wham-O 于 1957 年 1 月首次销售 Pluto Platter，但直到 1957 年 7 月才添加了飞盘这个词。）1959 年，第一个专业模型飞盘诞生了。

直到 1960 年代初，飞盘风靡一时，很快就成立了促进体育赛事的组织，包括国际飞盘协会和奥林匹克飞盘联合会。终极飞盘的第一场比赛是一项类似于足球的距离和准确性运动，于 1968 年在新泽西州的一所高中举行。现在，它在 32 个国家的近 600 所大学播放。 1969 年，美国陆军甚至投资了 400,000 美元，看看放置在飞盘上的照明弹是否会保持在高空，但没有成功。

在 1970 年代，成立了几个组织来推广特定的赛事，包括飞盘高尔夫、自由式和 Guts。职业飞盘高尔夫协会 (PDGA) 现在在 20 个国家/地区拥有 14,000 多名会员，在 700 多个飞盘高尔夫球场上进行比赛。今天，来自 35 个国家的 40,000 名运动员参加极限飞盘比赛。此类协会的成立导致了 1980 年代举行的世界锦标赛。

如今，在世界飞盘联合会 (WFDF) 的赞助下，每年在世界各地举办九项不同赛事（包括飞盘高尔夫和自由泳）的有组织的比赛。 WFDF成立于1984年，在22个国家拥有会员协会，在另外28个国家拥有临时会员。在 1991 年的沙漠盾牌行动期间，飞盘被用来提高在沙特阿拉伯执勤的 20,000 名美国士兵的士气。

设计

飞盘制造商使用计算机辅助设计软件来创建模型。然后制作原型来测试设计。有时，根据飞盘的类型，使用风洞和其他复杂的方法来测试飞行特性。千分之几英寸的制造公差现已纳入设计。

设计师一直在寻找新的方法来通过改变设计或形状来操纵决定飞行特性的物理特性，以改善升力、阻力、旋转、角动量、扭矩和其他影响物体飞行方式的力。例如，在圆盘上增加一个小的唇缘和凹边，可以大大增加它的飞行稳定性。

圆盘设计者必须克服的一个主要障碍是由陀螺进动引起的不稳定性，旋转物体在飞行中向右或向左滚动的趋势，取决于它们的旋转方向和它们获得空气动力升力的位置。圆盘的重心越靠近其升力中心，飞行就越稳定和直线。

当一个旋转的圆盘飞行时，它的升力中心靠近圆盘的前缘或前缘，并倾向于向上倾斜圆盘。由于自旋，圆盘边缘附近点上的大部分提升力直到大约四分之一转后才会发挥作用。这种陀螺进动将圆盘从侧面向上推，导致侧向滚动。这就是为什么飞盘通常是反手投掷，从顶部看顺时针旋转，在飞行中从投掷者的角度来看往往会向左滚动。

一旦在空中，升力和角动量就会作用在飞盘上，使其具有芭蕾舞般的性能。升力是由飞盘在空气中穿过时的形状表面产生的。保持正迎角，飞盘顶部的空气流动速度比飞盘上方的空气流动得更快。

根据 Bemoulli 原理，飞盘顶部的气压低于其下方。压力差导致飞盘上升或升起。这与允许飞机起飞、飞行和着陆的原理相同。影响飞盘升力的另一个重要因素是牛顿第三定律。它指出，对于每一个动作，都有一个相等和相反的反应。飞盘迫使空气向下（动作），空气迫使飞盘向上（反应）。空气因飞盘的倾斜或迎角而向下偏转。

投掷飞盘时旋转飞盘，或赋予它角动量，为其提供稳定性。角动量是任何旋转质量的属性。不旋转地扔飞盘可以让它掉到地上。旋转的动量还赋予它定向稳定性，使飞盘在通过它时可以从空气中稳定地升起。飞盘旋转得越快，稳定性就越高。

原材料

自 1950 年代初以来，飞盘就由一种称为聚乙烯的热塑性材料制成。聚乙烯是世界上消耗量最大的聚合物。这种材料来源于乙烯，一种无色的易燃气体。该气体在催化剂存在下经受升高的温度和压力，催化剂将气体转化为聚合物。可以添加的其他成分包括着色剂、润滑剂和化学品，以提高尺寸稳定性和抗裂性。

制造
过程

为了制造飞盘，使用了一种称为注射成型的高速工艺，该工艺基于将流体塑料材料注射到封闭模具中，通常为多腔型。一旦进入模具，塑料就会被冷却成反映 飞盘是在称为注射成型的高速过程中生产的，该过程基于流体塑料的注射材料进入一个封闭的模具，通常是多腔型。一旦进入模具，塑料就被冷却成反映型腔的形状。腔。由于使用此过程可以制造复杂的形状，因此从模具中取出后的小修整是唯一需要的其他精加工。由于这些优势，该工艺被用于制造范围广泛的产品，从各种玩具到汽车保险杠。

通常使用配备料斗、加热挤出机料筒、往复式螺杆、喷嘴和模具夹具的成型机。这台机器加热塑料直到它能够在压力下容易流动，对该熔体加压以将其注射到闭合的模具中，在材料的注射和固化过程中保持模具关闭，并打开模具以允许取出固体部分.

原料准备

• 1 单独的混合操作用于将树脂的形式转化为适合注射成型的形式，同时还引入任何添加剂。对于热塑性塑料，这通常意味着通过挤出和干燥步骤的组合将材料制成干燥、自由流动的颗粒，这通常在塑料制造商处进行。混合步骤完成后，检查材料的水分含量和平均分子量。
• 2 然后将塑料颗粒装在 50-100 磅（22.7-45.4 公斤）的袋子或 500-1,000 磅（227-454 公斤）的盒子里运送到飞盘制造商。将塑料颗粒放入一个大桶中，向其中添加颜料和增重添加剂。使用粘合剂（例如油）将颜料粘附到颗粒上。滚筒振动以将材料混合在一起。

送料

• 3 未熔化的颗粒被放入料斗中，料斗将材料送入料筒。料斗可能配备干燥系统以去除多余的水分和磁铁，以去除任何铁污染物。有时，所有或部分混合操作都在此步骤中进行。

运输和熔化

• 4 在此步骤中，模塑料从进料部分移动到包含往复螺杆的加热挤出机机筒中。在这里，材料在沿桶向下输送到前端时逐渐熔化。锥形螺杆提供泵送、压缩、减压和混合，产生压力梯度，在螺杆通风口的帮助下对材料进行脱气。热塑性材料需要更长的压缩比（进料区的开放容积除以螺杆末端的容积）在 2 到 3 或更多范围内的螺杆。注塑螺杆的适当压缩比将略大于收到的模塑料的堆积密度除以熔体的密度。
• 5 在运输过程结束时，当螺杆滑出机筒时，一定体积的化合物会积聚在螺杆前面的某处。称为一次射击，当螺杆的行程反向时，它会被迫向前。为防止模塑料在注射过程中沿螺杆流回，在螺杆顶端放置了一个机械阀。

注入

• 6 一旦有足够的材料填充模具，螺杆旋转停止，机器准备注射。熔化的塑料通过喷嘴在高压（通常为 10,000-30,000 psi）下使用通向模具浇口的流道系统注射到模具中。通常使用一个以上的浇口将材料输送到模具中，每个浇口都由一个通道或流道进料。为了正确注射，模具内的空气也必须充分排出。

冷却和移除

• 7 为了加快凝固过程，在模具中加入了一种冷却方法。这通常涉及在模具中钻孔，冷却流体（例如水）可以通过这些孔循环。凝固后，模具夹（用于抵抗熔体的注射压力使模具的两半保持闭合）打开模具以允许可伸缩臂移除零件。在此步骤中，螺杆开始旋转并熔化下一次注射的新材料。

装饰

• 8 飞盘从模具中取出后，印上飞盘名称、制造商和其他信息或设计的印记或装饰。使用了三种方法，最常见的是烫印。其他方法包括使用丝网印刷机或凸版印刷机施加油墨。活版印刷机为每种颜色使用不同的墨垫。

包装

• 9 装饰完成后，飞盘就可以进行包装了。一种方法是将每个飞盘放入一个塑料袋中，纸板头会自动用订书钉固定在塑料袋上。另一种方法是将飞盘放在纸板背衬上，然后用塑料薄膜收缩包裹。有时，飞盘是装在盒子里的。

质量控制

重量是最重要的属性之一，在注塑过程中由机器上的螺杆自动控制，将适量的材料推入模具。高尔夫飞盘的另一个重要特性是柔韧性，通过将重物放在飞盘边缘并测量其弯曲度来测试。 PDGA 只需要测试一个新高尔夫球盘的样品即可获得灵活性。

副产品/废物

在制造过程中通常很少产生废物。有时，飞盘从模具中取出后，其边缘有多余的材料，称为毛边。将其修剪掉，送到再研磨机，然后与原始材料混合。其他飞盘如果重量不正确或有装饰缺陷，则可能会被拒绝。在去除装饰后，根据应用方法，通过切割或使用溶剂，废料也以类似的方式回收。

未来

飞盘有望在二十一世纪成为一项伟大的运动和消遣活动。飞盘运动以及对保存其历史感兴趣的收藏家团体应该会继续发展。尽管其他飞行玩具已经进入市场——例如回旋镖、圆柱体和环——但飞盘将继续为世界各地的人们提供比以往任何发明都多的娱乐时间。

飞盘高尔夫正在经历创纪录的增长。在过去三年中，每年仅在美国的课程数量就增加了 10%。这种增长应该会继续下去，因为该国仍有许多地区尚未意识到飞盘高尔夫及其带来的好处。

此外，飞盘可能有一天会成为奥运会项目。一项有资格参加奥运会的运动必须在至少 50 个国家/地区进行两年的比赛。 Ultimate Frisbee 已经在 35 个国家/地区进行了比赛，其受欢迎程度与其他飞盘运动一样越来越受欢迎。