书城工业微型航天器:航模(征服太空之路丛书)
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第13章 航模制作与放飞(4)

把一架处于水平状态的模型飞机,放在相互垂直的三个平面中间,并使机身的纵轴同其中一个平面垂直,同另外两个平面平行,如图所示。如果我们分别从三个方向在足够远的地方看模型飞机,并把看到的形状画在每个平面上,也就是在三个互相垂直的平面上作出模型飞机的投影,然后把这三个相互垂直的平面展开,就可以得到下图所示的三个图——顶视图,侧视图和前视图,也就是投影图。在一般情况下,通过这三个视图就能比较准确地表示出一架模型飞机的形状和主要尺寸。

在实际绘制模型飞机图纸的时候,为了节省图纸,这三个图的位置不一定照图所示放置,可以比较紧凑地排放在一起。但不论怎样放置,我们一定要培养自己能够按三视图的原理,想象出一架完整的立体模型飞机的能力。

制作模型飞机,除了表达整个模型飞机的总体三面图以外,还要有制作模型飞机零部件的图纸,如机翼图纸、尾翼图纸和机身图纸等,这些就是模型飞机的工作图。从原则上讲,这些图纸也都要按投影图的原理绘制,但有时为了使用方便,在绘制原则上略有改变,常见的变化有:①由于绝大多数模型飞机都是左右对称的,因此,在绘制模型飞机的顶视图时,只把机翼和水平尾翼准确地绘出一半就可以了。看图的时候不要以为这架飞机只有半边机翼和半边水平尾翼。②凡有一定角度的部件(如机翼一般都有上反角),在工作图的俯视图中就把它展平了。如机翼的俯视图就没有绘出上反角。

图纸的字母符号

在图纸上常见到M、Φ和R等字母符号。其中,M代表比例尺,Φ代表圆形物体或圆孔直径,R代表圆形物体或圆孔半径。这些符号都写在数字的前面。

图纸的比例

模型飞机的图纸不一定都画成原物大小。它可以按一定的比例放大或缩小。模型飞机的图纸比例一般有三类:

①原尺寸图即图纸上所绘模型的大小与实物相同。一般制作零部件的工作图都应是原大的,用M=1/1表示。

②缩小图由于原尺寸图的面积太大,有时把图缩小绘出。缩小多少的数应是分数,如1/2、1/4、1/6等。用M=1/2、M=1/4、M=1/6表示。

③放大图为了清楚地表示微小的零件,可以把零件放大数倍绘出,如2倍、4倍、6倍等。用M=2/1、M=4/1、M=6/1表示。

图纸的尺寸表示

尺寸线和比例尺标注模型飞机图纸上的尺寸应该用尺寸线标注出来,尺寸单位一般用毫米(mm)。图上只标数字,不标单位。例如左下图表示这半个水平尾翼长55是指毫米,而不能认为是55厘米或其他单位。

不论图纸的比例为多少,图纸上所标出的尺寸都是实物原大的尺寸。例如M=1/5的图纸,机翼的标注尺寸是200毫米,就不能把它再放大5倍,误认为机翼长是5×200=1000毫米。

在有些模型飞机的图纸上为了简单地表示尺寸,还使用比例尺的方法。例如右上图的模型上没有尺寸,只是在图角上有一个比例尺。使用这种图纸时,我们只要用圆规把模型某一部分的长度取下来,然后移到标尺上去量一量就可以知道它的实际尺寸了。这种方法的优点是简单,缺点是不够精确。它往往出现在小开本图书的缩小图纸上。

在了解了立体图、投影图、工作图以后,我们便可以看懂并制作简单的模型图纸了。

模型飞机的结构

模型飞机与一般载人飞机一样,主要由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机五部分组成。

1.机翼——是模型飞机在飞行时产生升力的装置,并能保持模型飞机飞行时的横侧安定。

2.尾翼——包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰安定,垂直尾翼保持模型飞机飞行时的方向安定。水平尾翼上的升降舵能控制模型飞机的升降,垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞行方向。

模型飞机结构图

3.机身——将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。同时机身内可以装载必要的控制机件,设备和燃料等。

4.起落架——供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架,后部两面三个起落架叫前三点式,前部两面三个起落架,后面一个起落架叫后三点式。

5.发动机——模型飞机产生飞行动力的装置。模型飞机飞机一般由发动机带动螺旋桨旋转发生升力,实现飞行。模型飞机常用的动力装置有:橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。

知识点航模常用术语

1.翼展——机翼(尾翼)左右翼尖间的直线距离(穿过机身部分也计算在内)。

2.机身全长——模型飞机最前端到最末端的直线距离。

3.重心——模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心。

4.尾心臂——由重心到水平尾翼前缘四分之一弦长处的距离。

5.翼型——机翼或尾翼的横剖面形状。

6.前缘——翼型的最前端。

7.后缘——翼型的最后端。

8.翼弦——前后缘之间的连线。

9.展弦比——翼展与平均翼弦长度的比值。展弦比大说明机翼狭长。

模型飞机的放飞技巧

初学控制模型飞机操纵的爱好者,在操纵模型作基本的起落航线飞行练习时,要逐步熟悉发动机油门变化操纵和模型地面滑行、起飞离地、爬升转弯、平飞;下降着陆等运动姿态的操纵。掌握这些动作不是一朝一夕的事,需要循序渐进地反复练习,不断总结经验和不断领会,掌握操作要领。只有经过刻苦的练习,才有可能逐步摆脱“被模型操纵”的局面而真正开始操纵模型。

首次飞行,应当选择晴朗无风的天气,并选择一个能确保飞行安全的场所。遥控模型爱好者都知道,即使是有丰富飞行经验的遥控模型操纵者,也不能保证每一次飞行都不出事故。因为造成飞行事故除了操纵者本身的原因外,还有遥控设备突发故陷、机械故障等难于预知的原因。所以,应当尽可能避免那些有可能造成事故的元素,和选择一个即使飞机模型失控坠毁,也只是模型本身的损坏而不致造成其他损失的飞行场所。这点对于初学者尤为重要。到了飞行场地,如有其他的模型在飞行,应主动向先到的操纵者查询对方使用的无线电频率,以避免相同频率的电波同时出现,相互干扰而使模型失控。

下页图是初学者练习飞行常用的飞行路线。在进行这样的升空飞行练习前,我建议先作地面滑行起飞、下滑着陆练习:选择一个平坦的场地,“跑道”不少于100米长,而且应尽可能正对迎风方向。打开控制设备发射机、接收机,确认电源充足后,操纵各个动作舵面,检查它们是否正常。检查控制距离最简单的方法是,不拉出天线将发射机与接收机拉开距离,直到接收机基本上还能接收到发射机信号为止。这个距离乘上10倍,大致上就是最大地面控制距离。空中控制距离一般是地面控制距离的2~3倍。这点,不同性能的控制设备的表现会略有不同。本文介绍的四通道控制设备;在工作正常的情况下,地面控制距离为200~300米,空中为500~800米,控制范围因环境条件而异。起动发动机,检查其最大油门和怠速状态下的运转情况。如一切正常,收小油门并将模型置于跑道上,对着迎风方向,缓缓加大油门,让模型往前滑行。这时升降舵控制杆应置于中立位置。本文介绍的模型的导向轮是不能操纵的,应尽量调整导向轮使之能让模型在地面滑行时保持直线运动。当模型往前滑行的速度随着发动机油门加大而加快时,方向舵开始起作用,这时,可以用方向舵来帮助修正方向,当模型速度越来越抉,而且机身开始发飘时,表明模型即将获得必需的起飞速度。这时,收小油门,使模型逐渐停止滑行。重复上述练习若干次,确认已掌握模型滑行起飞时保游直线的要领后,可以进行如下练习:在模型开始往前滑行时,柔和、不间断地迅速将油门加至最大,模型滑行10~15米距离时(此距离因风速、跑道情况、模型本身的情况等因素有所不同)柔和地略往下“带杆”(抬起升降舵),模型便会拔地而起,飞向空中。模型离地后,应稍稍“松杆”(放下升降舵使之接近中立而又略偏上),使模型以20~30度的爬升角爬升。待模型升高至3~5米时,往下“顶杆”(升降舵略偏下),同时逐渐收小油门,使模型由爬升转入下滑。操纵模型的升降舵,使模型保持20~30度的下滑角下降。当模型下滑至距地面l米高度时,收尽油门,同时柔和地抬起升降舵,使模型由下滑转入平飞。当模型距地20~30厘米即将接地时,进一步抬起升降舵,使模型机头略上仰成“两点姿式”飘飞一小段距离后下沉着陆滑跑。模型起落架两后轮应先接地,然后前轮接地。在上述练习过程中,必须随时注意用方向舵修正模型的方向,使模型整个运动过程尽可能呈直线。重复进行上述练习,直到确认已熟练掌握上述练习涉及的动作要领为止。

经过上面的练习,可以进行左盘旋起落训练:模型离地后,保持30度左右的爬升角,在3米高度处将油门收小到油门操纵杆行程的2/3~3/4范围内,然后在向左偏转方向舵的同时向左移动副翼操纵杆。在操作上,这动作称为“压杆偏舵一杆舵一致进入”。当模型由于舵面变化而获得左偏航力矩和左滚转力矩时,模型便会机头左偏同时机身和机翼左倾,以左盘旋的姿态飞行。此时,机身横轴由于左倾而与水平线形成一个夹角,习惯上称此夹角为横型倾侧的坡度。坡度的大小与盘旋航线半径密切相关。初学者宜以20~25度的小坡度和30~40米的半径练习盘旋飞行。必须注意的是:当操纵模型的方向舵和副翼使模型呈现上述左盘旋飞行姿态时,必须使方向舵和副翼回复中立,操作上称为“回杆回舵”。如果不“回杆回舵”,模型便会因不断获得偏航力矩和滚转力矩而坡度越来越大,盘旋半径越来越小,最后进入螺旋状态一头栽下地面。对于初学者来说,要在低高度条件下把进入螺旋的模型改出,几乎是不可能的。让模型左盘旋爬升到20~25米的高度,并与起飞航向相反时,逐步收小油门并使升降舵略下偏,让模型保持原来的左盘旋姿态,由爬升转入下滑。下滑角以2~30度为宜,视情况而定。模型下滑到距地面10米时,使油门中速;距地面2~3米时,收尽油门,保持下滑角继续下降。操纵模型盘旋下降到机头接近起飞方向尚差15~20度时,应向右拨动方向舵操纵杆和副翼操纵杆,使机身横轴回复至与水平线平行的状态,这个动作称为“反杆反舵改平”。如果操作得当,改平后的模型机头刚好对准着陆跑道。这时,可用前面已练习过的着陆方法,将模型降落到跑道上。

参照左盘旋飞行练习的方法,练习操纵模型进行右盘旋飞行。在实际操作中,各种因素的影响会给学习操纵者带来许多困难,失败的可能性也很大。例如,当模型进入与起飞方向相反的飞行状态时,因模型由机尾对着操纵者变成机头对着操纵者,舵面操作动作完全相反了,初学操纵者很有可能因反应不过来而做出错误动作,于是模型可能便会因失控且又补救不及而坠毁。当然,这些是有可能出现但并不一定出现的情况。操纵者只要持之以恒,耐心地反复进行练习,短时间内掌握模型飞行操纵要领是完全有可能的。

手掷法起飞用手掷的方法也可以使模型起飞,如右图所示。将油门升到最大,手举模型迎风迅速前跑,当手感觉模型上浮时,柔和地将模型机头略向上掷出,同时迅速地将掷模型的手放回发射机操纵杆上,根据模型出手后的飞行姿态动作敏捷地进行修正,使模型按预定的姿态、航线飞行。

影响模型起飞离地后爬升姿态的因素很多,例如操纵者的熟练程度、模型本身的性能、侧风和阵风以及不稳定的气流等。操纵者只有经过长期的实践,才能逐步积累经验,从容自如地操纵模型克服各种不利因素,自由自在地飞行。

下图给出了两种用于模型飞机操纵练习的航线。操纵者具备了一定的基础后,可以参照这些航线进行难度稍大一点的飞行练习。

一般来说,着陆往往比起飞难度大一点,因为操纵者要同时根据跑道位置、着陆方向、着陆点、模型飞行高度与速度、风向风速等参数来选择对准跑道前的最后一个转弯点(操作上习惯称为“第4转弯点”,这是因为标准的起落航线飞行从起飞到着陆经过4个转弯),而且与此同时还要操纵模型以合适的速度和下滑角准确地到达这个转弯点。

“第4转弯点”对飞行姿态的影响右图显示的,是第4转弯点“正确与否对模型飞行姿态产生的影响”。第4转弯点“偏前,模型将难以进入正确的最终着陆航线而偏离跑道和接地点”。若第4转弯点“偏后,模型将会因为转弯半径过小、“坡度”过大、速度急剧下降而致失速,补救不及可能会坠毁模型”。