P1A-2二级牵引模型飞机的设计与制作.doc

P1A-2二级牵引模型飞机的设计与制作
宁波东方外国语学校 黄育稼
一、 航空模型的种类
（一）、自由飞行类(P1类)
P1A-l一级牵引模型滑翔机
P1A 牵引模型滑翔机
P1A-2二级牵引模型滑翔机
P1B-0初级橡筋模型飞机
P1B 橡筋模型飞机 P1B-1一级橡筋模型飞机
P1B-2二级橡筋模型飞机
P1C-1一级活塞式发动机模型飞机
P1C 活塞式发动机模型飞机
P1C-2二级活塞式发动机模型飞机
P1D-0 初级室内模型飞机
P1D 室内模型飞机 P1D-1 一级室内模型飞机
P1D-2二级室内模型飞机
P1E-1一级电动模型飞机
P1E 电动模型飞机
P1E-2二级电动模型飞机
P1F-1一级橡筋模型直升机
P1F 橡筋模型直升机
P1F-2二级橡筋模型直升机
P1S-0初级手掷模型滑翔机
P1S 手掷模型滑翔机 P1S-1一级手掷模型滑翔机
P1S-2二级手掷模型滑翔机
P1T-1一级弹射模型滑翔机
P1T 弹射模型滑翔机
P1T-2二级弹射模型滑翔机
（二）、线操纵圆周飞行类 (P2类)
P2B-1一级线操纵特技模型飞机
P2B 线操纵特技模型飞机
P2B-2二级线操纵特技模型飞机
P2C 线操纵小组竞速模型飞机
P2D 线操纵空战模型飞机
P2E-1一级线操纵电动特技模型飞机
P2E 线操纵电动特技模型飞机
P2E-2二级线操纵电动特技模型飞机
P2X 线操纵橡筋模型飞机
（三）、无线电遥控模型飞机（P3类）
P3A 无线电遥控特技模型飞机
P3B 无线电遥控牵引模型滑翔机
P3C 无线电遥控电动模型飞机
（四）、象真模型类（P4类）
P4A-自由飞象真模型飞机
P4B-线操纵象真模型飞机
P4C-无线电操纵象真模型飞机
（五）、纪录飞行模型
（六）、其他类模型
二、航空模型技术常用术语
　　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。
三、模型飞机受力分析
节日里，我们常可看到欢乐的青少年放出五彩缤纷的气球，由于气球里充的氢气比同体积的空气要轻，所以气球能在空气中飘起来。
飞机要比空气重得多，为什么能飞呢？因为当发动机开动时，螺旋桨转动产生了一个向前的拉力，这个拉力使飞机在空气中运动，随着飞机的运动，机翼就产生升力，当升力的大小超过了飞机本身所受的重力时，飞机就腾空而起，又依靠尾翼的安定作用，飞机就能平稳地飞行了。
飞机在飞行过程中受到四种作用力：
　　＊升力——由机翼产生的向上作用力
　　＊重力——与升力相反的向下作用力
　　＊推力——由发动机产生的向前作用力
　　＊阻力——由空气阻力产生的向后作用力
飞机和模型飞机之所以能飞起来，是因为机翼的升力克服了重力。机翼的升力是机翼上下空气压力差形成的。当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加大(伯努利定律)。这是造成机翼上下压力差的原因。
    造成机翼上下流速变化的原因有两个：
a、不对称的翼型；b、机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲(平凸型)和上下弧都向上弯曲(凹凸型)。对称翼型则必须有一定的迎角才产生升力。
四、P1A-2二级牵引模型滑翔机
牵引模型滑翔机——它依靠人的牵引力，把模型牵引上天，然后自动脱钩，模型进入自由滑翔。
（一）、二级牵引模型飞机的组成
　　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。上反角越大越安定，但升力面随角度增大而减小。
　　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。垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞行方向。
　　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。其下有牵引钩。
4、自动转向装置：牵引时，套环套在牵引钩末端，拉线拉紧，垂直尾翼上的方向舵处于正中位置。牵引线脱钩飞机进入滑翔时拉线松驰，橡筋把方向舵拉向一边，与机身成15º——20º角。
5、迫降装置：为防止模型飞机飞丢，好的模型飞机上往往装有迫降装置。用高锰酸钾溶液浸棉线，作延时烧绳，约1cm/分钟，以棉线长度来控制时间，棉线烧断后，水平尾翼在弹力作用下竖起，模型飞机垂直下降。
（二）、比赛规程：
1、二级牵引模型滑翔机(P1A-2)最大升力面积12平方分米；最小飞行重量80克；牵引线加1公斤拉力后的最大长度为35米；每轮比赛时间15分钟；满30秒为正式飞行；最长测定时间120秒；每轮加时赛最长测定时间递增30秒。
2、留空时间自模型脱钩开始计时，模型着陆停止前进终止计时。
3、牵引线末端应有能清楚判断脱钩的小旗；无法准确判断脱钩时判作试飞。
4、脱钩时允许抛出牵引线，但不允许抛出线盘，违者该轮判为零分。
5、模型带线飞行允许起飞备机.
6、允许一名助手入场。助手不得牵引模型。
（三）P1A-2二级牵引模型滑翔机的制作
1、机翼的制作
翼肋切割：P1A-2二级牵引模型滑翔机的翼型为凹凸型。
先用两块铝板或其他材料做成样板，在上面打两孔，穿上长螺丝杆，将桐木片用刀切成合适的小片穿在两块样板中间，要多少块就穿多少块，最后用螺丝拧紧，让样板夹住桐木片。这样加工，数片翼肋一次成型，且形状一致。
机翼制作中常见的问题：
（1）、后缘太厚
（2）、翼梁突出
（3）、翼梁太凹
（4）、前缘太粗
（5）、前缘太尖
梁间贴片一定要做。
2、尾翼的制作：参照图纸说明。
3、机身的制作：参照实物演示说明。
牵引钩的位置在重心前约3——8mm，
4、总装：实物演示。
（四）、校正与试飞
一架模型飞机制作装配完毕后都应该进行检查和必要的校正。调整试飞与制作相比具有更重要的意义。因为即使模型做得很漂亮，可是不掌握飞行要领，还是不能飞好的。所以在正式飞行前需要有调整试飞，这项工作不简单，一定会遇到不少困难，飞机也许会掉几次，也有可能摔坏。我们一定要有不怕困难、百折不回的顽强精神，坚持学习飞行原理，联系实际，做好调整试飞工作。
检查的项目是：重心位置、机翼和尾翼变形情况。一般为目测法，为更精确起见，有些项目也可以进行一些简单的测量。
目测法：从三视图的三个方向观察模型的几何尺寸是否准确。正视方向主要看机翼两边上反角是否相等；机翼有无扭曲；尾翼是否偏斜或扭曲。侧视方向主要看机翼和水平尾翼的安装角和它们的安装角差。俯视方向主要看垂直尾翼有无偏斜；拉力线左右倾角情况；机翼、水平尾翼是否偏斜。
支点法：小模型一般用支点法检查重心，选一点支撑模型，当模型平稳时，该支点就是重心的位置。或者用线吊两次，垂直的交叉处即重心。二级牵引的重心为机翼前缘的56%处。如有重大误差，应在试飞前纠正，如误差较小，可暂不纠正，但应心中有数，在试飞中进一步观察与调整。
盘旋半径可以调的稍大一点．这样有利于初级牵引模型滑翔机的上升。
手掷试飞：
手掷试飞的目的是观察和调整滑翔性能。方法是右手执机身(模型重心部位)，高举过头，模型保持平正，机头向前正对风向下倾10度左右，沿机身方向以适当的速度将模型直线掷出，模型进入独立滑翔飞行状态。手掷方法要多次练习，要注意纠正各种不正确的方法，比较普遍的毛病有：模型左右倾斜或机头上仰；出手不是从后向前的直线，而是绕臂根划弧线；出手方向不是沿机身向前，而是向上抛掷；出手速度太大或太小。
出手后如模型直线小角度平稳滑翔属正常飞行，稍有转弯也属正常状态。遇有下列不正常的飞行姿态，就应进行调整，使模型达到正常的滑翔状态。
1、波状飞行：滑翔轨迹起伏如波浪。一般称之为“头轻”即重心太靠后。这种说法虽正确但不够全面。实际上一切抬头力矩过大或低头力矩过小造成的迎角过大都会造成波状飞行。调整的方法有：a、重心前移(机头配重)；b、减小机翼安装角；c、加大水平尾翼安装角。
    2、俯冲：模型大角度下冲。一般叫“头重”，这种说法也不够全面。一切抬头力矩过小，低头力矩过大造成的迎角过小都会造成模型俯冲。调整的方法有：a、重心后移(减少机头配重)；b、加大机翼安装角；c、减小水平尾翼安装角。
    3、急转下冲：模型向左(或向右)急转弯下冲。原因是方向力矩不平衡或横侧力矩不平衡。具体原因多为机翼扭曲造成的左右升力不等或垂直尾翼纵向偏转形成的方向偏转力矩。机身左右弯曲的后果与垂直尾偏转相同，也可能造成急转下冲。调整的方法有：a、向转弯反向扳方向调整垂直尾翼；b、修正机翼扭曲。
飞机或高级模型飞机的操纵其原理和调整模型相同，都是改变力矩平衡状态。初级模型一般没有可调整的舵面，只好用改变这些空气动力面形态的方法来达到调整的目的，方法有三种：
    a、加温定形：把需要调整的部位用手扳到一定角度同时加温(哈气、吹热风、烘烤等)，停留一定时间使之变形。这种方法适用于纸、吹塑纸、木片部件。一般扳动角度越大，温度越高，保持时间越长调整变形越多。
    b、收缩变形：在需要调整的翼面的一面刷适当浓度的透布油，这一面将随透布油固化而收缩使翼面变形。
    c、型架定形。将翼面按调整要求在型架上固定达到改变形态的目的。一般配合使用加温或刷涂料。这种方法适用于构架式的翼面的调整。
滑翔性能
滑翔性能是飞出较长留空时间的基础。调整时应注意两个问题。一个是最大限度的减小阻力，模型表面要保持光滑，零部件采用流线形(也括配重)，前后缘打磨为圆形，翼面平整不要扭曲等，减小阻力可以增大升阻比，即可以增大滑翔比。
第二点是调整到有利迎角。迎角由升降调整片来控制。不同迎角模型的升阻比不同，有利迎角升阻比最大，同一高度的滑翔距离最远。正常滑翔后，还需微调水平尾翼，找到一个最佳角度。
理想的滑翔飞行是模型既没有方向不平衡力矩又没有横侧不平衡力矩，即垂直尾翼没有偏角，左右机翼完全对称。这种情况不但阻力最小，而且能适应速度的变化。
克服前冲失速的方法
克服前冲失速的措施是提高俯仰安定性。具体做法是适当配重前移重心，同时相应加大机翼，水平尾翼的安装角差，以保持俯仰平衡。这样当模型前冲抬头机翼逐渐接近失速时，水平尾翼因安装角小尚未失速，水平尾翼仍有足够的低头力矩使模型转入滑翔。
    克服前冲失速的另一个办法是用较小的迎角飞行。事实证明，迎角越大越容易失速下冲，迎角越小越不容易进入失速下冲。
    失速转弯是机翼扭曲造成的，机翼扭曲时，必有一侧安装角较大(另一侧变小)，接近失速时这一半机翼先失速，并使模型倾斜转弯，所以机翼的扭曲必须彻底纠正。
（五）、牵引技巧
在滑翔基本调好后就可以牵引飞行了。牵引线用加1千克拉力后长35米的细线，线端粘一醒目的小旗。牵引飞行时模型要对准风向（迎风方向），不要跑得太快，注意和助手之间的速度配合。仔细体验模型的上升及脱钩的时机。
模型调好之后，决定飞行成绩完全取决于牵引技巧了。好的技巧能充分发挥模型的飞行性能，甚至可以弥补模型的某些缺陷。所以，并不是一拉了事，要反复练习掌握要领：
    1、助跑的速度要凭手感，使模型保持平稳、快速上升。风大时跑得太快则折断翅膀，这要凭手感，靠反复练习才能体会。
    2、恰当的脱钩时间。不是固定不变的，不同的调整状况，不同的飞行方式，不同的风速风向要求有不同的脱钩时间。争取做到随心所欲，准确无误。
    4、牵引方向：如果模型是完全直线飞行的，在无风情况下，运动员应在起飞线的中点向正前方牵引，这样成功率最高。但事实上转弯的模型占绝大多数，侧风放飞的情况也占大多数。聪明的运动员善于利用牵引方向的变化来修正由于侧风和模型转变引起的偏差。例如右转弯模型如果在起飞线正中放飞就可能从右方飞出边线，如果又碰上左侧风，情况就更严重。假如换一个方法——脱钩点选在起飞线左侧，奔跑方向有意识左偏。这样前半段模型可能在空中飞出左边线，而后半段可能绕回来，使成绩有效。
    5、风与脱钩时机：风对飞行的影响有不利的一面，另外也有有利的方面。例如顺风能增大飞行距离；逆风则减小飞行距离，侧风有时加剧偏航，有时又减小偏航。风一般是阵性的，风速和风向在不断变化。要善于捕捉最佳脱钩时机。例如顺风时最好大风瞬间脱钩，逆风时在弱风瞬间脱钩。
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