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洁白的舞者

2015-04-28韩旭

中学科技 2015年4期
关键词:弯度模型飞机胶水

韩旭

由于飞行场地越来越难找,小巧的F3P模型飞机更适合在小场地与室内飞行,所以优势越来越明显。对于喜爱模型飞机的在校学生而言,只需要在学校里找一小块场地就可以飞行了。其实F3P只是室内花样航空模型比赛项目的简称,但是由于非常受欢迎,习惯上将用于F3P项目的模型飞机称为F3P飞机。

本文介绍的新的飞行方法利用了遥控器编程功能,

可以在不增加硬件设备和重量的情况下,改善模型飞

机的飞行性能。

增加机翼弯度

F3P项目追求速度均匀、飞行柔和、操控精准。为了实现如此高的要求,模型飞机的结构方案不约而同地采用了十字板身结构,并采用各种方式减轻重量。这种结构制作工艺简单,又具有较高的抗弯刚度与较大的机身侧面积。如果采用材质轻盈而强韧的Depron泡沫板(一种闭孔聚苯乙烯泡沫,又称D板)制作,可以明显提高模型飞机的飞行性能,使模型飞机飞得很慢、很“飘”。为使模型飞机飞得更慢、更“飘”,爱好者们想出了各种方法来减轻模型飞机的重量,比如去掉保护壳、镂空板材、镂空覆膜、剪短连接线等。然而,这些方法虽然有效,但费时费力,并且是以牺牲电子设备可靠性、电子器件防护性为代价的。

事实上,要想飞得更“飘”,减轻重量并不是唯一的途径。

图1、图2分别是普通平板翼型与弯板翼型在相同雷诺数下的升阻特性曲线。从图1、图2的对比可看出,平板翼型的失速特性、升阻比、升力特性均不如带有弯度的翼型。而F3P模型采用整块板材制作机翼(即平板翼型),带来制作便利性的同时牺牲了空气动力学性能。

图1、图2中黑线为普通的对称翼型,红线为对称翼型在距后缘40%弦长处使用3°襟翼的效果。

从中可以看出,使用襟翼(增大了机翼的弯度)后:

1. 翼型的升力系数提高了,平飞需要的迎角更小;

2. 阻力系数基本不变,不会明显造成耗电增加;

3. 平飞状态升阻比增加,更省电,航线巡航时对动力系统的要求进一步降低;

4. 力矩系数增加,有助于在低速、低雷诺数状态下提高舵效与俯仰操控性。

可见,如果能在飞行中增加模型的机翼弯度(使用襟翼),则可以有效地提高飞行性能。

由于传统的F3P模型大多采用单舵机控制双侧副翼,并不具备改变机翼弯度的硬件条件。而如果采用双舵机控制副翼,这种控制就可能实现。为了验证这种理论是否正确,笔者进行了一系列的组装和飞行测试。

部件及组装

打开包装,F3P模型飞机的各个部分一目了然(图3)。该机采用3mm Depron泡沫板作为机身材料,经过镂空并覆膜以减轻重量。各个部件之间通过插接方式连接,方便可靠。

打开包装后不要急着组装,先用贴纸美化模型,因为这样更方便后续操作。如果模型飞机制作好后再贴纸美化,那么手持的位置很不好找,稍不小心就会损坏飞机。

组装并不复杂,只需要做到横平竖直、牢固可靠就可以了。

这架F3P模型飞机的电子设备如下:

接收机:6通道DSM2接收机

副翼舵机:1.5g直线舵机×2

电机:8.5mm×20mm空心杯电机

螺旋桨:140mm螺旋桨

电池:1S 3.7V 150~200mAh 20~35C聚合物锂电池

遥控设备:天地飞8通道遥控器 DSM2高频头

(遥控器最低配置:带有可编程混控的5通道以上的遥控器,需支持DSM2制式)

组装所需工具、材料如下:

UHU胶水或泡沫胶、美工刀(推荐NT cutter刀片)、透明胶带、502胶水、尖嘴钳、钢丝

整机组装依照准确、牢固的原则进行。组装完成后,模型各部位对称,均匀,横平竖直,无扭曲变形,用胶均匀,粘接牢固,加强杆长度对称,无弯曲变形(图4)。

电子设备安装牢固,无松动(图5)。舵机拉杆刚度满足要求。为了使安装完成后舵面刚好处于0°位置,我们可以先将接收机通电,使舵面归零,用胶带简单固定,然后粘接舵角。这样待胶水固化后拆除胶带,即可保证初始位置刚好为0°。

安装电池时,应该先移动电池以确定重心位置,本机重心位置为翼弦50%处,也可以先大致确定位置,然后通过试飞确定最终位置。电池使用背胶尼龙搭扣固定,牢固可靠,方便调整(图6)。

尾翼使用推拉杆进行操纵,为了防止杆件受压发生失稳,需要间隔一定距离进行支撑,粘接支撑的位置可以微调,以保证推拉杆运动时所受的阻力最小(图7)。

遥控器设置

如果使用的是高级遥控器,可以新建一个模型以记录微调参数,方便飞行。

这里以天地飞8通道遥控器为例,新建模型的方法为:

按住“MENU”键开机,进入“系统设置”(图8),选择一个新的机型。

机型设置选择“固定翼”(图9),修改名称并保存,关机退出,再次开机时即可将数据储存在这个机型中了。

飞行前,需要先通电检查通道正反向(图10)。如果某个通道需要反向,选中该通道,按(+)或(-)键将“正”改为“反”(图11)。

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