自制模型滑翔机“幽灵”系列DLG[下]
2017-04-18任南
任南
机身部分
由于DLG模型滑翔机是靠操纵手旋转甩出起飞的,因此模型重量的分布越集中越好、迎风面积越小越好。为此,我在“幽灵”的机身设计方面做了以下一些尝试:
1.机身的核心部件用于连接机头及尾管,是机身的主要受力部件。其中,机身连接件最为重要,它采用两块层板制作、粘接并使用复合材料进行了加强。
2.舵机未采用常规的竖位布置,而是横置,以减小机身的高度。这样做的目的,主要是通过提高设备的重心位置,使机身的重心升高,以缩小机身和机翼重心的高度差,从而减小模型发射瞬间可能产生的侧翻趨势,使发射过程更加顺畅。
3.按照选定的舵机尺寸确定机身截面尺寸,使其尽量紧凑。
4.将舵机和操纵部件装好后再封闭设备舱,而不是在整机组装完成后再安装设备。这样做的好处是能将机身截面尺寸尽量做小,减小其迎风面积。
实际使用表明,这些尝试取得了较好的效果。下面结合几代“幽灵”改进的一些特点为大家详细介绍。
由于“幽灵”的机身尾管由碳管制成,直接采购成品截取即可,因此机身部分的制作主要集中在尾管前的木制结构。制作时,我先手工切割出各个零件,组装出原型机进行测试。然后根据反馈发现的问题,加以改进再用激光机切割出正式版的几代“幽灵”的木制零件(图1)。
机身连接板中间的两个开孔为机翼固定螺母的安装定位孔,两孔间开有减重孔。连接板前方连接设备舱及头锥,后方一直向后延伸连接尾管(图2-图5)。
在连接板相应位置粘接隔框,并在后端连接尾管的延伸部分两侧粘接轻木板,修整打磨成圆柱体。这样,机身的核心部件就做好了(图6、图7)。随后将其与尾管连接固定。固定前,要以连接件为基准做好定位。具体做法是:先在尾管末端粘接好尾翼安定面,再将尾管插到连接件的圆柱体上,绕轴线旋转使平尾与连接板平行,即完成了初步定位(图8)。接下来将做好的机翼假组在连接部件上,用螺丝临时固定,以此校准平尾的角度后再粘接固定尾管(图9)。
头锥为实心结构(提前做了减重处理),由多层轻木板叠合粘接而成。具体由左、中、右三个部分粘接。中间一组减重孔切出了向前伸出的凹槽,为模型后期调整配重预留出了足够的空间,也方便固定配重物(图10)。图11是叠合粘好的头锥部件,粘牢后在表面划出向前收缩的斜线。按线切除多余的材料并进行修整后,通过机身侧板将头锥与机身其他部分粘好(图12)。
头锥与机身连接件之间的部分即为设备舱。其中电池接收机紧靠头锥,有舱盖可打开。后方的尾翼(升降舵和方向舵)控制舵机舱则为封闭舱室(图13)。为了将机身设计得尽量紧凑,减小机身横截面,在粘接机身底板封闭舵机舱前,先装好尾翼控制舵机及其操纵拉杆。几代“幽灵”的尾翼舵机均采用水平安装方式,舵机相对较高,重心位置更好,还利于机身侧向受力。
在操纵拉杆的布局上,也颇费了一番工夫。最初的原型仅考虑到紧凑的要求,将拉杆布置在舵机舱底部,并密封在舱内(图14)。而在正式制作的三代“幽灵”中,则从布局、选材等方面均做了优化。“幽灵”I的操纵连杆位置安排趋于合理(图15)。“幽灵”II的尾翼操纵机构,则改用了拉线扭簧结构。这种结构具有重量轻、虚位小等优点,但对于全封闭舵机舱来说,一旦出现故障就必须破坏机身结构才能维修(图16)。因此,“幽灵”III的操纵连杆又改用碳杆,只在与舵机摇臂的连接处使用钢丝(图17)。与纯钢丝连杆相比,其重量更轻,也不易发生故障,降低了后期维修风险。
为了尽可能减小操纵系统产生的虚位,提高模型的操纵精度,机身内大量使用连杆套管并做了固定。特别是机身后部的套管,全部用透明胶带固定在尾管上,对两端和摇臂连接区域的悬空部分也做了适当支撑固定。此外,舵机还用轻木片压紧固定,避免其受力移动产生动作误差(图18)。
设备都安装固定好后,粘接底板并仔细修形打磨,达到外形准确、表面光滑。最后在表面蒙玻璃布做整体加强,机身部分就全部完工了(图19)。
尾翼部分
与机翼和机身相比,尾翼部分没有太多新意,只是在以前的经验基础上,仔细选材并做了适当加强,将尾翼重量控制在15g以内,且使强度满足要求(图20、图21)。需要特别说明:尾翼的重量控制对DLG模型尤为重要,因为尾部过重就须在机头处增加较大的配重才能将整机的重心位置调好,会增加模型在后期调试时的难度。
至此,“幽灵”系列DLG遥控模型滑翔机的介绍全部完成。最后,对喜爱自己动手制作模型并想尝试这款“幽灵”的同好一些改进建议:
1.机翼主梁还可适当减小厚度。其实,在“幽灵”III上,我已将翼梁的厚度改为0.5mm左右。
2.尽量选择直径较大的尾管来制作机身,不过应在重量与性能间做好平衡。
3.在尾管和机头的连接区域,要尽量提高强度。因为随着飞行水平的提高,发射力量会越来越大,而该连接区域是机身在发射时受力最大的地方。
当然,上述几方面只是我在实践中发现的几个关键问题,仅供大家参考。其他方面肯定还存在很大的改进空间,希望与同好们交流切磋。