试制一架遥控纸飞机
2017-04-18朱奎至
朱奎至
遥控纸飞机是一种无翼型的三角翼模型飞机,通常由KT板或PP板制成,因其外形像折纸飞机而被模友们称为“纸飞机”。这种模型飞行稳定、制作简单、成本低且对飞行场地要求不高,非常适合入门模友。
遥控纸飞机最大的特点是机身具有V形槽结构。这种设计非常巧妙,既可充当机身,在手抛起飞时便于握持,又能将设备都收纳其中,有效保护电子设备。此外,V形槽还具有特殊的气动效果:当螺旋桨转动时,机翼上表面的气流会被导引至槽内,从而让模型获得更好的升阻比;而且,它还有类似垂直尾翼的功能,可稳定、平衡机身。
经反复试验和修改,笔者设计制作了一款操纵性能比较稳定的遥控纸飞机。该机采用KT板材料,主要由机体、动力系统、遥控系统三大部分组成:
机体,包括机翼、机头加强片(兼作电池固定板)、碳管以及舵面等部件;
动力系统,包括电机、螺旋桨、电调、电机架及锂电池;
遥控系统,包括发射机、接收机、舵机、舵角和连杆,以及4通道以上的遥控器。
准备一张尺寸为800mm× 1 200mm的KT板(可切割出3架遥控纸飞机)。为避免切坏板材,实际操作前最好先在废旧材料上试刀,待熟悉刻刀的使用方法后再正式切割。切割时,应将KT板放在玻璃或平整的地面上。
对于初次制作的模友,推荐一种切割板材的小技巧:按照图纸先用钉子在部件的折点处扎出小坑,再通过多个折点在KT板上确定出部件的位置和尺寸(图1)。为方便切割,可根据需要多扎几个点。为避免浪费材料,应尽量将各部件的切割位置安排得紧凑一些(图2)。
舵面与机翼的接触面要切出45°的斜面,利于舵面偏转,具体方法为:先用钢板尺压住舵面,再将刻刀紧贴钢板尺并倾斜至45°,然后缓慢切出斜面(图3)。舵面的切割角度也可略小于45°,一般不会影响飞行效果。
KT板切割好后,即可开始粘接工作。粘接机身时,先用小块透明胶横向粘接,以便调整两片机身的相对位置(图4)。对齐后,再用条状胶带将缝隙粘好(图5)。粘接时,两片机身间要留有约4mm的间隙,以便后期进行调整。若间隙预留得过小,可用粗笔头或类似的圆柱头反复擀压接缝(图6)。
机身粘接好后,再用同样的方法组装两侧的机翼。接下来粘接舵面,先粘下底面,再粘上顶面(图7、图8)。
接着,制作机头加强片。建议选用与机身颜色不同的KT板制作,以便区分。加强片的形状与机身V形槽的角度一致。为便于放置电池,笔者将V形槽角度设为60°。故加强片的夹角也为60°(图9)。
组装加强片时,先用热熔胶将其固定在机头处。粘接时,要保证与机翼外緣平齐。待胶水晾干后,再用透明胶沿三角板边缘粘接一圈(图10)。
木制电机架直接用零件拼装组合,粘接时在接缝处填一些木粉密封(图11)。截取两根合适长度的碳杆,分别穿过电机架两端的安装孔,粘接在机身中部。粘接时,先点一些热熔胶,并在胶水晾干前调整好位置,再用纤维胶固定(图12)。完成后,还需在固定位置粘一块透明胶(图13)。
下面,准备舵角与连杆。该机所用的连杆需进行改装,具体方法是:截取适当长度铁丝,一端用尖嘴钳弯出Z字弯(图14)。组装好后的连杆及舵角效果如图15所示。舵角可选用尼龙材质的成品,重量轻、韧性好。
把改装好的连杆与舵角组装在一起,然后将舵角用热熔胶固定在机身上(图16)。
之后,用热熔胶将舵机固定在机身内侧靠近舵面的地方。为方便安装螺丝,应扩大舵机摇臂最外侧的安装孔(图17)。摇臂和舵机的固定螺丝先不要拧紧,待上电后调整好遥控器后再拧紧。
1.整机检查
模型组装好后,需仔细检查机身结构及设备,主要检查事项有:
(1)舵面偏转是否灵活;
(2)连杆运动是否有摩擦或干涉;
(3)接头是否牢固;
(4)舵机螺丝是否拧紧。
上述检查项目在每次飞行前均应仔细进行,以避免模型发生故障。
2.调整重心
这款模型的重心在机身中部。由于电机已经固定,因此只能通过改变电池的位置来调整重心。方法为:先在机头中线位置粘好魔术贴,固定电池后进行试飞。根据模型飞行姿态对电池位置进行微调,最终确定好位置后,用马克笔标注。
3.设置遥控器
与常规布局的模型飞机不同,因遥控纸飞机为后掠三角翼布局,无尾翼,所以要通过机翼后的两个舵面进行混控,即需将遥控器设为三角翼混控模式(升降和副翼混控)。以天地飞7通道遥控器为例,其设置方法如下:
(1)打开遥控器开关,按MENU键进入主菜单;
(2)点击“高级设置”选项;
(3)选择“三角翼混控”功能;
(4)设置舵面。
完成调试后,即可安装螺旋桨,进行外场试飞。
初次试飞时,应选择视野开阔、人群较少的室外场地进行。笔者选配了2216无刷电机(KV值 1 250),模型起飞时,将油门推至三分之二处,即可获得充足的动力。使用3S/1 800mAh锂电池供电,可持续飞行8-10min。该机推重比大于1,可保证其飞行灵活、机动性强,能完成倒飞、横滚、连续筋斗、垂直爬升等特技动作。无风时,这架模型还可做小动力滑翔飞行。
通过试飞,笔者发现这款遥控纸飞机在低速状态下的飞行状态很好,失速点低、容错率高,且低速降落时,仍能保持较好的操控性,非常适合新手操纵。