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手抛模型变身记

2017-05-08蒋佳霖

航空模型 2016年11期
关键词:模型飞机滑翔机舵机

蒋佳霖

大翼展的遥控模型飞机往往飞行稳定且易于操纵,尤其在空中滑翔时,看着特别有气势。但是翼展越大,模型飞机越难携带,每次外场飞行时需要的设备也越多。近日,笔者在网上看中了一款成品手抛模型,并萌生了将其改装成一架小巧便携的遥控模型滑翔机的想法。

改造方案

这款网售成品手抛模型滑翔机(图1)的翼展仅有480mm,重量不到50g,所用材料为EPP。拿到模型后,笔者大致计算了它的机翼面积,为350cm2,并依照公式(机翼面积×翼载荷),取翼载荷0.35g/cm2,得出改装后遥控模型滑翔机的起飞重量不得大于120g。根据自己的飞行经验,为其选择的电动动力系统是:1306电机(KV值2 300)、12A电调、5英寸或6英寸螺旋桨、520mAh/2S/20C锂电池。配套的遥控设备有微型四通道接收机、副翼舵机(5g)和升降舵舵机(3.7g),不设置方向舵。

机体改装

确定了改装用的电动动力系统和遥控设备后,就开始处理模型的机体了。首先仔细打磨模型飞机的表面,去除其上的毛刺,为之后机身的涂装做准备。然后用美工刀在机翼上切割出合适大小的副翼操纵面。切割时注意不要切断,保留舵面与机翼间的一部分,用作副翼铰链。做法是在设置铰链处上下各切去适量材料,留下中间部分,并仔细打磨使副翼能够顺畅转动(图2)。

接着是升降舵的切割和安装。升降舵位于模型飞机的平尾,同样先用美工刀分割出合适大小的操纵面,并留出铰链部分。左、右侧升降舵面靠与铰链同心的钢丝和导管带动。其中右侧舵面用胶水和胶带与钢丝固定;左侧钢丝折出90°角后插入左侧升降舵面(图3),再用胶水和胶带固定。之所以将钢丝折成90°角,是为了让之后安装的舵角能牢牢夹住左侧舵面和钢丝,从而实现左、右升降舵面的联动(图4、图5)。为保持机身表面的光滑簡洁,特将升降舵的舵机装在机身中(图6),舵机和舵面间用直径1mm的钢丝拉杆传动。

由于手抛模型的机身为实心结构,因此升降舵拉杆的导管很难安装,一不小心就会插歪。经过多次尝试,笔者发现可用铝制的空心毛衣针作为导管,既轻便又结实。安装前将毛衣针适当加热,就能顺利插入机身。

接下来安装副翼舵机。副翼舵机装在机翼与机身连接处,稍靠近机头。装好后在机腹上画出副翼拉杆和导管的走向(图7),并开槽埋入导管。笔者使用的是铁氟龙(Teflon)材质的导管,耐高温、摩擦系数低,能有效减小操纵时的传动阻力。然后用硬卡纸制作合适尺寸的舵角(图8),并在舵角处安装纸铰链。二者靠胶水粘接(图9)。拉杆和舵角间不设置“Z”字头,而是让拉杆略微靠向机身,以抵住舵角(图10)。上述步骤完成后,再将机翼与机身对接,把舵机线穿过预留的接口连入接收机(图11)。

机体改装的最后一步是电子设备的安装。先将机鼻部分切下,在切口位置安装电机(图12)。为控制重量,用尼龙螺丝紧固电机和机身。切下的机鼻修剪打磨加工成机头整流罩。然后在机身上掏出一个设备舱,引入电机线。把接收机塞入设备舱深处、靠近副翼舵机的位置,并调整接收机天线的方向。剩余的设备舱空间用于放置容易发热的电调,并适当剪短导线以减重。在电调安装处的设备舱开口位置横着插入一段碳纤杆,防止其在模型飞行或起降时掉落(图13)。最后在座舱盖上掏出一个空间,放入锂电池(图14)。锂电池不能与舵机摇臂产生干涉,且必须与电调保持一定距离,以防止过热爆炸。座舱盖与机身的连接采用前插销后磁钢的方式,即靠近机头处用插销连接,靠近机翼处用磁钢吸引。至此,成品手抛模型飞机被改造成了一架小型遥控模型滑翔机。

地面调试

改装后的遥控模型滑翔机需进行地面调试。

首先调整其重心。由于电动动力系统都集中在机翼前方,因此模型滑翔机的重心太过靠前,须在机尾增加配重。如果要搭配不同尺寸的螺旋桨使用,那么模型的机尾配重需为可调的,以应对使用不同螺旋桨时全机重心的变化(图15)。调好重心后,再依次调节各个舵机的舵量并设置舵量曲线,防止模型飞机太过“灵活”。完成地面调试后,这架遥控模型滑翔机的重量为119.3g,达到设计要求(图16)。

外场试飞

在外场试飞中(图17)暴露出两个问题:一是模型的抗风性较差,无法在中等风速环境中飞行;二是飞远后模型的涂装与天空背景色相近,加上机身较小,使操纵手难以辨清其飞行姿态,容易错舵。

针对第一个问题,笔者只能在每次飞行前留心观察飞行场的天气,绝不冒险。之后,又做了一架同样翼展、采用“V”尾的模型滑翔机,并做了以下改动:将升降舵的舵机安放在机尾,以平衡全机重心;用直径0.5mm(原直径1mm)的钢丝做操纵拉杆;为模型配备了F3P项目的电动动力系统,虽然增加了机身重量,但动力明显增强(图18)。经过这些改造,“V”尾模型滑翔机的抗风性能有了明显提高。

为解决第二个问题,笔者在模型飞机的座舱盖、垂尾和各个舵面上加了一层铝箔,并给机身重新涂色,大大提高了机体的可辨识度。同时在操纵飞行时不让模型飞得太远。

尽管仍有一些不足,但这架改装后的遥控模型滑翔机既轻盈便携,又结实耐摔,完全满足了笔者的设计要求。将模型拆开后,所有的零部件、设备、安装工具可直接装入原包装盒内。每次外场飞行时,只需额外再带一个遥控器箱。遥控模型滑翔机的动力不大,搭配一块520mAh锂电池能飞5min左右。如果用一块5200mAh/3S锂电池作为外场电源,就可畅玩一下午(图19)。此外,在无风环境下,它的飞行动作精准、航线稳定。若是遇上小风天,指挥它与风“搏斗”也其乐无穷。

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