从世锦赛看F3P新发展

立青

第三届F3P世锦赛于2017年2月19-25日在法国东北部城市斯特拉斯堡举行。这次比赛共有来自18个国家的50位室内特技飞行顶尖选手参赛，中国选手也首次现身赛场。作为当今世界最高水平的F3P大赛，高手云集的赛场精彩纷呈。各国选手的表现诠释了不同的飞行风格，而他们使用的模型则代表着F3P的最新趋势与潮流。下面，笔者就从这次世锦赛中出现的一些机型对F3P的技术发展进行解读，希望对喜爱这项运动的爱好者有所帮助。

2017年F3P世锦赛回顾

首先，笔者先带领大家回顾一下这次世锦赛的相关情况。2017年2月19日，第三届F3P世锦赛拉开帷幕。在一场简短而轻松的开幕式过后，组委会专门设立了一个环节，为每支参赛队和每位参赛运动员拍照留念，各国选手和他们使用的模型被一一定格。

2月21日，比赛正式开始，共分预赛和决赛两个阶段。4轮预赛耗时两天，所有运动员均须完成AP-17动作（由国际航联在赛前公布）。根据预赛成绩，排名前13位的选手获得决赛资格，将完成未知动作的比拼。3轮决赛进行得异常激烈，奥地利著名选手Gernot Bruckmann最终夺冠，芬兰运动员Janne Lappi和卫冕冠军、立陶宛选手Donatas Pauzuolis分获亚军和季军。

决赛结束后，2月25日还进行了F3P-AM部分的比赛。这个项目通常被称为音乐剧，但成绩并不计入最终比赛的总成绩，且由运动员自由选择参加。作为极具观赏性的一个项目，音乐剧项目要求选手在两分钟时间内完成一套配乐动作。令人遗憾的是，选手们并未展现出令人眼前一亮的新动作。最终，Donatas Pauzuolis成功卫冕该项目冠军。而笔者听说，国际航联计划将音乐剧设置为单独的官方项目，以更好地促进这个项目的发展。

代表中国参赛的何聪发首次亮相F3P世锦赛就表现不俗。只可惜他使用的参赛机是在当地临时购买的，未能充分适应新模型，加上本身实力的差距，最终排在第40名，无缘决赛。不过能站在世界舞台与顶尖高手们同场竞技，何聪发已经向世人展示了中国选手的风采。

F3P技术新进展

自首届F3P世锦赛于2013年在德国举办以来，仅仅几年时间，这项运动在硬件设备和飞行技术方面就有了迅猛发展，运动员间的竞争变得越发激烈。在相对狭窄的室内空间，要高质量地完成复杂的比赛动作，模型的重量和制作的精准度成了关键因素。目前，大多数运动员对模型重量都极力追求最轻，以使模型获得更慢的飞行速度，能在有限的空间里完成各种动作。

在第一届世锦赛上，运动员们基本都采用D板材质、单螺旋桨模型。而在本届世锦赛决赛阶段，除一位运动员还使用D板覆膜模型外，其余选手均采用全碳纤维结构的模型，共轴双桨和1S电子系统更成为比赛的标配。

经过几年的发展，现在国际级F3P比赛中除少量D板结构的模型外，大多是采用全复材覆膜结构的模型，本届比赛还出现了轻木结构和全新EPP结构的模型。下面，笔者结合这些模型的新特点为大家做详细介绍与分析。

1.全复材结构模型

综观F3P模型的发展历程，其制作材料大致经历了KT板、EPP板、D板和碳纤维覆膜等几个阶段。过去几年里，D板一直是制作F3P特技机的主要材料，且大都采用铣板和镂空覆膜两种工艺。在2013年首届F3P世锦赛中，俄罗斯运动员Alexey Lancov第一次使用了全复材结构模型。当时他使用的是自己制作的Victory系列的第一版，使用碳棒和碳管为机体材料，并采用可拆卸机翼。整机起飞重量66g，比当时的D板模型还要轻15-25g。

早在2009年，Alexey Lancov就开始制作碳纤维结构的F3P模型。经过不懈努力，他的模型不断更新，甚至吸引了世界冠军Donatas Pauzuolis与他合作。两人共同开发的Victory系列模型性能出众，在国际比赛中屡获佳绩，已成为目前国际比赛中使用最多的机型。

复材结构的F3P模型，机体以碳纤维棒为主要材料，表面蒙有一層薄薄的麦拉膜。为进一步减轻重量，还有人改用细碳纤维管作为机体的主要材料。制作时，要先将材料按所需形状固定在工作板上，然后用凯夫拉线对碳棒进行捆扎定形。整个制作过程非常繁琐，需耗费大量时间，这导致复材模型的成本非常高昂，仅空机价格就超过500欧元。同时，由于这种模型很轻，采用传统的电子设备已无法完全发挥出它的性能，因此国外运动员又开发出使用1S电池供电的电子设备和轻量化的共轴双桨系统。

全复材结构模型开始仅被用于F3P项目中，但最近，为达到减重和增强机体刚度的目的，在F3P-AM项目中，运动员也开始使用全复材结构的模型。比较有代表性的是Donatas Pauzuolis的Arrow CS机型，该机也是2016年WAG比赛中的冠军机。采用这种结构的模型，其优势非常明显，机体很轻，且长时间不易变形，具有非常优异的飞行性能。

在欧洲国家，全复材结构的F3P模型占比很大。本次世锦赛中，F3P模型几乎全都采用全复材覆膜结构。然而，尽管碳纤维结构的模型有很多优点，但其缺点也不少，主要有以下几方面：

（1）现有的标准碳杆都是直的，而制作模型时要进行弯曲，以得到所需的形状。但弯曲后的碳杆很容易恢复到原有形状，因而模型的外形会发生变化，即使做了加强，也很难使机体表面保持平整。

（2）直碳杆只能做较小幅度的弯曲，若弯曲过大，就非常容易断裂。因此在设计模型时，机体外形会受到很大限制，这也是为什么很多全碳结构的模型看上去都非常相似的一个原因。

要解决上述问题，最有效的方法是采用预制成型的碳杆。芬兰运动员最先使用硅胶管制作弯曲的碳杆，但因工艺所限，碳杆的尺寸不能做得太小。最近，有人找到了新方法，如世界冠军Donatas Pauzuoils的公司，现在已经能将直径0.5mm的碳杆加工出各种形状，并可提供对外制作服务。endprint

2.轻木结构模型

本次世锦赛中，还出现了此前没有的轻木结构F3P模型。这种模型采用轻木条为机体主要承力结构，与F1D模型较为相似，重量方面也接近全复材结构模型的水平。值得一提的是，美国选手所用的模型还采用了可拆卸机翼。另外，部分机型采用了轻木材质的螺旋桨，最具代表性的就是芬兰队的共轴系统。

3.EPP结构模型

这次世锦赛上，日本队的EPP结构模型令人眼前一亮。日本是模型传统强国，在亚洲地区更是一直保持领先地位。在2013年首届F3P世锦赛中，音田哲男就获得了季军的好成绩。

就像日系F3A模型一样，日本的F3P模型也有着与欧美模型不同的特点。全复材结构的模型固然性能优异，但制作麻烦、价格高昂，性价比并不高。在日本国内的室内比赛中，参赛模型大量采用0.8-1mm厚的EPP板和碳杆作为主要制作材料。而且这种模型的起飞重量并不比全复材模型重多少。虽然EPP的刚度甚至还不如D板，但对于起飞重量很低的F3P模型，仍然有非常好的性能。在日本国内的比赛中，这种EPP模型表现非常优异。

EPP结构的模型在设计上与欧美的F3P模型有所不同。为了保证飞行速度和侧飞性能等要求，这种模型采用了较多的减速板和侧力发生装置，布局不如欧美模型简洁。

4.共轴系统

共轴双桨系统现已成为高级别F3P模型的标配，它能抵消单个螺旋桨反扭矩带来的不利影响，使模型左滚和右滚速率保持一致。同时，其产生的滑流比单桨更少，能使模型飞行动作更精准。

不過，共轴系统近几年的发展主要集中在提升模型下降时的减速性能上。运动员们希望这种系统有更高的推进效率，同时在模型垂直下降时也有很高的减速效率，由此导致的结果是桨叶直径越做越大。

最初，共轴系统普遍采用碳纤维桨叶，但随着桨叶直径不断增大，又有人开发出泡沫加芯结构的新桨叶，并成为本次世锦赛上各国选手的“新宠”。此外，Alexey Lantsov还开发了可调螺距的桨叶，以便飞手根据模型的不同情况，调整出最佳效果。另外，轻木桨叶也被一些运动员采用，最具代表性的就是之前介绍的芬兰队的装备。

结语

我国航空航天模型锦标赛室内比赛至今已举办过三届，但竞赛模型的发展却远远落后于发达国家。目前，国内只有极少数运动员在进行高新性能F3P模型的研究和试验。全复材结构的F3P模型在制作材料和电子设备方面几乎全靠进口。特别是1S电子系统，国内暂时还未引进。因此，要使国内的F3P模型与国际竞赛接轨，还需要运动员们下更大的功夫。笔者很高兴地了解到，上海双天公司正在进行新一代共轴系统的研发，希望能早日装备到国产的高能F3P模型上。

另外，笔者还建议，基于国内现状，研制具有我国特色的竞赛模型。全复材结构模型的性能的确优异，但成本太高，且使用条件也非常苛刻。在当前国内室内模型运动发展总体水平还不高的情况下，并不利于这项运动的持续发展。在此笔者推荐参考日本运动员的方法，利用现有的低成本技术和材料，使F3P模型的性能更好。endprint