江西省电动滑翔机P5B竞赛项目开展现状的研究

张苑妹 庄淡盛

[摘 要]航空模型的一大特点是应用于科研、生产和国防领域，是载人飞机的先驱。在飞机研制的过程中，航空模型一直是一种不可缺少的研制手段。模型滑翔机是一种重于空气的航空器，它不依靠发动机作动力进行飞行，而是将重力势能转化为动能，继而在机翼上产生升力以平衡机体重量进行滑翔部分模型滑翔机安装有动力装置，如P5B竞赛项目滑翔机，其使用电动机作为动力装置，将模型飞机带到合适高度，然后关闭动力进入滑翔。滑翔机的外形和构造与常规飞机基本相同。模型滑翔机按其用途、制作材料、飞行性能、比赛级别等的不同而分成多种类别，遥控电动模型滑翔机P5B是其中的一种。在设计制作、飞行训练和参加比赛的过程中涉及许多的空气动力学、飞行原理、制作工艺等相关知识。如今关于P5B竞赛项目的详细介绍比较少，而竞赛的开展情况可以比较好地反映这个项目的普及情况和发展水平。本文通过对竞赛中存在的问题进行分析，以便更好地提高和发展P5B滑翔机项目。

[关键词]体育竞赛;航空模型;电动滑翔机P5B

一、研究对象与方法

（一）研究对象

P5B遥控电动模型滑翔机;P5B遥控电动模型滑翔机项目的竞赛成绩。

（二）研究方法

文献资料（文献资料法）。根据研究的对象，通过图书馆、百度网、中国知网等查询网站查阅大量的相关文献、期刊，为论文提供理论依据与研究参考。

二、遥控电动模型滑翔机P5B项目竞赛的发展历史

滑翔机发展的开端、发展过程与飞机不同。1931年，天津河北汽车学校的随世新和朱晨制造了一架机长7.8m，机重218kg的单翼式滑翔机。滑翔机制造的全盛时期在1940—1944年的5年期间，所造各种滑翔机200多架，多数是仿制。1941年，重庆成立了中国滑翔总会。而我国在1986年开始把遥控电动模型滑翔机列入普及航空模型竞赛规则，取其代号为P3E，以作为P3（无线电遥控类）中的一个项目。从1995年起，我国开始在全国锦标赛中设立二级无线电遥控电动模型滑翔机项目并按试行规则进行比赛，取代号为P5B-2。随后在国内规则中正式把遥控电动模型飞机定为P5类项目，并分设P5A、P5B等项目。从2000年开始在每年的全国青少年锦标赛中举行P5B项目的比赛。这些规则对在我国开展基层活动具有指导性意义。

三、滑翔机的飞行

滑翔機最大的特点就是不依靠自身动力飞行。滑翔机起飞一般有三种方式，即绞盘车牵引、飞机牵引和橡筋弹射，目前普遍采用的是前两种方法。滑翔机脱离牵引以后，可进行起落航线、特技、翱翔等飞行。翱翔飞行俗称盘气流飞行，它的整个飞行过程是盘气流爬高、脱离气流后下滑、再盘气流爬高，循环往复，以此使滑翔机在空中停留较长的时间或飞出很远的距离。适合于滑翔机翱翔飞行的气流主要有热力上升气流、山坡动力上升气流和波状上升气流等，但由于后两种气流都需要有特定的地形和天气形势，因而热力上升气流就成为翱翔飞行最基本的动力。

四、影响遥控电动模型滑翔机P5B竞赛项目成绩的因素

（一）选手对气流的感知与判断

上升气流对滑翔成绩的影响很大。动力气流是大气的抬升，辐合、辐散和旋转等运动都会产生上升气流和下降气流。热气流是根据热胀冷缩原理，大气温度升高气体膨胀，热气流密度比空气密度小，气体上升，反之，气体下降。P5B滑翔机留空时间和定点着陆，要让滑翔机有长的留空时间，就要保证对上升气流的合理利用，保证飞机在滑翔时的高度。这时就需要你会找上升气流，迎风面的山坡、地面的风从四面八方向一个地方吹、两个不同速度的气团，后气团速度大于前气团的速度、地表温度高的地方等这些地方都存在上升气流。这个时候往往要看运动员会不会寻找和利用上升气流，避开下降气流。

（二）翼型

翼型的选择决定了型阻的大小。确定翼型我们要根据模型飞机的不同用途去选择不同的翼型。翼型很多，好几千种。但归纳起来，飞机的翼型大致分为三种。一是平凸翼型，这种翼型的特点是升力大，尤其是低速飞行时。不过，阻力中庸，且不太适合倒飞。这种翼型主要应用在练习机和像真机上。二是双凸翼型。其中双凸对称翼型的特点是在有一定迎角下产生升力，零度迎角时不产生升力。飞机在正飞和倒飞时的机头俯仰变化不大。这种翼型主要应用在特技机上。三是凹凸翼型。这种翼型升力较大，尤其是在慢速时升力表现较其它翼型优异，但阻力也较大。这种翼型主要应用在滑翔机上和特种飞机上。

大展弦比对机翼需要在弱上升气流滑翔或在低功率下爬升的所有模型还是必须的。对于无线电控制的滑翔机，额外的重量结构和更高的翼载荷是不可避免要付出代价的，高翼载荷提到穿越速度。对竞时类模型，重量对爬升率的影响很大。如果大展弦比机翼可以达到竞赛飞机要求的最低重量，在翼型上的雷诺数不是很低的时候，将大程度提升滑翔性能。

开裂式襟翼的优点在于着陆时能产生很大的型阻，并减小了升阻比，始飞机进场下滑轨迹更陡，有助于精确地判断接地位置，从而在比赛中更好地定点着陆。

（三）滑翔角

滑翔时，模型的阻力由重力的分力平衡，所以滑翔只能沿斜线向下飞行。滑翔轨迹与水平面的夹角叫滑翔角。滑翔角是滑翔性能的一个重要方面。滑翔角越小，在同一高度的滑翔距离越远。滑翔距离（L）与下降高度（h）的比值叫滑翔比（K），滑翔比等于滑翔角的余切滑翔比，等于模型升力与阻力之比（升阻比）。

（四）训练和场地

P5B滑翔机的整个飞行过程分为出手、爬升、滑翔、降落、定点着陆5个阶段，出手阶段螺旋桨充分旋转起来再出手，保证电机达到来了最大输出功率才能获得最大的爬升速率;爬升选择理想的爬升角度短时间内达到最大的高度;飞机平稳的滑翔可以减少动力的损失。进行飞行训练的场地应该选择避免楼房、树林、建筑物等干扰飞行的地方;远离人群、高压电线和信号发射塔。