“燕舞”线操纵电动特技模型飞机的创新(上)

创新是一切事物的生命力，且敢于突破传统才能有创新。最近几年，无线电遥控飞行方面的航空模型项目中不断涌现出新技术、新装备，但是在线操纵模型飞机上，却鲜见技术上的重大突破。

可喜的是，在2012年的世界线操纵模型飞机锦标赛上，出现了多架为消除燃油污染采用无刷电机做动力的线操纵电动特技模型飞机。为了防止锂电池过度放电，这些线操纵电动特技模型飞机装有专用定时器；为使特技飞行动作匀速、优美，还加装了加速度传感器等电子装置。

而在前几年的全国青少年航空航天模型锦标赛中，多数线操纵电动特技模型飞机采用的还是有刷电机。因为有刷电机功率较小，一旦将电池放置在模型上，就会使其超重且难以起飞，所以运动员只能把电池背在身上。而为了导电，两根操纵线必需使用漆包线，极不科学也不方便。

如今航模器材大大丰富，由无刷电机、电子调速器和锂电池组成的动力装置足以为线操纵电动特技模型飞机提供功率更大、性能稳定可靠的动力源。与此同时，普及型线操纵电动特技模型飞机的外形、结构和材料也有了很大的改善，让特技飞行动作更加优美、顺畅。

为了实现创新，笔者根据航空模型普及类竞赛规则中有关线操纵电动特技模型飞机（项目代号P2E）的规定，设计制作了专用于普及类比赛的“燕舞”线操纵电动特技模型飞机，并进行了一些特殊的功能试验：试验了线操纵电动模型飞机的专用定时器；试验了在操纵线“松线”的情况下，方向舵自动偏转增加外拉的装置；试验了带2.4G遥控发射机的操纵把手，实现对无刷电机的遥控调速，改善做“平飞”和特技飞行动作时模型的匀速飞行，提高特技动作质量；试验了机械式加速度传感器，以实现在加速度变化时，对飞行状态作相对应的自动调整。

为了进行上述试验，笔者制作了两架外形尺寸基本相同的线操纵电动特技模型飞机：其中一架用来试验方向舵自动偏转增加外拉的装置；另一架的机翼上有个设备舱，用来安装线操纵专用定时器、2.4G遥控接收机或机械式加速度传感器。

“燕舞”电动线操纵特技模型飞机的机翼、尾翼均采用普通的轻木构架结构（图1）。机身则采用轻木层板复合的片状结构（模型飞机工作图见第4期大图）。

一、机翼的制作

1.机翼翼型采用标准的NACA0012对称翼型，翼肋用2mm厚轻木片制作，中翼加强翼肋使用2mm厚层板，翼肋中间有减重孔。翼肋件可用激光切割机直接加工。如想手工制作，可先用2mm厚层板做出两片翼肋样板，并在前后缘钻两个直径1mm的定位孔，然后用大头针将多片2mm厚轻木片夹在翼肋样板间，用壁纸刀切刻出14片，再摞在一起用砂纸板打磨，拆开时按顺序编号。机翼的前缘和翼梁的材料是5mm×5mm轻木条，后缘则是3mm×5mm轻木条。

2.粘接机翼构架。将工作图上凡是要粘接的地方先用透明胶纸带遮盖好，然后用长钢板尺靠住下翼梁，用大头针将下翼梁固定后拿掉长钢板尺，再按翼肋编号位置用502胶把翼肋逐片粘在下翼梁上，最后依次将上翼梁、前缘和后缘粘好。

3.机翼构架的加强。先在机翼上下翼梁之间粘上1.5mm厚立纹轻木片做翼梁腹板；然后在机翼构架的后缘上下分别粘上18mm宽、1.5mm厚的加强轻木片；最后从上下翼梁到前缘蒙上1.5mm厚轻木片。

4.制作三角摇臂（图2）。

⑴ 先在双面覆铜箔的电路板上画出三角摇臂尺寸图，用钢锯和钢锉沿尺寸线切割好外形。然后在中间转轴位置钻1个直径3mm的孔，在挂升降舵摇臂位置钻1个直径1.8mm的孔，另外两个挂操纵线的孔直径范围为1.2～1.5mm。最后用焊锡将三角摇臂与长24mm的黄铜管在中间转轴位置焊牢。

⑵ 选取直径0.4mm的合股不锈钢丝穿过三角摇臂两端挂操纵线的孔，缠绕两圈后留出长10mm的一段，再用电线芯里的细铜丝与合股不锈钢丝对折后的线头缠绕，用锡焊好。

⑶ 为了将三角摇臂固定在机翼上，须制作上下层板轴承架（图3）。上下层板轴承架由两块6mm×70mm三层板粘合而成，共需制作两块。在层板中间位置各钻1个直径3.1～3.2mm的孔作摇臂轴承。为了防止三角摇臂从层板间“蹿”出，在层板上钻孔位置刻槽并粘上一小块双面覆铜箔的电路板做挡头。

⑷ 将做好的三角摇臂和上下层板轴承架分别粘在上下翼梁后边。

5.制作机翼蒙板。

⑴ 蒙板前在机翼两端翼尖粘上整形木片，并在右翼尖的整形木片上用树脂胶粘7～10g左右的铅配重，以平衡内外翼因线速度不同造成的空气动力差。

⑵ 将升降舵连杆的“Z”形弯头三角摇臂。

⑶ 把三角摇臂上的两根直径0.4mm不锈钢合股钢丝，从右向左穿过机翼各个翼肋减重孔引到左翼尖外，并用圆珠笔芯做套管固定在翼尖整形木片上。

⑷ 用1.5mm厚轻木片给机翼蒙板，先蒙下弧面再蒙上弧面。蒙上弧面时，要特别注意防止机翼扭曲。

⑸ 蒙好机翼翼梁后面的中段蒙板，注意要事先刻好用于伸出升降舵摇臂的长孔。从翼梁到后缘加强木片间的翼肋边缘上，粘上6mm宽、1.5mm厚轻木条，以增加翼肋强度。

⑹ 在机翼构架的后缘之后粘上整形木片（相当于副翼）。整形木片使用5mm厚轻木片。先用刨子和砂纸板将整形木片的剖面做成上底长5mm、下底长2mm的梯形，然后用502胶粘牢。

⑺ 制作机翼前缘。打磨时借助前缘翼型靠板，用粗、细砂纸分次打磨好。

⑻ 在右机翼上专设一个设备舱（图4），用于安装试验用的电子定时器、机械式加速度传感器或遥控接收机。如果模型上只安装电子定时器，可不制作设备舱，定时器固定在机身侧面。

6.机翼蒙膜。注意先蒙翼梁之后的热缩薄膜，然后再蒙翼梁之前的热缩薄膜，最后蒙翼尖部分。

二、机身的制作

1.机身部分用到的零部件如图5所示。其中机身用8mm厚轻木片和2mm厚层板制作，垂直尾翼用4mm厚轻木片制作，前起落架用2mm厚硬铝制作，后起落架用直径2mm钢丝制作。

2.先按机身中段图纸将8mm厚轻木片用线锯锯出大致外形，依次切出电机位置插口、电调安装槽（图5和图6中尚未锯出）、机翼插孔和水平尾翼安定面插孔，并用什锦钢锉和砂纸板修整好。

3.用于机身中段上下加强的轻木条规格为8mm×8mm。用502胶先将其粘在机身前半部分上，再将座舱轻木片粘上，用砂纸板打磨平整。

4.先将机身左侧的2mm厚加强层板（图5里未在正中挖出长方形的部件）粘在机头左侧，再将另一2mm厚加强层板（图5里在正中挖出长方形的部件）粘在机头右侧。

5.垂直尾翼用4mm厚轻木片制作。其中垂直尾翼的安定面部分沿机身纵轴粘在机身尾部，方向舵部分则向右偏转10°粘在机身最后端。

6.将粘好机身的边角稍微打磨出圆角，座舱边缘打磨成半圆弧状（图6）。

7.按照装饰方案，先蒙机身和垂直尾翼上的白色热缩薄膜，再蒙座舱部分的天蓝色热缩薄膜。

（注：之后在机头位置锂电池和电调安装槽后又做了加长加宽的改进，详 见第4期大图。）

三、起落架的制作

1.按图纸给出的尺寸用2mm厚硬铝片锯出前起落架。除左起落架上须钻1个直径3mm的孔用于固定机轮轴，其余几个孔的直径均为2.5mm，用M3丝锥攻出螺纹扣。

2.先在硬铝片的弯曲位置抹上肥皂，然后在煤气灶上用火将肥皂液烧成棕色完成硬铝片的退火（图7），再在台钳上慢慢地弯出两个前起落架硬铝片图示偏移的角度。

3.用直径3mm的螺丝做起落架的机轮轮轴，另一端用M3螺母固定。

4.用直径2mm钢丝弯好尾起落架。安装上尾轮后，将其固定在机身尾部下方。

四、无刷电机架的制作

1.制作无刷电机架的材料主要是1.5mm厚铝型材边角料。切割时先用白乳胶将电机架设计图粘在铝片上，然后在其上钻出用于安装无刷电机的固定螺丝孔、电机架中间直径10mm的孔和用于与机身固定的电机架孔，并在折弯地方锯出开口。需要注意的是，为防止折弯地方开裂，要先在铝片上涂抹肥皂，同样通过在煤气灶上烧成棕色完成退火。退火后，在其旁边垫上12mm厚的硬木块，在台钳上慢慢弯折出90°角。

2.用铁剪子将多余部分剪掉，再用什锦钢锉修整好无刷电机架的外形（图8）。

五、水平尾翼的制作

1.水平尾翼的制作材料是4mm厚轻木片，安定面后缘须粘上4mm×5mm松木条加强。用刨子或砂纸板将升降舵剖面做成上底4mm、下底2mm的梯形，以减少阻力。

2.用铅笔在升降舵的前端划上中线，再从中线往后用砂纸板分别打磨出30°角的两个斜边。其余边角打磨成圆角（图9）。

3.给水平尾翼蒙上热缩薄膜后，在安装铰链的位置用壁纸刀切出缝隙，插上用于连接水平尾翼安定面和升降舵的铰链。

4.在水平尾翼安定面和机身粘接处，用美工刀裁去约6mm宽的热缩膜。

5.用直径2mm钢丝连接水平尾翼安定面和左、右升降舵面。先将连接水平尾翼安定面的钢丝从机身水平尾翼槽中穿过，摆正位置后用502胶固定。然后将连接左、右升降舵的钢丝插入左右升降舵，再用铰链连接好左、右升降舵，并在铰链上点少许502胶。

六、模型的组装

1.在将机翼和水平尾翼安装到机身上前，先用壁纸刀沿边缘去掉与机身粘接处的热缩膜。方法是找到机翼中线后，先用笔画1条垂直于前缘、宽6mm的线，然后用壁纸刀轻轻把6mm宽的热缩膜切开并取下，切时尽量不要划伤热缩膜下面的轻木片。用同样方法切掉水平尾翼安装处的热缩膜。

2.把机翼插入机身。对准位置后，先从机头前方看机翼是否与机身垂直，然后从机翼上方看机翼前缘是否与机身纵轴垂直。如果从两个方向看都垂直，则可用502胶粘接好。

3.把水平尾翼插入机身。对准位置后，同样从机头前方和机翼上方观察其是否与机身垂直，确认无误后用502胶粘接好（图10）。

七、动力装置

“燕舞”电动线操纵特技模型飞机采用银燕GT2218/09无刷电机、威30A“去通电保护功能”电调、8×4（或9×4）螺旋桨。工作电流范围18～25A，拉力范围为750～1 000g。

（未完待续）