低成本体验DLG(中)

时间:2022-06-08 04:43:01

低成本体验DLG(中)

机翼插接装置的探索

DLG大多采用一体式机翼,以追求模型极致的飞行性能。但是这架DLG的机翼总长1.5m且有6°的上反角,不利于随身携带。对希望享受飞行快乐而非极限飞行的普通爱好者来说,模型的便携性尤其重要,因此笔者决定设计一副插接机翼。

开始,苦于没有这方面的资料,笔者便直接在机翼翼根处做出插接装置(图22)。此时左右机翼靠2个螺丝固定,在插接处的上反角为6°。试飞后模型的问题凸显:插接装置结构复杂,制作难度偏大;机翼翼根处无法局部加强且应力集中,导致结构强度不够。经过几次探索性的修补,这一方案被放弃。

网络上的几张BlasterⅢ的对插结构细节图给了笔者灵感。BlasterⅢ是一款对插机翼DLG。其插接装置并不在对称轴上,而是在右机翼上(图23)。分析其设计理念,投掷环节应力最大处是手扣与机翼连接处以及翼根处。同时,若右手投掷抛出,则左机翼受力大于右机翼。出于这方面的考虑,该设计将插接装置放在受力较小的右机翼(假设右手投掷)上,且翼根仍然二次施工拼接出上反角(图24),并蒙上玻璃布以保证其强度。

要借鉴该方案,最关键的设计参数是插接件的材料、尺寸、连接方式以及最小重量。经过简单的静测试,最终选用了外径5mm、内径3mm的空心碳杆作为主连接杆。之后的试飞表明,它完全能满足业余飞行的需求。

模型机翼的制作

机翼是DLG最重要的气动部件,其好坏直接影响整机的性能。“追风号”的机翼选用了技术成熟的AG系列翼型组,即从翼根到翼尖的翼型分别是“AG455ct”、“AG46ct”和“AG47ct”。

为了精确制作机翼翼胚(内核),模友尝试过不同的方法,大致分三种:“CNC热切割”、“重力切割”和“圆心切割”。三者基本原理相同,都是靠电热丝通电发热来熔化泡沫塑料,从而切割成型的。但由于加工机构的差异,它们的适用范围不同。

“CNC热切割”的切割过程由计算机程序辅助完成(图25)。只要输入翼型数据,设置好切割的温度、速度和热补偿量,就可轻松得到一批高精度成品(图26)。这种方法在很大程度上提高了模型制作的效率,只是前期投入过大,因此仅适用于少数发烧友加工或大批量生产。

“重力切割”比“CNC热切割”简单,电热丝由重物牵引,沿翼型模板进行切割(图27)。只要做出机翼翼端和翼根处的翼型模板,并控制电热丝的行进速度使其在机翼各处同进同出,就能得到较为精确的成品(图28)。“重力切割”是一种成本较低廉的切割方法,广受DIY爱好者的青睐,也被称为“机械CNC”或“半自动CNC”。

“圆心切割”是这些方法里最容易掌握的一种。只要将电热丝一端固定在某点,另一端沿模板切割泡沫,就能得到翼胚成品。但此法只能用于制作小梯度的梯形机翼,不然定点就得设在无穷远处。

机翼的翼胚切割好后,还需进行外形的修整及打磨(图29),以确保其表面没有留下挤塑板的高温熔渍,利于之后进行的玻璃布粘接工作。

接下来制作机翼的插接装置。为方便起见,先用水笔在翼胚上画出插接装置的位置(图30),并用锋利的刀具沿线切下(图31)。然后在插接块的侧面画出空心碳杆的预安装位置(图32)。直接将碳杆嵌入翼胚后(图33),才发现尽管挤塑板的抗压性能出众,却完全承受不了机翼连接处的复杂应力。于是又加装了上下桐木梁装置(图34)作为硬性连接,通过增大接触面积的方式既固定了碳杆的位置,又保证了插接装置的效用(图35)。桐木梁装置做好后,可用少许泡沫胶将其初步固定在机翼翼胚内,并做一次插接装置的预组装(图36)。最后对机翼翼胚的舵角安装位置做一次预加强(图37)。

下一步要在机翼翼胚上粘接玻璃布。先展平厚度为0.06mm的玻璃布,将机翼翼胚置于其上(图38),然后按照其大小沿45°方向裁剪出蒙皮。再用类似方法裁剪厚度为0.2mm的PVC胶片。机翼前缘处可预先粘接一条45°方向的玻璃布(图39),以保证边角处的服帖。

接着将蒙皮时需用到的工具一一摆放在工作台上。工作台面应先垫一层废塑料薄膜以防被污染。用双面胶让碳纤维加强件——翼梁与机翼翼胚紧密贴合,同时参考SuperGeeⅡ的机翼图纸用45°方向的玻璃布做局部加强(图40)。

用天平精确调配好树脂胶(图41),然后开始蒙皮的涂胶粘接工序。整个操作过程都要戴上手套,并从调胶时开始计时(图42),以保证在树脂胶流动性变差前完成这一工序。因为涂胶粘接工作只能一次性完成,所以在开始前最好现在脑海中过一遍具体步骤,以免在实际操作过程中手忙脚乱。

先将搅拌好的树脂胶均匀地倒在玻璃布上(图43),用刮板或电话卡等工具让每一个地方都得到浸润。然后用刮板刮除多余的胶,以增大蒙皮的纤维比重。机翼前缘和后缘处的树脂胶多留一些,以继续浸润翼胚前缘的预加强玻璃布,并确保翼胚后缘与蒙皮结合紧密,不会出现分层的情况。翼梁处多上一些树脂胶,待其渗进碳纤维后刮除多余胶,以翼梁完全浸润树脂胶为宜(图44)。上完胶后,剪掉边角处多余的玻璃布。再将上下两片PVC胶片合在翼胚蒙皮上,并整体小心地放入真空袋中,抽真空等待其固化(图45)。不难发现,原来并不平整的翼梁此时已被紧紧地贴合在翼胚上(图46)。(未完待续)

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