适合小场地飞行的P3T飞翼模型

时间:2022-06-16 08:06:32

随着我国城市化进程的不断推进,在北京、上海等大城市里已很难找到适合飞遥控模型的场地了,甚至在中小学校园里也少有足够大的操场供学生试飞。如何在这样的不利条件下坚持开展好中小学生的航模科技教育,成为很多基层航模辅导员的心病。

这里向大家介绍一款适合小场地飞行的遥控三角翼模型滑翔机。它尺寸小、重量轻,与相似尺寸的常规布局模型飞机比较,其升力面积更大、重量更轻。因为采用了飞翼布局,没有机身、机头等复杂结构,所以它在飞行时不易撞坏或撞伤他物,相对比较安全。而且该模型利用固定在地面的弹射线牵引起飞,一名学生即可独自完成遥控飞行,放飞时也无需大范围跑动。这些特点都决定了P3T飞翼模型滑翔机非常适合在校园科技活动中普及。

下面介绍这款飞翼布局遥控三角翼模型滑翔机的制作过程。

笔者一开始选用了N60R翼型(即S型翼型),后来为了提高这款三角翼模型的滑翔性能,特意将厚度减少至原来的65%。在直角坐标系上绘制翼型图时,将Y轴按N60R翼型数据的一半进行标绘就可得到P3T的翼型;如果用专门的计算机软件绘制,则直接按P3T的翼型数据输入参数。试飞时发现,这种改良翼型确实起到了减小迎面阻力、增加飞行速度的作用。

根据三视图,笔者用3mm桐木片削出了5组不同大小的翼肋。之所以采用了相对较厚的木片,是因为翼肋在翼型的厚度减小后需要加强,且可在使用热缩膜蒙皮时更好地保持机翼外形。

机翼的后掠角为30°,且在与机身连接处有2°左右的上反角。具体制作的方法是:先将翼肋凸面朝下平放在工作台上,保持30°的后掠角搭接好翼梁和前、后缘;然后将搭建好的左右机翼的上表面保持在同一水平线上,很自然地向上收拢将两者连接起来。翼型变薄后,其翼尖部分因翼肋过薄而难以在同一垂直面内安装2根翼梁,因此在搭建时特意将它们错开了。实践证明这样做基本不会影响机翼的抗扭刚度。

出于强度方面的考虑,模型的主要部件都采用了桐木片或桐木条来制作。由于没有机身和尾翼,因此整架模型的制作有点像一般木结构模型的机翼制作。为了安装弹射钩,笔者特意在机翼的中轴线上增加了一块10mm宽的桐木片,以保证模型在弹射起飞时不会拉坏机翼结构。整体木结构骨架做完后,在其上蒙了一层热缩膜。弹射钩用常见的塑料舵脚改制,并用螺钉固定在机翼中轴线的桐木片上。

接着用挂历纸在机翼两翼尖添加双垂直尾翼,并用桐木片在机翼后缘添加2个副翼。在遥控设备的选用上,笔者本着尽量轻的原则选择了小型的接收机和220mAh电池。最终做好的模型总重仅为69g。

通过副翼上的2个4g微型舵机对模型遥控。将2个舵机分别设置在遥控设备的第1、第2通道,利用遥控器的混控功能对副翼进行操纵:对1通道施加命令时,两副翼以相反方向上下翻转,飞翼完成偏航动作;对2通道施加命令时,两副翼以相同方向上下翻转,飞翼完成俯仰动作。2个舵机相互配合可完成左转、右转、前倾和后仰4个动作。

模型的试飞分两步进行,先做手掷试飞,然后做弹射牵引线组的试飞。

在手掷放飞前,先将模型重心调整到机翼中间翼肋的35%弦长处,并让副翼后缘适当上翘1~2mm。放飞时用手指轻捏弹射钩,把模型向前方平行投出。根据常规经验,从模型的飞行轨迹来判断它是否有“头轻”或“头重”的问题,再进行细微调整。需要注意的是,因为这架模型的飞行速度相对较快,所以手掷投出的速度不能太慢,力量也不能太轻,不然模型无法正确进入滑翔状态,也就无从准确判断其飞行状态。重心位置调好后,如果模型出现轻微的“头轻”或“头重”现象,可使用遥控设备的微调拨钮进行调整。

经手掷试飞和调整后,模型就可以进行弹射牵引线组的试飞了。弹射牵引线组由橡筋和尼龙线构成,小场地飞行时可使用20g橡筋(4根2m长、1mm×2mm截面的橡筋)搭配15m长的尼龙线。先在一个固定环中穿过4根橡筋,然后将改锥放进固定环并插入地面。在橡筋的另一端连接尼龙线,并于线的尾部绑上一个“8”字环用于挂弹射钩。“8”字环附近还要系上一个小的彩色绸布条,以便观察模型的挂钩和脱钩状态。

试飞时用固定环将弹射牵引线组的橡筋端固定在地面上,将“8”字环挂上模型的弹射钩。试飞人员手握模型往顺风向后退,在明显感到橡筋拉力后保持模型抬头姿态并向上投出。模型在橡筋拉力的作用下初始会迅速升高,到一定高度时开始低头。此时利用遥控器推杆将机头放平,模型脱钩即进入滑翔。

通过弹射线组放飞模型,操纵手无需助手就能顺利牵引其起飞。如果想增加模型的飞行高度,可将尼龙线加长。经试验,50m尼龙线需与30g橡筋配合,能把模型牵引到40~50m的高度。由于起飞范围可控,又可遥控飞行,因此这架飞翼模型在校园里的飞行效果十分理想。

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