遥控手掷模型滑翔机训练与竞赛浅谈

时间:2022-09-03 10:36:44

遥控手掷模型滑翔机训练与竞赛浅谈

一、项目及竞赛规则简介

遥控手掷模型滑翔机常被模友们称为DLG(Discus Launch Glider),由操纵手通过固定在模型机翼上的手柄销抛掷升空,依靠作用在机翼上的空气动力产生升力滑翔飞行。这种模型滑翔机没有动力装置,依靠地面操纵手用无线电遥控器操纵控制飞行。由于其兼具模型飞机翱翔蓝天的魅力和一定的锻炼身体的作用,因此受到越来越多航模爱好者的青睐,参与者日渐壮大,几乎遍布各年龄段人群。

在国际航联(FAI)的竞赛项目中,遥控手掷模型滑翔机编号为F3K。国际级比赛中,F3K标准竞赛机要求机翼翼展不超过1 500毫米,比赛则可选取多种不同课目进行。有关F3K项目基本内容及各课目比赛规则,可参阅《航空模型》2008年第12期《模型滑翔机系列讲座(10)》一文。

在中国航空运动协会的竞赛项目中,遥控手掷模型滑翔机编号分别为F3K(全国锦标赛项目)和P3K(全国青少年锦标赛项目)。P3K项目规则要求参赛机翼展不大于950毫米,F3K项目则执行与国际比赛相同的标准,即要求参赛机翼展不大于1 500毫米。

目前,国内P3K/F3K比赛的课目及轮次相对固定,均进行两轮比赛。每轮比赛需完成3次飞行,经分组后多位选手同时上场比赛,并由执行裁判统一发出开始和结束信号。每次飞行开始信号发出后5秒内,各位选手必须将模型发射(投掷)升空(即倒数5、4、3、2、1口令结束前将模型掷出)。开始信号响起比赛即开始计时,至模型着陆结束计时,最大测定时间分别为120秒(P3K项目)和150秒(F3K项目)。比赛成绩按每秒换算为1分计算。若模型超过最大测定时间着陆,则每超过1秒扣1分(不计小数)。首次飞行结束信号响起,选手们有60秒准备时间。60秒后开始第2次飞行,随后按相同的程序进行第3次飞行。3次飞行结束即表示此轮比赛结束。

每次飞行结束,选手必须操纵模型降落到指定的着陆区内才有分数,否则该次飞行计为0分。着陆区为事先划定的30米×20米的矩形区域(图1)。为避免相互干扰,不同号位的运动员先分散站在着陆区附近掷出模型,随后即可离开起飞号位(图2)。若要用手捕获降落的模型,应在着陆区内进行,否则将被认定为模型未落入着陆区。运动员最终成绩为两轮换算分数之和。

二、模型的安装与调试

开始进行遥控手掷模型滑翔机训练之前,首先应当完成模型的组装与调试,这也是快速提高投掷及操纵水平的前提(图3)。对初学者而言,若本身具备较强的动手能力,可通过相关模型杂志及国内外遥控模型滑翔机专业论坛学习借鉴装机实录,在充分了解装机流程及工艺后再进行安装。

根据笔者的经验,通常组装一架复合材料遥控手掷模型滑翔机需经过以下流程:对接机翼安装副翼舵机对接机身组合尾翼组与机身安装尾翼组舵机安装手柄销组合整机。《航空模型》2011年第9期《DLG模型滑翔机的组装与调试》一文详细介绍了其安装过程,本文不再赘述。

整机组装完成后,应仔细检查模型各部件的牢固度及舵面动作顺畅度。尤其要注意手柄销是否与机翼紧密结合、主翼与机身间的连接螺丝是否拧紧、各连杆与舵角是否松垮、接收机电池电压是否正常等。

只有做好详尽的检查,方可进入模型滑翔机外场设置与调试阶段。根据平时积累的一些经验,笔者建议调试模型时应遵循以下步骤进行。

1. 检查并调整模型重心位置

电子设备安装完成后,首先应检查并调整模型的重心位置。通常,模型的设计者都会给出重心位置距机翼前缘的最佳距离范围。运动员需根据该位置移动机身内部接收机电池及接收机的位置或通过在机头、机尾增减合适的配重进行调整(图4)。

2. 设置各舵面最大行程

在遥控器上设置各舵面最大行程前,先应设置好各舵面的正反向,并使各舵面归中,之后再对各舵面的行程进行调整。襟副翼舵面最大向下行程(最大偏转位置与中立位置间的夹角)一般为45°~60°,最大向上行程约为30°~40°。升降舵舵面最大上、下行程约为30°,方向舵舵面最大左、右行程约为30°~45°。

3. 设定不同飞行模式下的舵面位置

各飞行模式的设置重点在于改变襟副翼舵面位置,以达到改变机翼翼型的目的,进而使模型达到不同的飞行效果。飞行模式的设置一般分为发射(投掷)模式、速度模式、巡航模式、热气流模式及降落模式等。

(1)发射模式分为普通模式和预设模式(Launch Present)。

在普通模式下,通常是将机翼的左右襟副翼舵面上翘1~2mm(在翼根位置)、升降舵舵面上翘1~2mm,以起到降低模型发射阻力、提高投掷高度的效果(图5)。这种模式的发射动作称为“高射”,有利于身高臂长但力量相对薄弱的运动员发挥其速度优势。

预设模式则是一种相对复杂的发射模式。设置时,应将襟副翼下放2~3mm、升降舵舵面上翘2~3mm。此外,还要将发射模式开关调整为弹簧复位式开关。发射时,操纵者在转体开始前应先按住开关,待模型出手以较大角度爬升时再松开,使其切换为速度模式。相比普通模式,此模式下的发射动作称为“平射”,有利于力量型运动员发挥其力量优势。操纵者在完成发射转身动作时,能最大化地提高模型的发射角度。

(2)速度模式的作用在于使模型获得较大的滑翔速度,使其能在空中快速移动。一般在摆脱下降气流和快速进入上升气流团时使用(图6)。设置该模式时,通常使两襟副翼上翘约1mm、平尾则维持中立位置。

(3)巡航模式在于降低模型的飞行速度,使其以较小的飞行速度获得较长的留空时间(图7)。一般在静气流或气流相对稳定的条件下开启该模式。开启后,操纵者会明显感到模型飞行速度放缓、机头轻微抬起。设置时,一般将襟副翼下放1~2mm、平尾维持中立位置。

(4)热气流模式通常在模型遇到明显的上升气流或进入小热气流团时使用。该模式能明显增大模型的升力,有助于模型在气流团内盘旋时快速上升(图8)。设置时,通常将襟副翼下放3~5mm,并将升降舵下放1mm做补偿,以防模型过度抬头导致失速。

(5)降落模式的作用是使模型在降落时明显减速,减轻落地时受到的损伤,且便于操纵者手接模型或再次快速发射,亦可在比赛时起到辅助精确控制模型留空时间的作用(图9)。设置时,一般将襟副翼下放45°~60°,同时升降舵应下放3~5mm做补偿。

4.试飞

各种模式下的舵面位置都调整到位后,才能开始试飞。试飞应在静气流环境下进行,以排除乱流对模型姿态的影响。试飞时,首先进行平抛测试(图10)。用手抓住模型机身重心处奋力水平掷出,而后检查各模式下模型的飞行姿态。开启发射模式时,模型出手后轨迹应为平飞略微抬头。开启速度模式时,模型在不加控制的情况下轨迹应为轻微低头,速度也较其它模式快些。而在热气流模式下,模型滑翔速度应小于巡航模式。在测试降落模式时,应进行多次试飞,调整升降舵的补偿量,使模型在开启该模式后能平飞或略微低头为宜。

三、发射动作及其练习方法

遥控手掷模型滑翔机的训练关键主要有两个方面:一是在建立良好的发射动作基础上正确发力,二是在提高发射高度的基础上提升操纵水平。

模型发射动作虽类似掷铁饼,但又存在很大不同。发射动作的练习应循序渐进,动作由慢到快。初步练习应以建立标准发射动作为基准。

较规范的发射动作分为预备动作和正式发射动作。以左手持控(遥控器)为例,预备动作的要领如下:操纵者面向上风区左脚在前,右脚在后站立。用右手食指和中指的第二关节处贴紧手柄销(又称发射钩),第一关节略微用力钩住手柄销(切忌手指过度用力夹住手柄销)。此时,操纵者面向上风区,右手钩住模型飞机,模型翼尖着地并处于操纵者身体右侧后方。右手手臂应尽量伸直并向身体后侧延伸。持控的左手手臂应握紧遥控器向后伸直对准上风区,并与地面平行(图11)。做好预备动作后,接下来进入正式发射动作。

正式发射动作的分解同样以左手持控为例(图12)。操纵者左脚先向前跨出一小步,紧跟着右脚向前迈出;而后左脚向左前方45°跨出较大一步;随后以左腿为轴、右臂带动模型旋转的同时,右脚跟随向同一方向跨出并扭动;当右脚站稳并朝向下风区时,再以右腿为轴,用力扭动腰部及右臂,带动模型绕右腿逐渐加速旋转;之后左脚逐渐转动并跨向上风区,待左脚站稳,右臂带动模型继续加速;当操纵者再度面对上风区且右臂与胸部处于同一直线时顺势大力掷出模型;模型脱手而出后,右臂在惯性下收至胸前(图13)。出手时,模型与地面的发射夹角约为45°。若采用左手发射,动作则与上述要领相反。

通常,模型出手后应以70°~80°角爬升,操纵者可根据模型的爬升姿态对发射模式下的升降舵补偿量进行适当修正(图14)。适宜的爬升角度能明显增加模型的发射高度。若出手后模型出现左右轻微偏航,则可通过修正起飞模式时左右副翼的偏移量或方向舵进行改善。

刚开始练习发射动作时,切忌发力过大或速度过快(易导致动作变形),只有通过不断的训练才能找到模型出手的合适状态。整个发射过程的关键在于脚步的连贯性与身体的协调性。手臂在整个过程中应当伸直,这样既有利于发力,也能防止模型出手时偏航。由于脚步的稳定是发力的前提,因此在模型脱手之前,身体重心应尽量放低,千万不能跳起。待发射动作逐渐正规成熟后,再渐渐发力并加上助跑,找到符合自身特点的合适的发射动作。

在练习发射动作的同时,操纵者还可以辅以力量及速度练习,具体练习方法详见《航空模型》2012年第7期《F3K模型滑翔机抛甩训练浅谈》一文。

四、操纵及气流判断技巧

遥控手掷模型滑翔机运动的魅力不仅在于挑战模型发射高度极限,更在于体验操纵模型在气流中滑翔的乐趣。想要增加模型飞行时的留空时间,操纵者就必须掌握细腻的操纵手法,并具备感知和利用上升气流的能力。

练习时,操纵者首先要能清楚地分辨模型在不同高度和位置时飞行及盘旋的姿态(判断模型状态的基础);进而还要做到模型无论在何处盘旋,都要平稳而顺滑、不出现波状飞行状态;同时能感受模型速度和姿态的细微变化。

当模型升空后,若不了解场地周边的气流情况,应先操纵模型在较大空域范围内盘旋飞行,实地探测场地气流状况。只有了解了整个场地的气流分布情况,才能确定合适的策略加以应对。

当模型进入上升气流后,一般会先出现抬头爬升、继而机尾翘起的现象。此时模型会整体向上升,有别于模型平飞时抬头失速。而当气流足够强时,模型甚至会突然小幅跃升。因此,一旦判断模型遇到上升气流,操纵者不应习惯性地推杆改平。只要模型整体高度不变,待翘尾发生时开启热气流飞行模式,模型就会开始盘旋上升。有时,模型在飞行中会出现一侧机翼上浮的情况。这一侧既可能存在上升气流,也有可能是乱流。此时,应当操纵模型盘向机翼上浮一侧感受气流状况。若模型被托起,说明该侧存在上升气流,应及时操纵模型盘旋上升;否则即为乱流,应操纵模型恢复原航线飞行(图15)。

当模型遇到下降气流时会整体下降,渐渐损失高度。遇到此种情况,操纵者应开启速度飞行模式,使模型尽快离开下降气流区域。具体可采取加速向前穿过或左右盘旋的方式。

此外,在大风天飞行时,为提高模型的稳定性和穿透性,应当在模型重心位置增加适当的压舱配重。重量则要根据风力大小在训练中摸索。在大风天若对模型高度和气流情况判断不足时,应尽量避免操纵模型飞向下风区,以保证模型有足够的高度和速度返回着陆区。

五、竞赛策略

无论是国内比赛还是国际大赛,运动员都要与助手密切配合,制定良好的飞行策略,这样才能提高比赛成绩(图17、图18)。

比赛中,正式发射信号开始前的准备时间至关重要。在这段时间内,运动员应选择合适的发射站位、观察风向和空中气流情况、做好发射前的最后准备、检查遥控器是否已开启发射模式。当模型升空后,助手应配合运动员观察空中其他模型的飞行情况,引导运动员操纵模型向气流状况较好的区域飞行,并及时报告飞行时间。在临近着陆时间(最大测定时间)时,助手应进行倒计时读秒,在协助运动员转移到着陆区附近的同时观察着陆区上空其它模型的进场情况,避免本队模型与别队运动员或模型相撞。

以上是笔者在遥控手掷模型滑翔机项目训练中积累的一点经验,希望对读者有所帮助。不尽之处,恳请批评指正。

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