水机“北极星”的制作

秋高气爽的季节，在河边操纵水机飞行是一件十分惬意的事，于是笔者决定做一架水机。经过比较后，最终选择了一款叫“北极星”的模型飞机。它为三角翼布局，飞行阻力小、速度快。

比较常见的水机有电动和油动机两种，由于本人偏好油动固定翼，且手头有闲置二冲程发动机，因此确定将“北极星”做成油动木质机，翼展为950mm、机长1230mm，使用36级二冲程模型发动机，这样能兼顾尺寸和性能，不仅携带方便，而且翼载荷也不大，容易操控。

一、绘制图纸

笔者没有现成的制作图，于是用网上找到的一张图片格式的粗略图纸作参考，自绘CAD制作图。

将粗略图纸导入CAD软件中，缩放比例后，描出俯视图和侧视图轮廓（图1）。因为该机的机身剖面是矩形，所以根据俯视图和侧视图便可画出机身隔板。隔板尺寸确定后，再画机身侧板、隔板卡口和舵机安装板等（图2）。

这架水机的发动机装在垂尾上，发动机架将其一分为二。笔者将发动机架上方的垂尾和平尾都设计成平板翼型，这样绘图和制作都相对简单。发动机架下方的垂尾因要连接机身和发动机，受力较大，所以需做出翼型，以增加强度（绘制翼型用到了ProfiliV2翼型软件，方法与绘制机翼翼型相同）。

机翼尺寸确定后，用ProfiliV2翼型软件导出CAD格式的翼肋。先打开软件，在界面处选择“翼板管理”，创建新的翼肋板后（图3），再输入翼根、翼尖和机翼长度等综合数据，点击”应用”按钮，软件就会自动生成机翼形状（图4）。

点击下一步，设置翼肋数量，软件会根据设置的翼肋数量和间距自动调整。接下来进入翼型选择（图5），笔者选择了Bell 540翼型，它的中后部是平直的，方便后期制作。

继续点击下一步，设置蒙皮厚度为全弦长蒙皮；然后设置前、后缘类型，笔者选择矩形前缘和组合型后缘；再点击进入翼梁设置（图6）。添加上、下翼梁 ，输入尺寸和安放位置数据后，软件会自动显示其位置，十分直观，若数据不合理还可直接修改。

将画好的机翼工作图和翼肋生成CAD格式（图7）重新编辑后，就可以用激光机切割了。

二、制作模型

1.机身

首先用激光机切割出机身各部件，然后将层板加强条和轻木三角条粘贴在侧板上。为方便弯曲，在轻木三角条上，每隔3mm用美工刀切出一个小口（图8）。接下来将舵机安装板与2块侧板固定在一起，检查无误后涂胶（图9）。

待胶固化后，先将机头粘好，再按相应位置粘接其他隔框（图10）。

在机身上、下表面蒙上2mm轻木板（木纹方向垂直于机身），胶干后将上表面棱角打磨圆滑，下表面不打磨。机身蒙板完成后，将座舱切下来，用2mm层板沿其边缘做出加强板（图11）。

2.平尾和垂尾

把图纸平放在桌面上，表面铺一层保鲜膜；将尾翼木条按图纸摆放在保鲜膜上，用大头针固定好后点胶（图12）。待胶干后蒙一层1.5mm厚轻木板并打磨圆滑，平尾和上垂尾就做好了。

由于发动机架安装在下垂尾上，因此对其强度要求较高。笔者采用了轻木翼肋加层板蒙板的结构，并将这部分翼肋在最厚处切开分两部分制作，分别起整流作用和加强作用。

首先将后部翼肋用层板蒙板，并且与发动机相接的最顶端翼肋粘层板加强，并在上面埋入一颗3mm爪牙螺母，用于后期固定发动机架（图13）。

同样，将前部垂尾上与发动机架相接的第一片翼肋也用层板加强，埋入一颗3mm爪牙螺母，然后粘到已做好的中后部垂尾上。其他前部各片翼肋及前缘按顺序粘好（图14），并在各翼肋中间位置挖孔粘一个细纸筒，用于穿过延长线。处理完后，在前部垂尾上蒙一层1.5mm厚的轻木蒙板。

3.发动机架（含油箱舱）

防火墙用3层2mm的层板制作。首先在层板上涂抹树脂胶，然后用F夹夹紧等待固化。胶干后挖好出油口待用。

油箱舱外部需要打磨整形，因此材料为较软的轻木，内部用层板加强。二者间涂树脂胶粘接。油箱舱和防火墙粘接后组成木箱结构（图15）。在油舱箱上部粘贴好木片后，先用美工刀粗削再用砂纸板细打磨至圆滑。箱式结构后部暂不封堵，以方便安装油门舵机等零件。在防火墙上用笔画出发动机合适的安装位置后挖孔，并调试修整至合适状态（图16）。

发动机架和垂尾间用螺丝试连接，将升降舵机延长线穿好并检查无误后涂抹树脂胶并紧固螺丝（图17）。方向舵采用常规的构架蒙板形式制作，粘贴好后将表面打磨平整光滑。

4.机翼

将图纸平放在桌面上，表面铺一层保鲜膜；用大头针固定住主梁，然后在上面依次摆放好翼肋，检查无误后用胶粘接（图18）。笔者选择的Bell540翼型中后部平直，制作起机翼来较方便。

按同样方法做另一侧机翼。由于该机翼展弦比小，对强度要求不高，因此笔者在粘贴腹板时隔一个翼肋粘贴一片，以减轻重量（图19）。左右机翼通过碳杆连接，并用层板加强（图20）。

蒙板时，先后缘再前缘。在这一工序中，笔者喜欢用直尺取直，保证完工后的机翼前、后缘笔直不变形。翼肋上、下端也要贴上相同厚度的窄轻木片，以增大与蒙皮的接触面积，并有利于保持翼型（图21）。接下来用构架蒙板方法制作副翼。注意安装舵角处要用木块加强，在与机翼相连的地方打磨出合适的斜面。

机翼完成后，根据翼型做出机身上盖板待用。

5.机身防水处理

由于本机级别不大，防水处理不能增重太多，因此笔者决定只给机身和浮筒用685聚氨酯清漆做防水处理。685清漆属于树脂性漆料，重量相对较轻且防水效果不错。

把清漆、固化剂和香蕉水按1：1：5比例调均，在机身内部薄薄地刷2遍，然后埋入塑料管，以方便穿插钢丝拉杆和舵机延长线（图22）。

将机身外部、垂尾和发动机架也刷2遍清漆。待漆干后称重，较之未刷漆前，模型增重了30g，较理想。

6.组装

由于发动机置于垂尾上，连接较复杂，因此笔者决定先组装各部件后再为模型蒙皮。垂尾与机身使用树脂胶粘合，以使其足够结实。

各部件初步组装好后，开始做一些小部件。首先是翼尖浮筒，将两片切好的浮筒侧板粘在翼尖相应处后蒙板，形成一个密封的气室（图23）。接下来做机翼边条，将一小条木片切成前窄后宽的梯形形状，粘在翼根前的机身上，并与机翼前缘相接（图24），然后在上面蒙2mm轻木板，打磨光滑（图25）。

水机机身的断阶、翼尖浮筒和机尾是容易损伤的地方，需要用玻璃布加强。将玻璃布平铺在加工面上，用刷子均匀涂上添加了透明固化剂的树脂胶即可。如果涂抹的树脂胶过厚，可边吹风边用纸巾粘掉多余树脂（图26）。

至此机体大体组装完毕（图27）。

7.蒙皮

正式开始蒙皮前，先在边边角角等不好蒙的部位烫上一条蒙皮作过渡（图28）。处理好后，再蒙其他地方（图29），笔者的这架模型的蒙皮是经典的上白下红，在空中容易分辨姿态。蒙皮时要注意，上面的蒙皮要压住下面的，这样才不易被气流吹开。

接下来给“北极星”做美化图案。先用纸板做出模板，切出对称的各色蒙皮，然后将它们蒙在机身上（图30）。

8. 安装其他部件

笔者用自行车的闸线钢绳做拉杆，与舵角相连的一端通过一根铜管灌注焊锡后与螺纹丝杆相连；与舵机摇臂相连的另一端在穿入塑料管前镀一层焊锡，使钢绳硬化，防止摇臂摆动时弯曲。

穿钢绳前，先用大号注射器往塑料管内注入一定的黄油或稠度较大的油（图31），以防水顺管流入机身。

装配好的设备舱也要做防水处理。在舱盖周围涂抹适量的704硅胶后，蒙上一层保鲜膜，盖上舱盖，待胶干后揭掉保鲜膜，便可形成密封性良好的软胶层。

在4个小木块上分别装上反抓螺母后，把它们固定在油箱舱内（图32）；接下来在水平安定面相应位置上开4个与反抓螺母相对的孔，然后用螺钉将平尾固定在机体上（图33）。同时将发动机架上方的垂尾固定好。

试车时发现，笔者使用的三叶36级二冲程发动机低速时震动较大，于是便在发动机架处用钢绳拉了2条张线（图34）。

三、试飞

因为该模型的发动机后置，所以尽管设备已尽可能靠前安置，但仍需配重才能飞行。最后模型的起飞重量达到2050g，翼载荷为59g／dm2。

操纵模型在水面直线滑行时效果较好（图35），于是推大油门，待模型滑行了10余米,速度提高后拉杆起飞。模型在空中绕了几圈航线后，开始减速降落，最终平稳着水。

这架“北极星”模型飞机飞行时纵轴较灵活，滚转速度快，因此其转弯半径要大，否则易失速；另外该机降落时需要有一定的速度，比较适合中级水平的爱好者。