航空模型制作入门_《航空模型制作入门》编写组编.pdf

1前言航空模型的历史悠久，它是伴随着人类航空事业的发展而产生的。在人类发明各种飞行器的过程中，许多探索者都首先用模型来代替需要冒生命危险进行的飞行试验。而事实上，在整个人类航空事业的发展历史中，航空模型起到了不可磨灭的作用。直到现在，任何一种航空器的设计和制造，都是从制造和试验模型开始着手的。例如，把新设计的飞机制成模型，放在一种专门的试验设备 “风洞”中进行吹风试验，从而测量出各种数据。根据这些数据就可计算出要制造的大飞机的性能。而这种“风洞”试验，几乎已成为现代飞机设计中不可缺少的环节了。自从世界上第一架飞机出现后，以各种航空飞行为主要内容的竞赛运动逐渐兴起，其中就包括航空模型运动。航模运动是一项很有意义的运动，它融合科技、竞技、娱乐为一身，深受各年龄段人群的喜爱。对于青少年来说，它更是一项很流行的运动。青少年积极参与航空模型活动，还可以扩大青少年的知识领域，激发广大青少年爱科学、讲科学、用科学、钻研科学的热情，从小培养分析问题和解决问题的能力。航空模型活动的内容丰富，形式多样。通过学习航空发展史、一般航空基础知识和飞行原理，可以使少年儿童了解一些航空科学基础知识，了解空气动力学、飞行原理和驾驶飞机的基本知识，从小打下比较扎实的数理化知识基础，以便将来进一步学习。航空模型活动的内容是军事性质的，活动方式是群众性的，非常适合2青少年的特点，是一项适合在青少年中广泛开展的活动，因此要面向青少年，介绍航空科学技术知识。本书即是这样一本入门级的航空模型制作书籍，全书主要针对目前航空运动竞技赛事，介绍了一些比较简单的初、中级模型飞机的基本概念、制作方法、放飞调整方法以及最简单的设计改进方法，目的在于为广大航模爱好者提供一个入门的途径。书书书1ContentsContents目 录航空模型概述模型飞机的种类1模型飞机各部分的名称及名词解释6飞行原理简要介绍空气流动时的两个特性9飞机的升力10飞机的阻力14飞机的平衡与稳定性17航模制作基本工艺与技能常用工具的选择和使用24常用材料的性质和选择28认识简单的制作图33手掷模型滑翔机手掷模型滑翔机的制作35如何提高手掷模型滑翔机飞行成绩46弹射模型滑翔机弹射模型滑翔机简介49制作材料和方法50调整和试飞58一级牵引模型滑翔机一级牵引模型滑翔机的制作67一级牵引模型滑翔机的调整试飞73二级牵引模型滑翔机二级牵引模型滑翔机的制作79牵引模型滑翔机的飞行调整93非正常的飞行情况的原因及调整方法100有关牵引模型滑翔机的装置和上升气流105初级橡筋动力模型飞机初级橡筋动力模型飞机的制作117调整和试飞121檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨2橡筋直升模型飞机橡筋直升模型飞机的制作123调整和试飞126橡筋伞翼模型飞机伞翼模型飞机的特点127模型飞机的制作129模型的调整和试飞131延长留空时间的方法134室内模型飞机机翼的制作136机身和螺旋桨的制作139总装141室内模型飞机的调整试飞141线操纵模型飞机线操纵模型飞机简介145特技模型飞行原理与制作148模型的调整与飞行165模型的维护与修理182遥控电动模型飞机遥控电动模型飞机的配件185遥控电动模型滑翔机187遥控电动特技模型飞机193螺旋桨的制作196电机和设备的维护200檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨书书书1航空模型概述什么是航空模型?一般认为凡是不能载人、符合一定技术要求、重于空气的飞行器都可称为航空模型，实际上是对各种航空器模型的总称，主要包括模型飞机、模型火箭及其他模型飞行器。模型飞机的种类模型飞机的种类有很多。总的来说，在我国常见的有自由飞、线操纵、无线电操纵和像真模型飞机 4 大类。自由飞模型(1)弹射模型滑翔机 利用橡皮筋的弹力，把模型送上天，当弹力逐渐消失后，再转入自由滑翔飞行。如图 1 1。图 1 1弹射模型滑翔机2图 1 2手掷模型滑翔机(2)手掷模型滑翔机 依靠运动员手臂的力量将模型送上天，然后再转入自由滑翔。如图 1 2。(3)牵引模型滑翔机 依靠人的牵引力，把模型牵引上天，然后脱钩，模型进入自由滑翔飞行。如图 1 3。图 1 3牵引模型滑翔机(4)橡筋动力模型飞机 以橡筋的扭力作为动力，带动螺旋桨旋转，产生拉力，使模型飞机上升，然后模型进入自由滑翔飞行。如图 1 4。图 1 4橡筋动力模型飞机(5)活塞式自由飞模型飞机 以一台活塞式内燃机为动力，内燃机在规定的工作时间内，把模型迅速拉上天。发动机停车以后，模型就进入自由滑翔，如图 1 5。3图 1 5活塞式自由飞模型飞机图 1 6室内模型飞机(6)室内模型飞机 这是一种特种的模型飞机，它总共只有 1 3 克重，相当于一支香烟的重量。模型是以橡筋为动力带动螺旋桨旋转，在室内平稳而缓慢地飞行，每秒钟只前进几百毫米，但它可以在空中飞行几十分钟。如图 1 6。(7)直升模型飞机 它以橡筋或内燃机为动力带动旋翼旋转产生升力，可以像真的直升飞机那样垂直上升、垂直下降。线操纵模型(1)线操纵特技模型飞机 以一台活塞式内燃机为动力，通过两根操纵线，操纵模型飞机作圆周飞行和做筋斗、“”字等各种特技动作。如图1 7。图 1 7线操纵特技模型飞机4(2)线操纵竞速模型飞机 它的动力和飞行方法与线操纵特技模型飞机相似，主要是用来竞赛速度。但只做圆周平飞，不能做特技动作。这类竞速模型飞机的速度可达 200 多千米/时。如图 1 8。图 1 8线操纵竞速模型飞机(3)线操纵小组模型飞机 由操纵员和机械员共 2 名运动员编成一个飞行组。它不仅要使模型飞得快，还要求以极快的速度着陆、加油、启图 1 9喷气式线操纵竞速模型飞机动发动机再重新起飞。(4)线操纵空战模型飞机 由 2 名运动员对阵，在同一个圈内飞行，以咬掉对方拖在模型尾部的彩带为目的。(5)喷气式线操纵竞速模型飞机 飞行方法与活塞式线操纵竞速模型飞机相仿，只是动力是一台小型的喷气发动机，这样飞行速度就大一些，可达300 多千米/时。如图1 9。无线电遥控模型飞机(1)无线电遥控特技模型飞机 是以活塞式发动机为动力，由地面的无线电发射机发出信号，经模型中载带的无线电收信机和随动器，使飞机按照地面的指令来飞行的一种模型飞机。它可以在空中作各种筋斗、5图 1 10无线电遥控特技模型飞机“”字、横滚等特技动作，如图1 10。(2)无线电遥控模型滑翔机 和牵引模型滑翔机的飞行方式一样，但它是依靠地面的无线电发射机发的信号控制模型滑翔机的姿态，如图1 11。图1 11无线电遥控模型滑翔机(3)无线电遥控模型飞机 是以活塞式内燃机为动力，带动旋翼旋转，使模型上升，在模型中安放无线电收信机和随动器，地面用发射机操纵可以使它在空中垂直上升、垂直下降、悬浮、前进和转弯等，如图1 12。图 1 12无线电遥控模型飞机像真模型飞机(1)线操纵像真模型飞机 与真飞机按比例缩小的，外形完全逼真的线操纵特技模型飞机。(2)无线电遥控像真模型飞机 与真飞机按比例缩小的，外形完全逼真的无线电遥控特技模型飞机。6(3)实体模型 与真飞机按比例缩小，外形完全逼真的飞机模型。除了上述分类，模型飞机根据比赛的项目不同分为竞时模型和竞速模型，在此不赘述。模型飞机各部分的名称及名词解释模型飞机各部分的名称及其作用模型飞机有简单，也有比较复杂的。从外形来分，一般是由 5 大部分组成(除火箭模型和直升模型飞机以外)，如图 1 13。图 1 13模型飞机各部分的名称(1)机翼 在一定的速度下，主要产生升力，克服重力，使飞机升空。(2)尾翼 包括水平尾翼和垂直尾翼，主要用来保持模型飞机的平衡和安定。垂直尾翼 包括垂直安定面和方向舵，主要用来保持或政变飞行方向。水平尾翼 包括水平安定面和升降舵。7a 水平安定面 保持模型飞机俯仰平衡和安定。b 升降舵 控制飞机平飞、上升或下降。(3)动力系统 产生拉力(或推力)，使模型飞机获得前进的速度。(4)起落架(或滑翘)供支撑模型和起飞、着陆用。(5)机身 是模型飞机的主体。把模型飞机各部分连成一个整体。模型飞机的设备、机构、油箱等，都安装在机身上。常用名词解释(1)机翼尾翼部分:如图 1 14。图 1 14机翼尾翼部分翼尖 机翼离机身最远的部分。前缘 机翼最前面的边缘。后缘 机翼最后面的边缘。翼型 机翼横切面的形状。翼弦 翼型最前面的一点至最后面的一点的直线距离。平均翼弦 机翼各处翼弦的平均长度。翼展 机翼左右翼尖之间的直线距离。包括穿过机身部分在内。8展弦比 翼展与平均翼弦的比值。投影面积 飞机翼在水平面的投影面积。包括穿过机身部分的面积在内。升力面积 包括机翼和水平尾翼的投影面积。瑏瑡上反角 机翼上反时，机翼前缘与水平面的夹角。瑏瑢安装角 机翼翼弦与机身基准线所成的夹角。瑏瑣迎角 机翼翼弦与相对气流所成的夹角。(2)机身部分及其他名词:如图 1 15。图 1 15机身部分基准线 假想通过机身的一条水平线。机身全长 机身最前端至机身最末端的直线距离。机头长 机身最前端至机翼前缘的长度。重心 模型飞机重力的作用点。飞行重量 模型飞机在空中飞行的重量。包括润滑剂、燃料在内。翼负荷 单位升力面积所负荷的飞行重量。单位:克/平方厘米。模型飞机 能够飞的模型。飞机模型 不能飞的模型。9飞行原理简要介绍是什么力量把飞机悬空托起来，使它自由飞翔呢?我们知道，人造卫星要在没有空气的高空运行，也就是在大气层以外运行;而飞机却不同，它只能在大气层里面飞行。也就是说，飞机是离不开空气的，还是空气产生的力量使飞机上天。空气很轻很轻，看不见，摸不着，但是当它以一定的速度流动时就产生风，风能产生相当大的力量，比如:刮大风时出门，不但撑伞困难，就是空手逆风而行，也感到很吃力。我们都有这样的体会:站在大风中，感觉有风从前面吹来;在无风的时候，站在敞篷卡车上，随着卡车的运动，也有大风迎面扑来。这是因为运动是相对的，人站着不动受到风吹和人在静止的空气中运动，实际上是一回事。飞机在空气中运动，也同样受到空气对它的作用力，这个力叫做“空气动力”。空气动力包括“升力”和“阻力”两部分，下面分别来讨论这两种力。空气流动时的两个特性(1)流经截面越小，气流速度越大。夏天，我们都喜欢坐在门口或窗口，因为那里风大，凉快些。为什么门口、窗口风大，而屋子里风小些呢?用嘴吹气时，把嘴抿得越小，吹出的气流速度就越大;哈气时，嘴张得很大，气流速度却很小，这又是为什么呢?10原来，空气流动时，有一个特点，就是管道越小的地方，流速越大。门窗比房间小，空气流过门窗时，比流过房间时速度就大些。吹气时，嘴抿得小，气流就以较快的速度流过嘴唇;而哈气时，嘴张得大，“管子”大了，气流速度就小了。这是气体流动的第一个特性。(2)气流速度越大，压强就越小。图 2 1吹纸实验接下来，我们做一个实验，准备一张 2 3 厘米宽，7 8 厘米长的纸条，用食指和大拇指捏住一端，靠在嘴唇下面，另一端自由地下垂，如图2 1 甲。然后用嘴吹气，我们看到纸条飘了起来，越是用力吹，纸条飘得越高，气一停，它就落下来了，如图 2 1 乙。纸条飘起来，说明纸条下面气体的压强比上面的压强要大，是这个压强差把纸条“托”了起来。为什么一吹气，纸上面的压强就会变小呢?这是空气运动的第二个特性:气流速度越大，压强就越小;反之，气流流速越小，压强就越大。概括起来，空气流过管道时，管径小的流速大，压强小;管径大的流速小，压强大。确切地讲，这里指的是静压强。这就是空气动力的特性。飞机的升力懂得了空气的这两个特性，就很容易了解飞机获得升力的道理。飞机也像鸟儿一样，有两个翅膀，叫做机翼。我们把机翼剖开来看个究竟，原来这个剖面是上凸下平的形状，如图 2 3。机翼的剖面叫翼型。这种上凸下平的翼型叫平凸翼型。11图 2 3机翼剖面形状平凸翼型是怎样获得升力的呢?空气流到机翼的前缘便兵分两路，如图 2 4。从图上可以看出，下面的气流，基本上没有受到机翼的影响，而上面的气流，却受到机翼弧形的影响，显得很拥挤，也就像“管子”小了似的，管径一小，流速就大，流速一大，压强就小了。这时，机翼就像我们吹纸条时一样，