1、飞机(jī)的平衡(héng)和稳定
(1)平衡(héng)
在天平的两边放上相等的(de)重物,则(zé)这个天平就处(chù)于平(píng)衡状态。在杠(gàng)杆的支点两边, 如果(guǒ)力和力臂(bì)的乘积(jī)相等, 则这个杠杆(gǎn)就平衡了,飞机的重心就(jiù)像杠杆(gǎn)上(shàng)的(de)支点,机翼和尾翼的升(shēng)力,像杠杆上的力。要想使飞机上(shàng)的俯、仰力(lì)平衡(héng),就必须(xū)使重心两端的力矩相等(děng)。即:A·a=B·b。我们在(zài)手投(tóu)滑翔(xiáng)调整所做成的模型飞机时,有时增加或减少机头的配重(chóng),这(zhè)就是在移动重心的位置(从而改变a、b的长度);调整机翼(yì)或尾(wěi)翼的(de)角(jiǎo)度(dù),就是(shì)在改变机翼或尾翼的升力(即改变 A 或 B 的大小(xiǎo)),最后达到A·a=B·b的结果。
(2)稳定。
模型飞机在飞行(háng)中(zhōng)会不(bú)断地受到来自各方面的干扰(rǎo)(如阵风和不(bú)稳定的气(qì)流等(děng)),破坏(huài)原来的平衡(héng)状态。如果在外来干扰消除后,模型飞机本身(shēn)有能力恢复到原来的平衡状态,这种能力就叫做模(mó)型飞机的(de)稳定(dìng)性(xìng)或安定性。
例如一个正立的不(bú)倒翁,外力使(shǐ)它偏(piān)离(lí)了(le)中立位置后,只要你一放手,它就会自己重新立起来。这就是具(jù)有稳(wěn)定性的不倒(dǎo)翁。如果把它倒立过(guò)来,只(zhī)要(yào)稍(shāo)有振动它(tā)就会倒下来(lái),这(zhè)就是不稳定的不倒翁。飞机上的重心位(wèi)置,机翼(yì)、尾(wěi)翼的形状,机(jī)身(shēn)的长度,以及机(jī)翼的上(shàng)反角等都对(duì)飞机的稳(wěn)定性产(chǎn)生影响。
例如,飞机的(de)尾翼,有时就像箭羽一(yī)样在保持(chí)着飞机的(de)航向(xiàng)或(huò)俯、仰飞(fēi)行姿态。飞机(jī)的(de)上反角也对(duì)飞机的横向稳定性有帮助(zhù)作用。
影响模(mó)型飞机的(de)稳定性的重要因素还有重心的(de)位(wèi)置和翼型的形状。概(gài)括地讲(jiǎng),重心(xīn)在模(mó)型上的相对位置越靠前、越靠下,模型的稳定性越(yuè)好。翼(yì)型的前缘半径(jìng)越大,中(zhōng)弧(hú)线(xiàn)弯曲(qǔ)越小,稳定性越好。“S”型翼(yì)型的稳定性也很(hěn)好。
2、滑(huá)翔
(1)在我(wǒ)们(men)前(qián)面(miàn)制(zhì)作过的纸(zhǐ)模(mó)型(xíng)飞机、弹射模型飞机和手掷模(mó)型飞机等都是没有动(dòng)力装置的模型飞机,这些没有动力(lì)装置的模型飞机(jī)也叫做滑翔机,它们在空中没(méi)有动力(lì)的(de)飞(fēi)行就叫滑(huá)翔。有动力的(de)飞机(jī)在发动机停(tíng)止工作(zuò)以后的无动力(lì)飞(fēi)行也可叫滑翔。
(2)为什么模(mó)型飞机上没有动(dòng)力,它却能在空(kōng)中长时间地滑翔呢?观察从滑梯上(shàng)下滑的孩子,他们没有任(rèn)何动力装置,自己(jǐ)也没有用力(lì),却从滑梯上很(hěn)快地滑下来了。从(cóng)斜坡上(shàng)向下(xià)骑(qí)车(chē)也是一样(yàng),这(zhè)时不(bú)但可以不用力踏脚蹬(dēng),而(ér)且为了不让车(chē)下冲得太快,有时还要不(bú)断地(dì)刹车。
是什(shí)么力量在推动从滑梯上下滑的孩子呢?谁都知道如果滑梯不是倾斜向下的斜面,而(ér)是水平放置的木板,坐(zuò)在平板上(shàng)的孩子(zǐ)就不(bú)能滑下去(qù)了。因为这时孩(hái)子的重(chóng)力垂直向下,而木(mù)板(bǎn)对孩子的支持力(lì)竖直(zhí)向(xiàng)上,这两个(gè)力相互平衡,孩(hái)子坐(zuò)在板上不动(dòng)。坐在滑梯斜面上(shàng)的孩子的重力还是垂直向下的,但木板(bǎn)的支持力垂直于板面,是向前倾斜的,这样重力与支持力的合力(lì)就(jiù)能把孩子沿着(zhe)滑板向(xiàng)前(qián)推。自行车(chē)沿斜坡(pō)下滑也是一样。
滑翔机在静气流中滑翔时(shí)也是倾斜向下的,只(zhī)是好的滑翔机下滑翔的角度(dù)很小,看起来好像是在水(shuǐ)平飞行,但(dàn)你仔细(xì)观察(chá),就会(huì)发现它(tā)是(shì)越飞(fēi)高度越低,这就证明它还(hái)是在向(xiàng)斜下方滑翔。向下倾斜滑翔的滑翔(xiáng)机也和(hé)从(cóng)滑梯(tī)斜面上滑下来的孩子一样,重力垂直(zhí)向(xiàng)下,升力(lì)与滑翔(xiáng)机(jī)的运动方向(xiàng)垂直,是向前倾斜指向上(shàng)方的,重力与升力的合力(lì)便(biàn)是推动滑翔机前进(jìn)的(de)力(lì)。
(3)滑翔比。
如(rú)果某一滑翔机在(zài)静气流中滑翔L米(mǐ)远时下降了H米高度,则这(zhè)个(gè)滑翔机的滑翔比被定(dìng)义为:L/H=K 。滑(huá)翔比K值越大,滑翔机的飞行品质越好(hǎo)。而且,一架滑翔机的滑翔比K,正好和这架滑(huá)翔机(jī)的升力和阻力(lì)的比值相等。
(4)下(xià)沉率。
滑翔机(jī)在静气流中滑翔(xiáng)时,每秒下沉的高度,叫“下(xià)沉率”。它(tā)的(de)单位是(shì)米/秒(miǎo)。对于希望(wàng)留空时间长的飞机,下沉(chén)率(lǜ)越小越好(hǎo)。下沉率和滑翔比都可(kě)以通过实验测量而(ér)得。通(tōng)过这些测得数据(jù)的比较,我们就可以(yǐ)看出我们的滑翔机的性能品质。
滑翔速(sù)度是滑翔性能的另一个重要(yào)方面(miàn)。模型(xíng)升力系数越大,滑翔速(sù)度越小(xiǎo);模(mó)型翼载荷越大,滑翔速度(dù)越(yuè)大。调整某一架(jià)模型飞机时,主要(yào)用(yòng)升降调整片和(hé)重心(xīn)前后移动(dòng)来(lái)改(gǎi)变机翼(yì)迎角以达到改变(biàn)滑翔状态的目的。
3、平飞
水平匀(yún)速直线(xiàn)飞行叫平飞。平(píng)飞是最基本(běn)的飞行(háng)姿态(tài)。维持平(píng)飞的条件是(shì):升力等(děng)于重力(lì),拉力等于阻力。
由于升(shēng)力、阻力都和飞行速度有关(guān),一(yī)架(jià)原来平飞中的模型如(rú)果增大了(le)马力,拉力就会大(dà)于阻力使飞行速度加快。飞行(háng)速度加快(kuài)后,升力随之增(zēng)大,升力大(dà)于(yú)重(chóng)力模(mó)型将逐(zhú)渐爬升。为了使模型在较大马力和飞行速度下仍保持平飞,就(jiù)必(bì)须相(xiàng)应减小(xiǎo)迎角。反之,为了(le)使模(mó)型在较小马力和速度(dù)条件下维持平飞,就必须相应(yīng)的加(jiā)大迎角。所以操(cāo)纵(调整)模型到平飞(fēi)状态,实质(zhì)上(shàng)是发动机马力和飞行迎角的正确匹(pǐ)配。
4、爬升
前面提(tí)到模型(xíng)平飞时如加大马力(lì)就转为爬升的情(qíng)况。爬升轨迹(jì)与(yǔ)水平面形成的夹角(jiǎo)叫爬升角。一定(dìng)马力在一(yī)定爬升角条件下可能达到新的力平衡,模型进入稳定(dìng)爬升状态(tài)(速度(dù)和爬角都保持不变)。稳定爬升的具体条件(jiàn)是:拉力等于(yú)阻(zǔ)力加重力向后的分力(F=X十Gsinθ);升力(lì)等于(yú)重力的另一分(fèn)力(Y=GCosθ)。爬(pá)升时一部分(fèn)重力由拉(lā)力(lì)负(fù)担(dān),所以需要较大的拉力,升力的负(fù)担反而减少(shǎo)了。
和平飞相似(sì),为了保持(chí)一定爬升角条件下(xià)的稳定爬升,也需要马力和迎角的恰当匹配。打破了这种匹配将(jiāng)不(bú)能保持稳定爬升。例如马力增大将引起速(sù)度增大,升力增大,使爬升角增大。如马力太大,将使爬升角不断增大,模型沿弧形轨迹爬升(shēng),这(zhè)就是常见的拉(lā)翻现象。
5、检(jiǎn)查(chá)校正(zhèng)
一(yī)架模型飞机制作装配完毕后都应进(jìn)行检查和必要的校正(zhèng)。检查的内容(róng)是模型的几(jǐ)何尺寸(cùn)和重心位置。检查的方法一(yī)般为目测,为更精确起见,有些(xiē)项目也可(kě)以(yǐ)进行一些简单(dān)的(de)测量。
目测法是从三视图的(de)三个方向观察模型的几何尺寸(cùn)是否准确(què)。正视方向(xiàng)主要(yào)看机翼两边上反角是(shì)否(fǒu)相等;机翼有无扭曲;尾翼是否偏斜或(huò)扭曲。侧(cè)视方向(xiàng)主(zhǔ)要看机翼和水平尾翼的安装角和它们的安装角差;拉力线上下(xià)倾(qīng)角。俯视方向主要看垂直尾翼(yì)有无(wú)偏斜;拉力线左右倾角情况;机翼(yì)、水(shuǐ)平尾翼是否偏斜。
小(xiǎo)模型一般用支点法(fǎ)检查(chá)重心,选一点支撑(chēng)模型(xíng),当模型平稳时,该支点(diǎn)就是重心的位置(zhì)。
检查中如发现重大(dà)误差(chà),应在试飞前纠正(zhèng)。如(rú)误差较小,可以暂不纠正,但应心(xīn)中有数(shù),在试飞中进一步观察。
6、手掷试飞(fēi)
手掷试(shì)飞(fēi)的目的是观察和调整滑翔性能。方(fāng)法是右手执机身(模型重(chóng)心(xīn)部位(wèi)),高(gāo)举过头,模型保(bǎo)持平正(zhèng),机头向前正对风向下倾10度左右,沿机身方(fāng)向以(yǐ)适当(dāng)的(de)速度将模型直线(xiàn)掷出,模(mó)型进入滑翔飞行(háng)状态。手掷方法要(yào)多次练习,要注意纠正各(gè)种不正确(què)的方法,比较普遍的毛病有(yǒu):模型左右倾(qīng)斜或机头(tóu)上仰;出手不是从(cóng)后向前的直(zhí)线,而是绕臂(bì)根划弧(hú)线;出手方向不是沿机身向前,而(ér)是向上抛掷;出手速度太大或(huò)太小。
出(chū)手后如模型直线小角度平稳滑翔(xiáng)属正常(cháng)飞行,稍有(yǒu)转弯也属正(zhèng)常状态(tài)。但不能侧倾急转。模型产生急转弯的原因可能是因为方向(xiàng)舵偏的太多或左右机翼重(chóng)量相差的太多或左右机翼的安(ān)装角不同。
(1)模型发生波状飞行的原因有四(sì)种
①头(tóu)轻(qīng),即(jí)模(mó)型的重心位置在正常位置的(de)后面,则模型飞(fēi)行时抬头,模(mó)型向上(shàng)飞时易失速,失速后掉下又增加了速(sù)度,速度一大模型再(zài)次(cì)抬头形成波状飞行。模型飞机(jī)波(bō)状飞行时飞行时间短。纠正方法,改变(biàn)重心位置。
②起飞方法(fǎ)不对,如带有较大迎角(jiǎo)起(qǐ)飞(fēi)会造成(chéng)这种波(bō)状飞行,纠正方法是改变(biàn)起(qǐ)飞角度,模型初速度太大也可造成波状飞,纠正方法是减小初动力。
③机翼(yì)迎角过大,机翼(yì)产生的升(shēng)力就(jiù)增(zēng)加了(le),造成(chéng)飞机抬(tái)头飞形成波状(zhuàng)飞行(háng)。纠正方法是改变机翼迎角。
④水(shuǐ)平尾(wěi)翼迎角过小,水平尾翼产生负升力,造成飞(fēi)机(jī)抬头飞,形成波状飞行。纠正方法是(shì)改变水(shuǐ)平(píng)尾翼迎角。
(2)模型急速下坠的原因有四种
①头(tóu)重,即(jí)模型的(de)重心位置在正常位置的前面,则(zé)模型飞(fēi)行时低头。
②手掷(zhì)方法(fǎ)不(bú)对,如模型向(xiàng)下掷去,手掷力量过小。
③机(jī)翼迎角过小,机翼(yì)产生的升力减小了。
④水平尾翼迎角过大,结(jié)果水平(píng)尾翼产生的升力增加,造成飞机低头。
7、调整机件方法
飞机或高(gāo)级模型飞机的操纵其原理(lǐ)和调整模型(xíng)相同,都是(shì)改变力矩平衡状(zhuàng)态(tài)。初级模型一般没有这(zhè)些(xiē)舵(duò)面,只好用(yòng)改(gǎi)变这些空气动力(lì)面形态的方法来达到调整的(de)目的(de),方法有三种:
a、加温(wēn)定形:把需要调整的部位用手扳到一定(dìng)角度同时加温(哈气、吹热(rè)风、烘烤(kǎo)等),停(tíng)留一定时间使之变形。这(zhè)种(zhǒng)方法适用(yòng)于纸、吹塑(sù)纸、木(mù)片部件。一(yī)般扳动角度越(yuè)大,温度越高,保持(chí)时间越长调(diào)整变(biàn)形越多。
b、收缩(suō)变(biàn)形(xíng):在需(xū)要调整的翼面的一面(miàn)刷适当浓度的透布油(yóu),这一面将(jiāng)随透布油固化而收缩使翼面(miàn)交形。
c、型架定形。将翼面按调整要求(qiú)在型(xíng)架上固定达到改变形(xíng)态的目的。一般配合使用加(jiā)温或刷(shuā)涂料。这(zhè)种方法适用(yòng)于构架(jià)式的翼面的调整(zhěng)。(来源:互(hù)联网综合编辑)

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