1、飞机的平衡和稳定
(1)平衡
在天平的两(liǎng)边(biān)放上相(xiàng)等的重(chóng)物,则这个天平就(jiù)处(chù)于平衡状态。在杠(gàng)杆的支(zhī)点两(liǎng)边(biān), 如果力和力臂的乘积相等, 则这(zhè)个杠杆(gǎn)就平衡了,飞机的重心(xīn)就像杠杆上(shàng)的支点(diǎn),机(jī)翼(yì)和尾(wěi)翼(yì)的升力(lì),像杠杆上的力。要想使飞机上的俯、仰力平衡,就(jiù)必须使重心两(liǎng)端(duān)的力矩相等。即:A·a=B·b。我们在(zài)手投滑(huá)翔调整(zhěng)所做成的模型飞机时,有时(shí)增加或减少机(jī)头的(de)配(pèi)重(chóng),这就是在移(yí)动重心的位置(从而改变a、b的(de)长(zhǎng)度);调整机(jī)翼或尾翼的角度,就是在改变机翼(yì)或尾翼(yì)的(de)升(shēng)力(即(jí)改变 A 或 B 的(de)大小),最后达到(dào)A·a=B·b的结果(guǒ)。
(2)稳定。
模型(xíng)飞机在飞行中会不(bú)断地受到来(lái)自各方面的(de)干(gàn)扰(rǎo)(如阵风和不稳定的(de)气流(liú)等),破坏原来(lái)的平衡状态。如果(guǒ)在外来干扰消除后(hòu),模型飞(fēi)机本(běn)身有(yǒu)能力恢复到原来的平衡状态,这种能力就叫做模型飞(fēi)机的稳定(dìng)性或安定性。
例如(rú)一个(gè)正立的不倒翁,外力(lì)使它(tā)偏离了中立位置后,只要你一(yī)放手,它就会自己(jǐ)重新立起来。这就是具有稳定性的不倒翁。如果把它倒立过来,只(zhī)要稍有(yǒu)振动它就会倒(dǎo)下来,这就(jiù)是不稳定的不倒翁。飞机上的(de)重心位置(zhì),机翼、尾(wěi)翼的形状,机身的(de)长度,以(yǐ)及机翼的上反角等(děng)都(dōu)对(duì)飞机的(de)稳定性产生影响(xiǎng)。
例如,飞机的尾翼,有时就像箭羽一样(yàng)在保持着飞机的航向或俯、仰飞(fēi)行姿(zī)态。飞机的上反角也对飞机(jī)的横向稳(wěn)定性有帮助作用。
影响模型飞机的稳定性的重要因素还有重心的位置和翼(yì)型的形状。概括地讲,重心在(zài)模(mó)型上(shàng)的相对位(wèi)置越靠前(qián)、越(yuè)靠下,模型的(de)稳(wěn)定性越好(hǎo)。翼型的(de)前缘半径越大,中弧线弯曲越小(xiǎo),稳定性越好。“S”型(xíng)翼型的稳定性也很好。
2、滑翔(xiáng)
(1)在(zài)我们前面制作过的纸模型飞机(jī)、弹射模型(xíng)飞机和(hé)手掷模型飞机等都是没有动(dòng)力装置的模型飞机,这(zhè)些没有动力(lì)装置的模型飞机也叫做滑翔机,它们在空中没有动力的飞行(háng)就叫滑(huá)翔。有动力的飞机在发动机停止工作以后的无动(dòng)力(lì)飞行也可叫滑(huá)翔。
(2)为什么模型飞机上没有动(dòng)力,它却能在空(kōng)中长时间地滑翔呢?观察从滑梯(tī)上(shàng)下滑(huá)的孩子,他们没有任何动力(lì)装置,自己也没有用(yòng)力,却从滑(huá)梯(tī)上很快(kuài)地滑下来了。从斜坡上(shàng)向下骑车也是一样,这时不但可以不用力(lì)踏脚蹬,而且为了不让(ràng)车(chē)下冲得太快(kuài),有时还要不(bú)断地刹车。
是什么力量在(zài)推动(dòng)从滑梯上下滑的孩子呢?谁都知道如果滑梯(tī)不是倾斜向下的斜面,而是水(shuǐ)平放置的木板(bǎn),坐在平板上的孩(hái)子就不能滑下去了。因为这时孩子(zǐ)的重力垂直向下(xià),而木板对孩子的支持力竖直向上,这两个力相互平(píng)衡(héng),孩子坐在板上不动。坐在滑梯斜面上(shàng)的孩子的重(chóng)力还是垂直向下的,但木板的支持力垂直于(yú)板面,是向前倾(qīng)斜的,这样重力(lì)与支持(chí)力的合力就(jiù)能把(bǎ)孩子沿着滑板向(xiàng)前推。自行车(chē)沿斜坡下滑也(yě)是一(yī)样。
滑(huá)翔机在静(jìng)气流中(zhōng)滑(huá)翔时也是倾斜向下的(de),只(zhī)是(shì)好的滑翔机(jī)下滑(huá)翔的角度很小,看起来好像是在水平飞行(háng),但(dàn)你(nǐ)仔细观察(chá),就会发(fā)现它是越飞高(gāo)度越低,这就证明(míng)它(tā)还是在向斜下方(fāng)滑翔。向(xiàng)下倾斜滑翔的滑(huá)翔(xiáng)机也和从滑梯斜面上滑下来(lái)的孩子一样(yàng),重力垂直向下,升力与(yǔ)滑翔机的运(yùn)动方向垂直(zhí),是向前倾斜指向上方的,重力与升力(lì)的合力(lì)便(biàn)是推动滑翔机前进(jìn)的力。
(3)滑翔比。
如果某一滑翔机在(zài)静(jìng)气流中滑翔L米远时下降(jiàng)了(le)H米高度,则这个(gè)滑翔机的滑翔比被定义为:L/H=K 。滑翔比K值越大,滑翔机(jī)的(de)飞行品质越(yuè)好。而且,一架滑(huá)翔机的滑(huá)翔(xiáng)比K,正(zhèng)好(hǎo)和这架(jià)滑翔机的升力和阻力的比值相等。
(4)下沉率(lǜ)。
滑翔机在(zài)静气流中滑(huá)翔时,每秒下沉的(de)高度,叫“下(xià)沉率”。它(tā)的(de)单位是米/秒。对(duì)于(yú)希望(wàng)留空时间长的飞机,下沉(chén)率越(yuè)小越(yuè)好(hǎo)。下沉率和滑翔比都可以通过实(shí)验测量(liàng)而得。通过这些(xiē)测(cè)得数据的比较,我们就可以看出我们的滑翔机的(de)性能品质。
滑翔速(sù)度是滑翔(xiáng)性能的另一个(gè)重要方面。模型升力系数越(yuè)大,滑翔速度(dù)越小;模(mó)型翼载荷越大,滑翔速(sù)度越大。调整某(mǒu)一架(jià)模型飞机时,主(zhǔ)要用升降调整(zhěng)片和重心前后(hòu)移动来改变(biàn)机翼(yì)迎角(jiǎo)以达到(dào)改(gǎi)变滑翔状(zhuàng)态的目(mù)的。
3、平飞
水平匀速(sù)直线飞行叫平飞(fēi)。平飞(fēi)是最基本的飞(fēi)行姿态。维持平(píng)飞的(de)条件是:升力等(děng)于重力,拉(lā)力等于阻力。
由于升力、阻力都(dōu)和飞行(háng)速(sù)度有关,一架原来平飞(fēi)中的模型如果增大(dà)了(le)马力,拉力就会大于阻力使飞(fēi)行(háng)速度加快。飞行(háng)速度加(jiā)快(kuài)后(hòu),升(shēng)力随之增(zēng)大,升力(lì)大于(yú)重力模型(xíng)将逐渐爬升。为了使(shǐ)模型在较大马(mǎ)力和飞行(háng)速度下仍保持平飞(fēi),就必须相应减小迎角。反之,为了使(shǐ)模型在较(jiào)小马(mǎ)力和速度条件下(xià)维持(chí)平飞,就必须相应的加大迎角。所以操纵(调整)模型到平飞状态,实质(zhì)上是发动机马力和飞行迎角的正确(què)匹配。
4、爬升(shēng)
前面提到模型(xíng)平飞(fēi)时如加大马力就转为爬升(shēng)的情(qíng)况。爬升轨迹与水平面形成的夹(jiá)角叫爬升(shēng)角。一定马力在一定爬升角条件下可能达到新的力平衡,模型进入稳定爬升状态(速度和爬角都保持不变)。稳定爬升的具体条(tiáo)件是:拉力等(děng)于阻力加(jiā)重力向后的分力(F=X十Gsinθ);升力等于重力的另一分力(Y=GCosθ)。爬升时(shí)一部分重(chóng)力由拉力(lì)负担,所以(yǐ)需要(yào)较大(dà)的拉力(lì),升力的负担反而减少(shǎo)了。
和平飞相(xiàng)似,为了保持一定爬升角条件下的(de)稳定爬升,也需要马力和迎角的恰当(dāng)匹配。打破了这种(zhǒng)匹配将(jiāng)不(bú)能保持稳(wěn)定爬升。例如(rú)马力(lì)增大将引起速度增大(dà),升力增(zēng)大,使爬升角增大(dà)。如马力太(tài)大,将(jiāng)使爬升角不断增(zēng)大,模型沿弧形轨(guǐ)迹爬升(shēng),这就是常(cháng)见的拉翻现(xiàn)象。
5、检(jiǎn)查校正
一架模型飞(fēi)机制作(zuò)装配(pèi)完毕后都应进行检查和(hé)必要的校正(zhèng)。检查的内容是模型的几何尺寸和重心位置。检查的方法一般为(wéi)目测,为更精确起见,有(yǒu)些(xiē)项目也可以进行一些简单的测量。
目测法是从(cóng)三视(shì)图的三(sān)个(gè)方(fāng)向观察模型的几何(hé)尺寸是否准确。正(zhèng)视方向主要看(kàn)机翼两(liǎng)边上反角(jiǎo)是否相等;机翼有无扭曲;尾翼(yì)是否偏(piān)斜或扭曲。侧(cè)视方向主(zhǔ)要看机翼和水平尾翼的安装角和它们(men)的安装角差;拉力线上下倾角。俯视(shì)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)、水平尾翼是否偏斜。
小模型一般用(yòng)支(zhī)点(diǎn)法(fǎ)检查重心(xīn),选一点支撑模型,当模型平稳时,该支(zhī)点就(jiù)是重(chóng)心的位(wèi)置(zhì)。
检查中如发现(xiàn)重大误差,应在试飞(fēi)前纠正。如误差较小,可(kě)以暂不纠(jiū)正,但(dàn)应心中(zhōng)有数(shù),在(zài)试飞中进一步观察。
6、手掷试(shì)飞
手(shǒu)掷试飞(fēi)的目的是观察和(hé)调整滑翔性能。方法是(shì)右(yòu)手执机(jī)身(shēn)(模型重心部(bù)位),高(gāo)举过头(tóu),模型保持(chí)平正,机头向(xiàng)前正对风向下倾10度左右(yòu),沿机(jī)身方向以适(shì)当的速度将模(mó)型(xíng)直线掷(zhì)出,模型(xíng)进入(rù)滑翔飞行状态。手掷方法要多次练(liàn)习,要注意纠正各种不(bú)正确的方(fāng)法(fǎ),比较(jiào)普(pǔ)遍的(de)毛(máo)病有:模型左(zuǒ)右倾(qīng)斜或机(jī)头上(shàng)仰;出手不(bú)是(shì)从后向前的直线,而(ér)是(shì)绕臂根划弧线(xiàn);出手方向不是沿(yán)机(jī)身向前,而是向上(shàng)抛掷;出手速度太(tài)大或太小。
出手(shǒu)后如模型直线小角度平稳滑翔属正常飞(fēi)行,稍有转(zhuǎn)弯(wān)也属正常状态。但不能侧倾急转。模(mó)型产生急转(zhuǎn)弯的原因可能是(shì)因为(wéi)方(fāng)向舵偏的(de)太多或左(zuǒ)右(yòu)机翼重量相差的(de)太多或左右机翼的安(ān)装角不同(tóng)。
(1)模型发生波状飞行的原因有四(sì)种
①头轻,即(jí)模型的重心(xīn)位置(zhì)在正常位置(zhì)的后面,则模(mó)型飞(fēi)行时抬(tái)头,模型向上飞时易失(shī)速,失速后掉下又(yòu)增(zēng)加(jiā)了(le)速度(dù),速度一大(dà)模型再次抬头形成波状飞行。模型飞机波状飞行时飞(fēi)行时间短。纠(jiū)正方法(fǎ),改变重心位置。
②起飞(fēi)方法不对,如带(dài)有较(jiào)大(dà)迎角起飞会造成这种波状飞(fēi)行,纠正(zhèng)方法是改变起(qǐ)飞角度,模(mó)型初速度太(tài)大(dà)也可造成波(bō)状飞(fēi),纠正方法是(shì)减小(xiǎo)初动力。
③机翼(yì)迎角过大,机翼(yì)产生的升(shēng)力(lì)就增加了,造成(chéng)飞(fēi)机抬头飞形成波状飞行(háng)。纠正方法是改(gǎi)变机翼迎角。
④水平尾翼迎(yíng)角过(guò)小,水平(píng)尾翼产生负升力,造成飞机抬头(tóu)飞,形成波状飞行(háng)。纠正方法是改变水平尾翼(yì)迎(yíng)角。
(2)模型急速(sù)下(xià)坠的(de)原(yuán)因有四种
①头重,即模(mó)型(xíng)的重心位置在正常位置的前面,则模型飞行时低头。
②手掷方法不(bú)对(duì),如模型向下掷(zhì)去,手掷力量过小(xiǎo)。
③机翼迎角(jiǎo)过(guò)小,机翼(yì)产生的升力减小了。
④水平尾翼迎角过(guò)大,结(jié)果水平尾翼产生的升力增加,造成飞机低头。
7、调整(zhěng)机(jī)件方法
飞机或(huò)高级模型飞机的操纵其原理和调整模型相同(tóng),都是改变力矩平(píng)衡状态。初级(jí)模型一般没有这些舵面,只好用(yòng)改变这些空气动力面(miàn)形(xíng)态的方法来达到(dào)调整的目的,方法(fǎ)有三种:
a、加温定形:把(bǎ)需要调整的部位用(yòng)手扳到一定角度(dù)同时加温(哈气、吹热风、烘烤等),停(tíng)留一定时间使之(zhī)变形(xíng)。这种(zhǒng)方法适用于纸、吹塑纸、木片部件(jiàn)。一般扳动角(jiǎo)度越大,温(wēn)度越高,保(bǎo)持时间越长(zhǎng)调整变形越多(duō)。
b、收缩变(biàn)形:在(zài)需(xū)要调整的(de)翼面(miàn)的一面刷(shuā)适当浓度的透(tòu)布油(yóu),这一面将随透布油(yóu)固化而收缩使翼面交(jiāo)形。
c、型(xíng)架定形。将(jiāng)翼面按调整(zhěng)要(yào)求(qiú)在型架(jià)上固定达到改变形(xíng)态的目(mù)的。一般配合使用加温或刷涂料。这(zhè)种方法适用于构架式的翼面的调整。(来源:互联(lián)网(wǎng)综(zōng)合编辑)

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