1、飞机的平(píng)衡和稳定
(1)平衡
在天平的两(liǎng)边放上相等的重物,则这(zhè)个(gè)天平就处于(yú)平衡(héng)状(zhuàng)态。在杠杆的支点(diǎn)两边, 如(rú)果(guǒ)力和力臂的乘积相等(děng), 则这(zhè)个杠杆就平衡(héng)了,飞机的重心就像杠杆(gǎn)上的支点,机翼和尾翼的升力,像(xiàng)杠杆(gǎn)上的力。要想使飞机上的俯、仰力平(píng)衡,就必须使重心两(liǎng)端的力矩(jǔ)相等。即(jí):A·a=B·b。我们在手投滑翔调整所做成的(de)模型飞机时,有时增加(jiā)或减少机头的配重,这就是在移动重心的位置(从而(ér)改(gǎi)变a、b的长(zhǎng)度);调整(zhěng)机翼或尾翼(yì)的角度,就是在改变(biàn)机翼(yì)或尾(wěi)翼(yì)的升(shēng)力(即(jí)改变 A 或 B 的大小),最(zuì)后(hòu)达到A·a=B·b的结果。
(2)稳定。
模型飞机在飞行中会不断地(dì)受到来自(zì)各方面(miàn)的干扰(如阵(zhèn)风(fēng)和不稳定的气流等),破坏原来的(de)平衡状态。如(rú)果在外来(lái)干扰消除后,模型飞机(jī)本身有(yǒu)能力恢复到原来的平衡状态,这种能(néng)力就叫(jiào)做模(mó)型飞机的稳定性或安(ān)定性。
例如一个(gè)正立的不倒翁,外(wài)力使它偏离了(le)中(zhōng)立(lì)位置后,只要(yào)你一放手,它就会自己(jǐ)重新立起来。这就是(shì)具(jù)有稳定性的不(bú)倒翁。如果把它倒立过来(lái),只(zhī)要稍有振(zhèn)动它就会(huì)倒下来,这就是不稳定的不(bú)倒翁。飞机上的重心位置,机翼、尾翼的形状,机身的长度,以及机翼的上反角等都对飞机的稳定性产(chǎn)生影响(xiǎng)。
例如,飞机的(de)尾翼,有时就像箭羽一样在保持着飞(fēi)机的航向或俯、仰飞行姿态。飞机的上反角也对飞(fēi)机(jī)的横向稳定性有(yǒu)帮助作用。
影响模型飞机的稳定性的重要因素还有重(chóng)心的位置和翼型的形状(zhuàng)。概括地讲,重心在模型上的相对位置越靠前、越靠下,模(mó)型的稳(wěn)定性越(yuè)好(hǎo)。翼型的前缘半径越大,中弧线弯曲越小,稳定性(xìng)越(yuè)好。“S”型翼型的稳定性也很好。
2、滑翔
(1)在我(wǒ)们前面(miàn)制作过的纸模(mó)型飞机、弹射模型飞机和手掷模型飞机等都是没有(yǒu)动力装置的模(mó)型飞(fēi)机,这些没有动力装置的模型飞机也叫做滑翔(xiáng)机,它们在(zài)空中没有动(dòng)力(lì)的飞行就叫滑翔。有动力的飞机(jī)在(zài)发动(dòng)机(jī)停止工作以后的无动力飞(fēi)行也可叫滑(huá)翔。
(2)为什么(me)模型飞机上没(méi)有动(dòng)力,它(tā)却(què)能在空(kōng)中长时(shí)间地滑翔(xiáng)呢?观察从滑梯上下滑(huá)的(de)孩(hái)子,他们没有(yǒu)任何动(dòng)力装置,自己也没(méi)有用力(lì),却(què)从滑梯上很快地滑(huá)下来了。从(cóng)斜(xié)坡上向下骑车(chē)也是一样(yàng),这时不但可(kě)以不用力踏脚蹬,而且为了不让车下冲(chōng)得太快,有时(shí)还(hái)要不断地(dì)刹车。
是什么(me)力量在推动从滑梯上下滑的孩子呢?谁(shuí)都知道如(rú)果滑(huá)梯不是倾斜向下的斜面,而是水平放置的木板,坐(zuò)在平板上的(de)孩子就不能滑下去了。因为这时孩(hái)子的重力(lì)垂直向下,而木板对孩子的支持(chí)力(lì)竖直向上,这(zhè)两(liǎng)个力相互(hù)平衡,孩子(zǐ)坐在(zài)板上不(bú)动(dòng)。坐在(zài)滑梯斜面(miàn)上的孩子的重(chóng)力(lì)还是垂直向下的,但木板的支(zhī)持力垂直于板面,是向前(qián)倾斜的(de),这样重力与支(zhī)持力(lì)的(de)合力就能把孩子沿着滑板向(xiàng)前推。自行车沿斜(xié)坡下滑也是一样。
滑翔机在静气流中滑翔时也是倾(qīng)斜向下的,只是好(hǎo)的滑翔机下滑翔的角度很小,看起来好(hǎo)像是在水(shuǐ)平飞行,但你仔细观察,就会发现(xiàn)它(tā)是(shì)越飞高度越低,这就证明(míng)它还是在向斜下方滑翔。向下倾斜滑翔的滑(huá)翔(xiáng)机也和从滑梯斜(xié)面上滑(huá)下来(lái)的孩子一样,重力(lì)垂(chuí)直向(xiàng)下,升力与滑翔(xiáng)机的运动(dòng)方(fāng)向垂直,是向前(qián)倾斜指(zhǐ)向上方的,重力与升力的(de)合力便(biàn)是推动滑翔机前进的力(lì)。
(3)滑翔比(bǐ)。
如果某一滑翔机在静气流中滑(huá)翔L米(mǐ)远时下降了(le)H米高度,则这(zhè)个滑翔机的滑(huá)翔比被定(dìng)义为(wéi):L/H=K 。滑(huá)翔(xiáng)比K值越(yuè)大,滑翔机(jī)的飞行品质越好(hǎo)。而且,一架滑翔机的滑翔比K,正好和这架滑翔机的升力和阻(zǔ)力的比值相(xiàng)等。
(4)下沉率(lǜ)。
滑翔机(jī)在(zài)静气流中(zhōng)滑翔时,每秒下沉的高度,叫“下沉率”。它的单位是米/秒。对于希望留空时间长的飞机,下沉率越小越(yuè)好。下(xià)沉率(lǜ)和滑翔比都可以通过实(shí)验(yàn)测量(liàng)而得。通过这些测得数据的比较,我(wǒ)们就(jiù)可(kě)以看出我(wǒ)们的滑翔机的性能品质(zhì)。
滑翔速度(dù)是滑翔性(xìng)能的(de)另一个重要方(fāng)面。模型升力系数(shù)越大,滑翔速度越小(xiǎo);模型翼载荷越大,滑翔速度越大。调整某一架(jià)模型飞机时,主要用升降(jiàng)调整片(piàn)和重(chóng)心前后(hòu)移动(dòng)来(lái)改变机翼迎角以达到改变滑翔(xiáng)状(zhuàng)态的(de)目的。
3、平飞
水平匀速直线飞行叫平飞。平飞是最基本(běn)的(de)飞行(háng)姿态。维持平飞的条件是:升力等于重力,拉力等于阻力(lì)。
由于升力、阻(zǔ)力都和(hé)飞行速度有关,一架原来平飞中的模(mó)型如(rú)果增大了马(mǎ)力,拉力(lì)就会大于阻力使飞行速(sù)度(dù)加快。飞行速度(dù)加快(kuài)后,升力(lì)随之增大,升(shēng)力大于重(chóng)力模型将逐渐爬升。为了使模型(xíng)在较大(dà)马(mǎ)力和飞行速度(dù)下仍保持平飞,就必须相应减小(xiǎo)迎角。反之(zhī),为了使模型(xíng)在较小马力和速度条件下维持(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(tài),实质上是发动机马力和飞行迎角的正确匹配。
4、爬(pá)升
前面提到模型(xíng)平飞时如加大马力就转为爬升的情况。爬升轨迹与水平(píng)面形成(chéng)的夹角叫爬升角。一(yī)定马力在(zài)一定爬升角条件下可能达到新的(de)力(lì)平衡(héng),模型(xíng)进入稳定爬升状态(速(sù)度和爬角都(dōu)保持不变)。稳定爬升的具体条件是(shì):拉力等(děng)于阻力(lì)加重力向后的分力(F=X十Gsinθ);升力等于(yú)重力(lì)的另一分力(Y=GCosθ)。爬升时一部分(fèn)重力由拉力负担,所(suǒ)以需要较大(dà)的拉力,升(shēng)力的负担(dān)反而(ér)减少了。
和平飞相似(sì),为了保持一定爬升角条(tiáo)件下的(de)稳定爬(pá)升,也(yě)需要马(mǎ)力(lì)和迎角的恰(qià)当匹配。打破(pò)了这种匹配将不能保持稳(wěn)定爬升。例如马(mǎ)力(lì)增大(dà)将引起(qǐ)速度增大(dà),升(shēng)力增大,使爬升角(jiǎo)增(zēng)大。如马力太(tài)大,将使爬升(shēng)角不断增大,模型沿弧形轨迹爬升(shēng),这就是常(cháng)见的拉翻现象。
5、检(jiǎn)查校正
一架模型飞机制作装配(pèi)完毕后都应进行检查和必要的(de)校正(zhèng)。检(jiǎn)查的内容是模型的几何尺寸和重(chóng)心位置(zhì)。检查的(de)方法(fǎ)一般(bān)为目测,为更精确起见,有些项(xiàng)目也可以(yǐ)进行一些简单的测量。
目测法是从(cóng)三视图的(de)三个方向观察模型的几何尺寸是否(fǒu)准确。正视方向主要(yào)看(kàn)机(jī)翼两边上反角是否相等(děng);机翼有无扭曲;尾翼是否偏斜或扭曲(qǔ)。侧视方向主要(yào)看机翼和水平(píng)尾翼的安装角和(hé)它们的安装角差;拉力线上下倾角。俯视(shì)方向主要看垂直尾翼有无偏斜(xié);拉力线左右倾(qīng)角情(qíng)况;机翼、水平(píng)尾翼是否偏斜。
小(xiǎo)模(mó)型一(yī)般(bān)用支点法(fǎ)检查重心,选(xuǎn)一点支撑模型,当模型平稳时,该(gāi)支点就是(shì)重心的位(wèi)置。
检(jiǎn)查中如(rú)发现重(chóng)大误差,应在试(shì)飞前纠正(zhèng)。如误差(chà)较小,可以暂不纠正,但应心中有数(shù),在试飞中进一步(bù)观察。
6、手掷试飞
手掷(zhì)试飞的目的是观察(chá)和调整(zhěng)滑翔性(xìng)能。方法是右手执机身(模型重心部(bù)位),高举过头,模型(xíng)保持平正,机头向前正对风向下倾(qīng)10度(dù)左右(yòu),沿(yán)机身方向以适当(dāng)的速度将模型直线掷出(chū),模型进入滑(huá)翔飞行状态。手(shǒu)掷方法要多次练习,要注意纠正各(gè)种不正确的方法,比(bǐ)较普(pǔ)遍(biàn)的毛病(bìng)有:模(mó)型左右倾斜或机(jī)头上仰;出手不(bú)是(shì)从后向前的直线,而是绕臂(bì)根划弧线(xiàn);出手方向(xiàng)不是沿机身(shēn)向(xiàng)前,而是向上抛掷;出手速度(dù)太大或太小。
出手后如模(mó)型(xíng)直线小(xiǎo)角度(dù)平稳滑(huá)翔属正常飞行,稍有转弯(wān)也(yě)属(shǔ)正(zhèng)常(cháng)状态。但不能侧倾急转。模(mó)型(xíng)产生急转(zhuǎn)弯的原因(yīn)可能是因为方向舵偏的太多(duō)或左右机翼重量相差的太多(duō)或左右机翼的安装角不同。
(1)模型发(fā)生(shēng)波状飞行的原因有四种
①头轻,即模型(xíng)的重心位置在正常位置的后面,则模型(xíng)飞行(háng)时抬头(tóu),模(mó)型向上飞(fēi)时易失速,失速后掉下(xià)又增加了速度,速度一(yī)大(dà)模型(xíng)再次抬头形成波(bō)状飞行。模(mó)型飞机波状(zhuàng)飞行时(shí)飞行(háng)时(shí)间短。纠正方法,改变重心位置。
②起飞方法不对,如带有较大迎角起飞会造(zào)成这种波状飞行,纠正方法是改(gǎi)变起飞角度,模型初(chū)速度(dù)太(tài)大也可造成波状飞,纠(jiū)正方(fāng)法是减小初动力。
③机翼(yì)迎角过大(dà),机翼产生的(de)升力就增加(jiā)了,造成飞(fēi)机抬头飞形成波状飞行(háng)。纠正方法是改变机(jī)翼迎角。
④水平(píng)尾翼迎角过小,水平尾翼(yì)产生负升力,造成飞机抬头飞,形成(chéng)波状飞行。纠正方法(fǎ)是改变水平尾翼迎角。
(2)模型急速(sù)下坠的原因有(yǒu)四种
①头重,即模型的重心(xīn)位(wèi)置在正常位置的前面,则模(mó)型飞行时低头。
②手掷方法不对,如(rú)模(mó)型向下掷去(qù),手掷力(lì)量过小(xiǎo)。
③机翼迎角过小,机翼产生的升力减小了。
④水平尾翼迎角过大,结(jié)果水平尾翼产生的(de)升力增(zēng)加,造成飞机低头。
7、调整机件方法
飞机或高级模型飞机的(de)操纵其原理和调(diào)整(zhěng)模(mó)型相同,都是改变力矩平衡状态。初级模型一(yī)般没有这(zhè)些舵面,只(zhī)好用(yòng)改变这些空气动力面形态的方法来达到调整的目的,方法有三种(zhǒng):
a、加(jiā)温定形:把需要调整的部位用手扳到(dào)一定角度同时加(jiā)温(wēn)(哈气(qì)、吹热风、烘(hōng)烤等),停(tíng)留一(yī)定(dìng)时间使(shǐ)之变(biàn)形(xíng)。这(zhè)种方(fāng)法适用(yòng)于纸、吹塑纸、木片部件(jiàn)。一般扳动角度越(yuè)大,温度越高,保持时间(jiān)越长调(diào)整(zhěng)变(biàn)形越多。
b、收缩变形:在需要调(diào)整的翼面(miàn)的一面刷适当浓度的(de)透布油,这一(yī)面将随透布油固(gù)化而收缩(suō)使翼面交形。
c、型架定形。将翼面按调(diào)整要求在型架上(shàng)固定达(dá)到改变形态的目的。一般配合使用加温或(huò)刷涂料(liào)。这种方法(fǎ)适用于构架(jià)式的翼面(miàn)的调(diào)整。(来源:互联网综合编辑)

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