[其它课程]航空模型知识讲座

瓦赞 考夫曼 艾菲尔50
莱特兄弟
3.无线电技术的应用
早在莱特兄弟发明飞机之后的1917年，就有人开始了 无线电遥控飞机的试验，并取得成功。而当时由于技术装 备十分有限，遥控器只有一个通道，遥控设备是电子管+ 电磁铁舵机，操作飞行时十分的麻烦。 二战期间，德国科 学家研制出了多通道遥控设备，用于导弹制导技术。二战 结束后这种技术被广泛地运用到了模型靶机上。
• 1 克拉克Y形翼 又叫平凸
翼，升力较好，机动特性一般。 用于上单翼飞机。
• 2 半对称翼 上下弧线均凸
但不对称，有一定升力，机动 特性较好，多用于中下单翼飞 机。
• 3 全对称翼 上下弧线均
凸而且对称，无升力，机动特 性最好，多用于大功率特技飞 行的飞机。
• 4 内凹形翼 机翼下翼面
向上凹，升力最好，用于滑翔 机。
模型飞机的舵面动作是由比例 伺服舵机来控制转动的，可以根据 要求完成精确的动作幅度和速度。
模型飞机的控制机构有无线电 遥控控制、拉线线操纵控制、固定 控制、微电脑自动控制四种控制方 式。
• 模型飞机的舵面动作原理
模型飞机在水平飞行过程中， 由机翼产生升力，G点为重 心，若飞机各舵面都处在安 定面平行的位置，则飞机处 于平衡状态直线飞行；若水 平多面向上翻转，飞机头会 以Z轴仰起，反之则向下俯 冲；若飞机的垂直舵面向左 转动，机头则会以Y轴向左 偏航，反之则向右偏航；副 翼是差动机构，左副翼向上 转动则右副翼向下，机身就 会以X轴向右则滚转，反之 就会向左则滚转。
2.航模运动在中国 我国开展的航空模型运动已有60余年，模型技术相对落后，普及程
度有限，但随着国家经济不断的发展和政府部门大力的支持，我国各 地区的航空模型水平已经接近国外水平。
图片欣赏：世界喷气模型飞机大师赛上的像真模型飞机
世界竞标赛的精彩视屏片断
• 三.在青少年中开展航空模型活动的意义
开展航空模型活动对我国的科技教育水平都起到重要的作用，尤 其对青少年有深远的启蒙教育意义。 1. 为我国培养航空航天优秀人才，对其进行早期基础教育非常重要。 航空模型活动是这种早期基础教育的一个很好的形势和内容。国内外 许多杰出的科学家都曾有过少儿时期受过早期科技启蒙教育的经历， 即是有力的例证。 2. 培养航空航天优秀人才的早期教育工作是一项庞大的系统工程， 要从上之下的推行。德国在二战前推行的“航空强国”战略，使航空 早教进入到中小学校；前苏联实施的“从航模到飞机”的发展战略， 从幼儿园就开始抓起；作为航空大国，美国更是将航空早教工作一贯 的落实到青少年中，并在上世纪八十年代实施了“幼鹰计划”，使更 多的青少年驾机飞上了蓝天。因此，当今我国如何建立完善可行的航 空航天科技人才早期教育机制以及培训方案，需要国家多个部门共同 努力才能从根本上解决。 3. 如果航空早教工作能在中小学开始，使有志投身祖国航空航天事 业的青少年较早的接触这一领域的科技基础理论及实践活动，培养和 锻炼其独立思考的创新意识、动手能力，那么这些品学兼优的少年进 入大学后，在更深入、系统的学习航空航天理论知识后，会使他们今 后在这一领域向更高的目标发展奠定坚实的基础。
具有操作可靠、精度高、抗干扰等优点，迅速取代了以前电
子管和晶体管遥控设备，遥控的通道数目也已经达到了九通
道。
时间进入九十年代，微电子高科技技术逐步应用在了 航空模型设备上，遥控设备的功能正在向微电脑编程、自 动化控制+高精度数字舵机发展。电子工业发达的日本已 经出现了十四通道的高端遥控设备。而我国的电子企业也 更上了时代的潮流，研发的八通道以上的数字可编程遥控 设备相继问世。
模型飞机的构造和飞行原理
• 一.模型飞机的基本构造
模型飞机与真飞机的构造基本 相同，也是由主机翼、垂直尾翼、 水平尾翼、机身、发动机、螺旋桨 等组成。不同的是体积比较小，使 用的各种操纵设备不同，不可载人。
模型飞机的动力装置有甲醇、 汽油发动机和电动机两种形式，油 动发动机的转速由化油器油门大小 来控制，而电动机则是有电子调速 器来控制转速。
直流电动机无需磨合，但要及时检查电刷的磨损情况，并及时更 换，定期给电机轴承注润滑油。无刷交流电机几乎不需要磨合和上润 滑油。电机产品应在无灰尘无腐蚀的环境下保存和使用，使用时不得 超电压、超负载使用。
• 燃油和电池的维护
1. 甲醇燃料应在密封低温的环境下保存，存放时间超过6个月的甲醇不可 再使用。
航空模型的历史和发展
• 一. 航空模型的出现
升力
1. 风筝 人类历史中最
气流
早的飞行器。它的飞行原
理是利用了空气流动产生
升力，这是符合飞行器飞
行的基本条件。
2. 滑翔机 1803年，英 国人乔治.凯利制作了一架 类似于无线风筝的滑翔机， 进行了成功的飞行。1853 年，他用一架大滑翔机载 着他的马车夫飞行了 130.75米
强。如：固定机翼的部位就可以用宽胶带。
模型飞机操纵安全
• 航空模型本身具有危险性，不要将它当作玩具。重量大于300克，飞
行速度达到3米/秒的模型就已经会对人体造成伤害，模型越大，其危 险性就越大，所以每个操纵模型飞机的人员必须遵守模型飞行安全。
• 1.飞行场地面积要大于50*100米的场地，100米内应没有高压电线、
二.航空模型发展的现状
航空模型运动到现在已有近百年的历史了，它的发展对一个国家的 科技教育水平都起到重要的作用，尤其对青少年有深远的启蒙教育意 义。
1.航模运动在国外 美国是世界上航空航天科技技术最发达的国家，航模运动在美国相
当普及。由于有这丰厚的经济实力和科技基础，美国的航空模型已经 进入到高难度飞行和像真喷气阶段。
• 四. 航空模型运动简介
航空模型运动比赛科目有：留空时间、飞行速度、飞 行距离、特技、“空战”等。目前世界锦标赛设有30个项 目，隔年举行一次。航空模型还设有专门记录各项绝对成 绩的纪录项目。目前国际航联共设90项航空模型世界纪录 (可在网络中寻查)。
我国航空模型运动起步于四十年代，1947年举行首届 全国比赛。新中国成立后，在党和政府的关怀下, 于五十 年代初建立了组织指导机构，培养了一批骨干，群众性的 航空模型运动蓬勃发展，运动水平迅速提高。1978年10 月我国加入了国际航空联合会(FAI)，1979年开始步入世 界赛场。至1998年止，我国选手已获19项世界冠军；58 人59次打破31项世界纪录，为祖国赢得了荣誉。蝉联线操 纵特技航空模型世界冠军的韩新平、牛安林和曾经多次打 破世界纪录的郭浩洲、江育林、陶考德、甘彦龙、何伟雄、 尹承伯、赵济和、刘汉茂、李韶昆等一大批优秀航空
应注意：充电电池在高温情况下会爆炸和燃烧，所以严禁将充电电池短 路，摔砸，剥开，扔入火中。废旧的充电电池不能和新电池混用，容量不同 的电池也不能混用。
维修机翼机料来进行维 修和处理。
•
桐木、轻木部件可以用瞬间粘和剂和木工乳胶，前者粘接迅速，
后者粘接有韧性。
业人员来处理。
• 7.飞行时出现紧急故障时应及时疏散观众，并尽可能将模型控制在无
人区与坠落。
模型运动员，已永载我国体育史册。 航空模型运动的生命力在于它的趣味性和知识性。亲
手制作的矫健雄鹰翱翔蓝天，往往会使青少年产生美好的 遐想，激励它们不停的追求，使他们从兴趣爱好走进献身 祖国航空事业的理想。参加这项活动还可以学到许多科技 知识，培养既善于动脑又善于动手和克服困难勇于进取的 优秀品质，促进德智体全面发展。随着人民物质文化水平 的不断提高，航空模型运动也将作为一项陶冶情操的高雅 休闲活动而吸引更多的成年人的参与。
• 机翼升力的产生
伯努利定理
流体流过物体的速度越大， 产生的静压力就越小； 流体流过物体的速度越 小，产生的静压力就越 大。气流通过普通机翼 的上翼面的距离比下翼 面要长，所以通过上翼 面的空气流速要比下翼 面的流速大，而下翼面 的静压力比上翼面的静 压力大，所以机翼就产 生了向上的升力。
• 机翼的种类及其特性
发射塔、建筑等障碍物。
• 2.操纵设备要可靠的工作，飞行前要做好仔细的检查。严禁用有故障
的设备操纵模型。
• 3.操纵手应具备飞行资格，初学者必须要有教练员在场指导飞行，不
得擅自飞行。
• 4.围观人群应该距飞行场地15米以上，否则操纵手不能放飞。 • 5.发生坠机事故时应立即切断油料和电源，避免起火爆炸。 • 6.模型不慎挂在建筑物或电线上时，不得自行攀爬摘取，应请有关专
凯利在试验期间还制造了用于 测试机翼翼型的实验装置， 并发现了曲面机翼比平面的 升力效果好，从而奠定了航 空飞行器设计基础，后来各 种飞行器的机翼形状基本是 按着这个基础来设计的。这 一点也正符合鸟的翅膀结构 和形状。
平面的机翼 升力效果差
曲面机翼升力效果好， 适合于制作滑翔机翼
3.埃菲尔机翼
法国工程师埃菲尔是 世界杰出的飞机机 翼设计师，他先后 为多个著名的设计 师设计过机翼，其 中就包括制造出第 一架飞机的莱特兄 弟的飞机机翼。上 世纪三四十年代， 埃菲尔的设计被广 泛运用到航模上。
2. 模型飞机电池分为镍镉电池、镍氢电池、聚合物锂电池，这几种电池的 使用和充电应严格区分。
镍镉电池 可以大电流充电，大电流放电，因其有记忆效应，所以在 使用完毕时将电放净。下次使用才可以充电。
镍氢电池 充电电流不可大于额定标准的一半，这种电池会自己放电， 不可以将它的电放净保存。
聚合物锂电池 这种电池的容量较大，是镍镉镍氢电池容量的2-3倍， 体积小，重量轻，但是保养和充电非常复杂，必须使用专用里电池充电器， 放电时必须有电路保护装置。
二十世纪五十年随着晶体管技术的发展，模型飞机的 遥控设备也发生了改变，体积逐渐缩小，功能增加，进入 了晶体管遥控器+气动舵机的时期。我国在这一时期也大 量的引进过这种设备，主要用于部队靶机练习打靶用。
进入六十年代，世界电子工业发展加快，出现了模拟 比例遥控设备，实现了航空模型飞行趋于操纵精确化的发 展，到了七十年代，已经有多个电子企业开始了集成电路 数字比例遥控器+比例伺服舵机 的研发。这种遥控设备
•
塑料泡沫和苯板不可用瞬间粘和剂，只能用乳胶、树脂类的胶
剂，如504胶。
•
模型用热缩蒙皮也可以很好的粘接损坏的部件，如果何以上的
胶剂配合使用，效果会更好。
•
碳纤杆、竹条竹签可以对模型部件进行加固，它的重量轻，刚
性强，可以用在飞机关键的部位，起到抗摔、保护的作用。
•
宽胶带可以对损坏的部位进行固定，也可以对某些部位进行加
• 5 S形机翼 横截面成S形，
这种翼形迎角面改变时，压力 中心不变，多用于无尾翼飞机。
克拉克Y 半对称 全对称 内凹翼 S形翼
• 遥控飞机的操纵方法。
一. 四通道遥控器右手杆向 上推飞机发动机转速将增大， 向下则减小；向左推副翼飞 机向左翻滚，反之向右翻滚。
遥控器左手杆向下推则飞 机向上抬头爬升，向上则飞 机向下俯冲；向左推飞机向 左水平转向，反之则向右转 向。
二.滑翔机遥控器一般只有两到 三通道，两通道左手油门， 右手方向。三通道左手是升 降舵，油门放在遥控器的左 手背面，这一点要注意。
航空模型的维护
• 一.发动机、电动机的保养维护
一台新的航模发动机使用前要进行磨合1-2小时，用的燃油是甲 醇+蓖麻油按7/3的比例配置，低速每磨合5分钟就要停一次车，发动 机不烫手时再启动磨合，30分钟后可以以半油门高速磨合，3分钟就 停一次车，发动机不烫手时再启动磨合。30分钟后就可以使用了。初 学者使用时不可调动油针和怠速。飞行结束后应将发动机油门关闭。