旋翼机自制方法

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先来了解一下你要做的是什么?
旋翼机为何是最安全的飞机?旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了,此时旋翼机据惯性继续维持前飞,并逐渐减低速度和高度,就在这高度下降的同时,也就 有了自下而上的相对气流,旋翼就能可自转提供升力。这样,旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在行员不能操纵,旋翼机失去控制的特殊情况下,也会像降落伞-样的降落,虽然也是粗暴着陆,但不会出现类似秤陀落地的情况。

当然,直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态,这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够,那么直升机就可能来不及过渡而触地。旋翼机本身就是在自转状态下飞行的,不需要进行过渡,所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。

1现在,我们造出了汽车,问题自然而然转向了我们什么时候造飞机?首先要确认一个问题:私人是可以造出飞机来的,它并没有想象中那么复杂。想一想看,1903年莱特兄弟就已经上天了。经过了103年,现在的人们拥有了更多飞行技术和更多飞行经验,为什么莱特兄弟这么两个修自行车的都造得出来,我们却造不出来?
2很多人把DIY一架飞机想得非常复杂,认为它涉及了空气动力学、材料力学、航空气象学、飞机动力学等等学科。这话一点不假,它的确涉及,但是这和你造一架属于自己的飞机并且开上蓝天完全是两回事。造飞机需要的是动手能力,相当于倪萍阿姨节目的成人版,不需要一个人拿完了民航学院的学位才能去做。事实上,国外有成千上万人正在DIY飞机,其中大部分都是普通人。可以坦诚地讲,以DIY飞机的质量而论,大学教授的产品往往不如职业木匠或者农场主的。
3从法律的角度讲,2004年6月1日,儿童节,这是我国DIY飞机事业的纪念日。从这一天开始,中国民航总局规定:对于116公斤以下的私用超轻型飞机,只要求按规章运行,提前向当地空中交通管理部门申请,不必进行适航审定。这也就是说,民航总局不再派人检查你的飞机能不能飞,而你要飞的话只需要打个电话向当地空管部门申请一下:我准备下午14:30起飞,航线是静安寺到陆家嘴,高度200米,如果有民航机也要这么飞的话请避让一下,另外请空军不要击落我。
4要DIY一架飞机,第一个遇见的问题是“造什么飞机”?答案是航模。在正式DIY飞机之前,最好应该有一点制造航模的经验。航模虽小,原理一致。很难想象一个人造出来

的航模起飞就大头朝下,却居然能造出一架载人的飞机来?遥控航模的造价从数千到上万不等,在制造过程中能熟悉飞机的各个组成部分和安装,在操纵过程中可以很直观地认识飞机的各个部分是如何工作的。等这一阶段结束以后,一般都能做到术语滚滚而来,这样对下一阶段查看资料帮助很大。如果在这一阶段造不出能飞起来的航模,那么建议您停止您的航空梦。因为,烧钱也应该有个限度。
5在正式DIY飞机之前,郑重建议您购买一套图纸,这钱最好一分都别省。一般来说,不推荐自行设计飞机。因为一旦要设计飞机,那么前面提到的那一大堆“学”您就得自己先学习一遍了。而且,这种设计行为有相当大的危害性---中国人的通病是除了喝酒之外动嘴能力极强,除了KTV包房动手能力极弱。很容易设计啊设计的,就上瘾了,搞不好弄个二、三十年设计也是有可能的。所以您可以在网上查到您所喜欢的超轻型飞机型号,然后邮购图纸,大约花费在1000-2000元的样子。需要说明的是,DIY飞机大多为螺旋浆飞机。如果您觉得需要DIY一架喷气式飞机才够拉风,鉴于您是初学者,建议口服农药比较直接一些。
6图纸到手,请找一个熟悉工业英文和科技英文的朋友来把它翻译成为中文。大学四、六级英语在这里根本不管用,因为有大量术语。在组装飞机的时候,可以直接邮购散件,也可以纯DIY。邮购散件比较方便,整体难度下降不少,造价视机型而定,从8万元到50万元不等。超过50万元可以直接买整机,但是提醒一句:关税比较重。自己加工有很多乐趣,但是耗费的时间更长。可能在寻找适合的材料上花费很多时间,并且在加工过程中造成一定的浪费,从而使得整体造价和购买散件差不多。
7DIY需要一个工作场所,不需要很大,一个车库足矣。在动手之前,请准备以下物资:
1、 一张巨大的水平木制工作台,足够把飞机零件放上去加工,一侧要有固定刻度精确的米尺一条。
2、 冲床和铣床各一台(没有条件,直接找金属加工厂也行)
3、 游标卡尺,不绣钢米尺、卷尺、三角尺、记号笔(使用塑料尺的请回去继续造航模)
4、 锤子、弓型锯(需要一个系列,你不是鲁班吧?)、打铆机、打孔机、钳子(N个,做机翼时弯曲木材需要用很多)、扳手、铁剪、锉刀及修毛刺的工具。
5、 手套、防护面具、防毒面具、防护服(你不想被金属屑打到星光灿烂吧?)
6、 照明设施(在昏暗的光照下人很容易疲惫)和通风设备
7、 灭火器
8为了保证飞机的重量足够轻,DIY飞机推荐使用航空铝管和不锈钢管以及木

材。国内市场上有无缝铝合金管,如果要替换专业的航空铝管的话,请测试强度。注意,莱特兄弟的时代已经过去了,很难找到合适的原木。木料请使用复合木料,经过层层粘和的复合木料强度比原木还要高。千万不要去装修市场购买复合木料,因为厂家相信用户的柜子和门不用飞行,所以上胶并不均匀,而这些没上胶的地方强度很低,很可能在飞行过程中发生断裂,然后您将在《中国私人航空史》中占据一席之地供后人缅怀。木料需要自己做,用什么木头,什么胶,各人的看法并不一致。但是,无论如何做,都需要通过强度测试,祝您好运!
9DIY飞机次序类似水獭吃鱼---从尾部开始。从心理上来说,有一种渐渐入佳境的感受,一旦开始了就不大容易停下来。先做机头的话,很可能马上就停下来了,把螺旋浆像鹿头一样挂在自己家客厅墙上。从技术的角度来讲,机尾的难度不算很高。然后安装翅膀、机身,最后才是引擎。其他的部份都可以按照图纸装配,但是引擎要麻烦一些,因为它的重量决定了它的位置很关键,直接影响到飞机的重心位置。而飞机的重心太靠前或者靠后都不好,会造成飞机的操纵性降低。在飞机大体完成以后,要调试引擎的位置,通过前后移动寻找整机重心的最佳点。

10引擎也是DIY飞机中最昂贵的部件,大约占到整个成本的三分之一。一般推荐使用ROTAX503型发动机,带变速箱和电启动的B型大约要6000美金,简陋一点的大约4500美金,可以上网全球询价,香港有一家彼岸航空代理ROTAX发动机。ROTAX503发动机接近50马力,重31.4公斤,马力和重量都令人满意。当然,也有推荐使用摩托两冲程发动机的,价格能便宜下来好大一块。由于安装双发造成飞机飞行危险性增加,所以超轻型飞机一般都是单发。而单发的话,对发动机考验比较大。ROTAX的质量不错,但是贵。摩托发动机价格便宜,但是稳定性不能保证。路怎么走,您自己选。
11对于DIY飞机加工过程中最令人头疼的部分可能要算对大量铝管的加工,因为不是标准件,所以要弯曲到合适角度很难,而且怕一用力就变型了。国内有的DIY爱好者们曾经耗费数月研究如何加工,甚至动了铸造的念头。其实这非常简单:在工作台上先钉好一个木块,然后按照设计图纸在台板上画好弯曲的角度。找一个凹槽宽度等于铝管直径的硬木滑轮,定在图上需要弯曲的地方。把铝管拿来,中间灌满干沙子塞实,两头封好。一头顶在木块上,需要弯曲的地方靠在木滑轮上,然后加力一点点弯曲。由于放了沙子,铝管不会破裂变形。需要的形状在工作台上,每根出来都一样。即使损

坏几根也无所谓,铝管又不贵。
12而DIY爱好者可能会忽略的一个问题是钢丝绳(19股)。它用在控制系统中,或者连接翼和机身。如果发生锈蚀或磨损,那将是非常可怕的事情。所以,钢丝最好能够是镀锌的。如果要穿过铝管或者钢管,一定要打磨管子的内壁,不能有毛刺。当需要截断钢丝绳的时候,切忌不能使用乙炔喷枪,因为受热会降低钢丝绳的强度。请在要截断的部分裹上电工胶布,用凿子敲打着截断。
13飞机上一定要有五表:发动机转速表、温度表,还需要高度表、空速表、升降速度表。转速表可以在购买发动机时直接向厂商订购,剩下的各种表可以从海外购买,但更直接的方法是向国内航校购买。相信在DIY飞机的早期,考虑到为了我国航空事业的兴旺发达,这些表都能以半买半送的形式搞到手。
14装配完了,喷漆装修一番,一架属于你本人的飞机就造好了。DIY一架飞机的过程是漫长的,可能需要4个月到2年,而价格可能会和一辆中档轿车差不多。能让人继续下去的最大动力是因为兴趣,因为梦想:你和鸟儿一样飞翔在天空里,俯览身下的城市、河流、草地和人群,以及堵塞在路上的车流。

旋 翼 机
乍一看,旋翼机和直升机简直一模一样:它们头顶都有一副大直径的旋翼,在飞行中依靠旋翼的旋转产生升力。但是除去这些表面上的一致性,旋翼机和直升机却是两种完全不同的飞机。

旋翼机实际上是一种介于直升机和飞机之间的飞行器,它除去旋翼外,还带有一副螺旋桨以提供前进的动力,一般也装有较小的机翼在飞行中提供部分升力。旋翼机与直升机的最大区别是,旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由前方气流吹动旋翼旋转产生升力,象一只风车;而直升机的旋翼与发动机传动系统相连,既能产生升力,又能提供飞行的动力,象一台电风扇。由于旋翼为自转式,传递到机身上的扭矩很小,因此旋翼机无需单旋翼直升机那样的尾桨,但是一般装有尾翼,以控制飞行。

在飞行中,旋翼机同直升机最明显的分别为直升机的旋翼面向前倾斜,而旋翼机的旋翼则是向后倾斜的。

需要说明的是,有的旋翼机在起飞时,旋翼也可通过“离合器”同发动机连系,靠发动机带动旋转而产生举力。这样可以缩短起飞滑跑距离,几乎以陡直地向上爬升,但还不能垂直上升,也不能在空中不动(即“悬停”)。等升空后再松开离合器随旋翼在空中自由旋转。

旋翼机飞行时,举力主要由旋翼产生,固定机翼仅提供部分举力

。有的旋翼机甚至没有固定机翼,全部举力都靠旋翼产生。

由于旋翼机的旋翼旋转的动力是由飞机前进而获得。万一发动机在空中停车螺旋桨不转了,此时旋翼机据惯性继续维持前飞,并逐渐减低速度和高度,就在这高度下降的同时,也就 有了自下而上的相对气流,旋翼就能可自转提供升力。这样,旋冀机便可凭飞行员的操纵安全地滑翔降路。即使在行员不能操纵,旋翼机失去控制的特殊情况下,也会像降落伞-样的降落,虽然也是粗暴着陆,但不会出现类似秤陀落地的情况。

当然,直升机也是具备自转下沿安全着陆能力的。但它的旋冀需要从有动力状态过渡到自转状态,这个过渡要损失一定高度。如果飞行高度不够,那么直升机就可能来不及过渡而触地。旋翼机本身就是在自转状态下飞行的,不需要进行过渡,所以也就没行这种为安全转换所需的高度约束。

由于旋翼机的旋翼是没有动力的,因此它没有由于动力驱动旋翼系统带来的较大的振动和噪音,也就不会因这种振动和噪音而使旋翼、机体等的使用落命缩短或增加乘员的疲劳。旋翼机动力驱动螺旋桨所造成的影响,显然小得多。

另外,旋翼机还有-个很可贵的特点,就是它的着陆滑跑距离大大地短于起飞沿跑距离,甚至操纵得好可以不滑跑就地着陆,只要-块比旋翼直径大一些的地方就可降落,即使不怎么平也不要紧,甚至可在旅游船顶篷或甲板上降落。

美国的旋翼机飞行训练手册说:“旋翼机的稳定性在所有航空器中最高”。它可自动调节,使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。旋转起来的旋转桨盘恰似个大惯性轮,且旋翼没有周期变距等变化。又由于旋翼视的旋翼安装角比直升机的要大些,所以具有较好的陀螺效应,稳定性较高。

旋翼机的抗风能力较高,而且在起飞时,它还喜欢有风。对常规的旋翼机来说,风有利于旋翼的起动和加速旋转,可以缩短赵-它滑跑的跃离,当达到足够大的风速时,一般的旋翼机也可以垂直起飞。一般来说,旋翼机的抗风能力强于同量级的固定翼飞机,而大体与直升机的抗风能力相当,甚至“在湍流和大风中的飞行能力超出直升机的使用极限”。

旋冀机可分为两类,一类是需要滑跑起飞的,这种比较简单,大量的是这一类。另-类是可垂直起飞的,其起飞方法有三种:一种是带动力驱动它的旋翼;第二种是用预转旋翼并使其达到正常飞行转速的-定倍数,然后突然脱开离合器,同时使旋翼奖叶变距而得到较大的升力跳跃起飞;第三种则是由旋翼翼尖小火箭驱动旋翼旋转而提供升力来

实现垂直起非这种垂直起飞的过程,一般都是由自动程序控制来完成的。

旋翼机的性能价格比是很高的,它有许多宝贵性能,价格却比较便宜,约为同量级直升机的五分之-到十分之一,相当子-辆中等偏上的小汽车的价钱。前面所提到的那种由小火筋驱动旋翼而垂直起飞,由汽油发动机和螺旋桨使其前-迄的“直升旋翼机”,其每磅有效载荷的价格也只有普通直升机中最便宜的三分之一。

由于旋翼机没有尾梁、没有尾传动系统及减速器自动倾斜器,绝大部分旋翼机也没有主旋翼传动系统、主减速器等,结构简单,所以不仅价格低,而且故障率也低。此外使用维护简单方便。所需费用也低。
旋翼机的驾驶比直升机容易得多。国外一些旋翼机-运行培训中心,对没有飞过任何机种的新手,一般通过两天的训练和带飞即可放单飞,而对有过训练的人一天就行了。

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