乘风破浪会有时F5级遥控模型帆船 [3]

2016-04-08 09:30赵景强
航空模型 2016年2期
关键词:分力航向侧向

赵景强

本期继续以550级遥控模型帆船为例,介绍其剩余零件的组装及航行方法。

3.桅杆和帆的组装

(1)将桅杆插入稳向板上端开孔,在桅座前端拧上自攻螺丝(图1)。

(2)将桅上部左右钢丝分别套入左右两侧铁圈中,桅顶尾部钢丝套入模型船艉铁圈中(图2、图3)。

(3)张帆前应完成前帆和主帆的帆号描写工作,通常使用黑色或红色油性记号笔。描写时先将套材中印有数字的纸平铺在桌面上,然后根据位置测量图把预写帆号的透明帆布紧贴在纸上,用细头记号笔沿数字描边,再填实数字颜色。

如果选择喷涂帆号,可先将印有数字的纸沿字体边缘做镂空处理,在纸上薄薄地涂一层凡士林,再把它贴在拟喷涂帆号处,用事先备好的自喷漆扫一遍即可。

(4)将前帆驶风杆套入模型船艏铁圈中,挂上前帆。前帆底端的两个挂孔有前后缘之分,其中有钢丝的为前缘,朝向模型船艏;顶端的钢丝圈则套入桅上部的铁圈中(图4)。

(5)将主帆驶风杆固定在桅座上(图5)。在主帆顶端连接帆绳,将线穿过桅顶帆孔并拉紧打结(图6)。主帆后缘(帆底端靠近船艉的一角)则通过挂钩和两段胶环固定在主帆驶风杆后端(靠近船艉,图7)。最后调节紧帆螺帽至主帆驶风杆松紧适宜(图8)。

(6)将套材中的弹簧套圈穿入主帆前缘的小孔中(图9),再把弹簧套在桅杆上并调整前后驶风杆的位置,系上帆绳(图10、图11)。

4.模型的装饰和美化

(1)模型喷漆

因为本文介绍的550级帆船模型套材是热压成型的,其表面光洁度很高,所以不需要做大量的喷漆前期处理,只要用500-1 000号的水磨砂纸将船体打磨一遍,就可以喷漆了。

喷漆建议使用“孔雀牌”自喷漆,颜色可根据喜好自定。所有部件需喷涂2-4遍,每次漆面不宜太厚,待前一遍干透后再喷下一遍。初次使用自喷漆的爱好者应先阅读说明书,并用一块塑料垫板做试喷,掌握使用方法后再进行操作。

喷漆的好处是可有效保护和美化模型。而且在比赛时,有自己特色的模型更容易与其他模型区别开,便于自己和裁判辨认,不容易出现错判失分的问题。

(2)贴纸美化

模型套件中一般带有装饰贴纸,只需按图纸中的标注将其粘到相应位置即可。如果已经做了喷漆美化,也可不使用这些贴纸。

经过上面的工作,一艘550级遥控模型帆船就组装好了。接下来要进行的是外场调试。这是帆船模型运动中最关键的环节,对参赛模型尤为重要。

模型帆船的航行原理

1.风帆产生动力

在做外场调试前,操纵者须熟悉模型帆船的航行原理。这样可在之后的外场调试和训练中做到事半功倍。

模型帆船的航行原理与真帆船完全相同,均利用风对帆的持续作用产生动力。也就是说,一旦没有风,模型帆船就会因失去动力而无法航行。那么,模型上的风帆是如何产生动力的呢?

通常认为,风帆有两种利用风使模型前进的方式。一种是利用直接从其后吹来的风推动,进而带动模型帆船前进。采用这种方式的模型只能顺风航行。另一种是让风以一定的角度吹到帆上,其分力可带动模型帆船朝多个方向航行。采用这种方式的模型,在航行时风会侧着吹向帆面,而非张满帆。此时让主帆与前帆成一个角度,并在两帆重叠处保持一个窄缝。当风涌入这个缝隙时,速度加快,主帆背面气压降低。由于主帆正面和背面形成气压差,因此帆会获得一个向前的压力,带动模型帆船加速航行(图12)。这与机翼产生升力的原理相似。

下面结合图片和翼型理论,解释模型帆船航行动力的来源。将风帆看作一截竖放的机翼,当来流(风)与帆成α夹角时,因为流经风帆背面的空气速度比流经正面的速度快,所以背面受到的压力比正面小。由此产生的空气动力R垂直于帆面,并可分解为与来流垂直的升力Y和与来流平行的阻力X。

模型帆船一般有以下几种航行状态。

(1)横风航行(图13)

此时空气动力R的垂直分力Y与帆模型帆船航向一致,可视为航行动力;水平分力X则使模型横倾和横移。

(2)迎风航行(图14)

此时空气动力R的垂直分力Y可分解成与航向一致的YT和垂直于航向的YD;水平分力X可分解成与航向一致的XT和垂直于航向的XD。从示意图可看出,YT与XT方向相反,YD与XD方向一致。模型帆船在这种情况下,其航行动力T=YT-XT,侧向力D=YD+XD。

假设风速一定,那么横风航行与迎风航行相比,推力较大而侧向力较小,即横风航行时模型帆船航速更大,横倾和横移更小。

(3)侧顺风航行(图15)

此时风帆与来流的夹角α很大,故产生的垂直分力Y较小,水平分力X较大。垂直升力Y可分解为YT'和YD',水平分力X可分解为XT'和XD'。从示意图可看出,模型帆船在这种情况下,其航行动力T= YT'+YD',侧向力D= XD'-XT'。

不同于横风航行和迎风航行,在侧顺风航行时风产生的水平分力X起到了推动模型前行的作用,垂直分力Y则大大减小。因此,模型帆船在侧顺风航行时,其航行动力主要依靠水平分力X,这一点在逆风航行时尤其突出。

事实上,模型帆船的真实航行状态颇为复杂:其实际航向并非是模型帆船的首尾线指向,计算时的实际风向和风速也非环境风向和风速(图16)。模型在航行动力T和侧向力D的共同作用下,其实际航向与模型首尾线有一夹角Q。而模型上风帆的表象风速比真实风速大一些,帆的迎角α会随航速的增大而减小。

模型帆船的航行动力T和侧向力D可由下列公式大致求得。

T=Ycosα′- Xsinα′;

D=Ysinα′+ Xcosα′;

Y=CyρV 2 S ;

X=CxρV 2 S;

其中,Y为垂直分力,X为水平分力,T为航行动力,D为侧向力,Cy为升力系数,Cx为阻力系数,V为表象风速,S为帆面积,ρ为空气密度,α′为帆与来流实际夹角,Q为航向角。(未完待续)

猜你喜欢
分力航向侧向
车轮侧向刚度对整车路噪性能的影响
高精度定位航向系统的设计和应用
区域推进新时代劳动教育“五关注”
《原地侧向投掷垒球》教学设计
当两分力的方向不变时,是否分力越大,合力也越大?
人走路时为什么要摆手?
不可忽视的侧向思维
消除大班额的正确“航向”
相遇
PA44—180型飞机HSI系统简介及常见故障分析