王自平
笔者以单层吹塑纸为主要材料,制作了一架翼展750mm、机长580mm、起飞重量约100g的TB-20小型电动遥控像真模型飞机(图1)。与之前介绍的赛斯纳-182和LA-8像真机相比,这款模型的结构相对简单,重量也能被有效控制,适合在小场地和室内场馆慢速飞行。如果在其上加装两个小浮筒,还能改造成一架轻盈的水上起降模型飞机。下面分两期介绍该模型的构思设计、材料选用、工艺制作和飞行调试。
构思设计
1.重量控制
之所以选择制作小型电动遥控像真机,是因为这类模型不仅飞行安全,而且易取材、用料少、花费低。而在设计时,首要考虑的是如何控制模型的起飞重量。
为此,模型飞机的机翼、机身和尾翼均采用了传统的蒙皮-骨架式结构,以保证基本外观和飞行强度。其中机翼骨架用轻木制作,有条件的可在受力部位加碳纤丝;机身蒙皮使用单层吹塑纸;尾翼采用超薄吹塑纸(从中间劈开双层吹塑纸)。
2.外观像真
为保证模型能平稳慢速飞行,须适当调整机翼展弦比、加宽翼弦、增大机翼面积,以使其翼载荷小一些。为保证像真性,在制作时得抓住TB-20原型机的几个重要外观特征:富有现代气息的机头整流罩、漂亮宽敞的驾驶舱和线条流畅的座舱玻璃(图2、图3)。
3.操控灵活
由于小场地的飞行空间一般较复杂,因此模型飞机需具备良好的飞行稳定性和灵活可靠的操纵性。模型的各活动翼面均采用自制的金属铰链(副翼6个、升降舵3个、方向舵两个)连接。舵面的操纵系统由3个2g舵机,以及内径0.6mm的铝导管内置直径0.4mm的钢丝组成。前机轮与方向舵同步控制。精细简洁的操控系统,为模型在小场地滑跑起降创造了条件。整套系统内置在机舱内,提高了模型的像真度(图4)。
4.方便携带
为方便外场放飞,模型采用了全插件的组合方式(图5),既可快速拆卸,又易于装箱携带。机翼、尾翼、起落架和电机的安装连接固定件专门用尼龙材料制作,不仅加工简单、易粘接,而且重量轻。
5.动力设置
根据设计方案,模型的电动动力系统采用外径18mm的微型无刷电机(KV值1 800)、6A电调和2S/250mAh/20C锂电池,螺旋桨采用自制桦木桨。安装了整套电动动力系统后,整架模型飞机的起飞重量约105g,总升力面积11.52dm2,翼载荷约9.2g/dm2。
材料选用
这架TB-20像真模型飞机的主要制作材料包括单层吹塑纸(白色)、轻木、碳纤丝、易拉罐皮、尼龙材料、直径0.4mm的钢丝、X光底片或PVC透明胶片、EPS硬泡沫材料、棉线、装饰彩条等。
双层吹塑纸可从网上购买,其厚度约1.5mm,尺寸为980mm×430mm,密度是0.725g/dm2,用作模型机身、机翼和尾翼的蒙皮。如果工艺水平强,还可将其从中劈开,得到厚度约0.8mm的单层吹塑纸,用于制作重量更轻的机翼和尾翼。吹塑纸是一种较好的轻质模型材料,缺点是表面硬度差、容易划损。这架模型用厚0.8mm的吹塑纸蒙皮,起飞重量不到100g(图6)。
模型飞机的机翼、机身和尾翼均采用传统的蒙皮-骨架式结构,主要用轻木制作,并以碳纤丝加强。各部件的连接固定件,其受力处也需加强,用料为尼龙、棉线和粘接剂。用棉线缠绕尼龙固定件并粘接牢固,成品强度高、重量轻。
模型各活动翼面均采用自制的金属铰链连接,操纵机构则由内径0.6mm的铝导管内置直径0.4mm的钢丝组成。其中金属铰链和操纵钢丝的外管选用易拉罐铝皮材料制作,成型容易、重量轻。之前笔者曾尝试用聚甲醛塑料管制作操纵钢丝的外管,但发现它的内径过大,不适合小型模型,而自制细铝管不仅重量轻,操纵精度也高。
模型的前三点式起落架用直径0.8mm的钢丝制作,固定插件则用尼龙材料制作。
为保证像真性,在制作时特意突出了原型机的几个重要外观特征:富有现代气息的机头整流罩、漂亮宽敞的驾驶舱和线条流畅的座舱玻璃。其中螺旋桨的整流罩采用EPS硬泡沫材料制作并用502胶粘合,不仅解决了模型曲面的过渡问题,保证了整流罩与机头罩侧面轮廓的线条流畅,还提高了吹塑纸结构的整体强度(图7)。座舱盖的玻璃罩则用废弃的X光底片或PVC透明胶片制作,以深灰色多股电线的塑料导管包边(图8)。(未完待续)