中小學(xué)校生航空模型入門教材

./前言我國航空模型運(yùn)動(dòng)起步于四十年代,1947年舉行首屆全國比賽。新中國成立后,在黨和政府的關(guān)懷下,于五十年代初建立了組織指導(dǎo)機(jī)構(gòu),培養(yǎng)了一批骨干,群眾性的航空模型運(yùn)動(dòng)蓬勃發(fā)展,運(yùn)動(dòng)水平迅速提高。1978年10月我國加入了國際航空聯(lián)合會(huì)<FAI>,1979年開始步入世界賽場(chǎng)。至1998年止,我國選手已獲19項(xiàng)世界冠軍；58人59次打破31項(xiàng)世界紀(jì)錄,為祖國贏得了榮譽(yù)。蟬聯(lián)線*縱特技航空模型世界冠軍的韓新平、牛安林和曾經(jīng)多次打破世界紀(jì)錄的郭浩洲、江育林、陶考德、甘彥龍、何偉雄、尹承伯、趙濟(jì)和、劉漢茂、李韶昆等一大批優(yōu)秀航空模型運(yùn)動(dòng)員,已永載我國體育史冊(cè)。航?；顒?dòng)啟迪了孩子們的智慧、鍛煉了意志和培養(yǎng)了他們的心理素質(zhì)。航模使孩子有理想愛學(xué)習(xí)。航空模型運(yùn)動(dòng)能帶給孩子豐富的知識(shí)和信息,對(duì)航模感興趣的孩子,就一定想知道飛機(jī)為什么會(huì)飛？飛行中怎樣保持平衡和穩(wěn)定？螺旋槳為什么會(huì)產(chǎn)生拉力？活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)怎樣工作？遙控技術(shù)是怎么回事？相信孩子們會(huì)用自己的雙手和智慧找到答案。目錄第一章 基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)什么是航空模型3第二節(jié)伯努利原理與機(jī)翼升力5第二章遙控航模飛機(jī)的制作M60遙控航模飛機(jī)的制作10第三章航模設(shè)備一、發(fā)射機(jī)與接收機(jī)36二、舵機(jī)38三、電子調(diào)速器38四、電機(jī)39五、動(dòng)力電池40第四章航模模擬器〔簡(jiǎn)介41附錄：自制工具44第一章基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)什么是航空模型航空模型是一種重于空氣的,有尺寸限制的,帶有或不帶有發(fā)動(dòng)機(jī)的,不能載人的航空器,就叫航空模型或模型飛機(jī)。模型飛機(jī)與飛機(jī)模型一般稱能在空中飛行的模型為模型飛機(jī)。而不能飛行的,以某種飛機(jī)的實(shí)際尺寸按一定比例制作的模型叫飛機(jī)模型。航空模型的組成模型飛機(jī)一般與載人的飛機(jī)一樣,主要由機(jī)翼、尾翼、機(jī)身、起落架和發(fā)動(dòng)機(jī)五部分組成。1、機(jī)翼――是模型飛機(jī)在飛行時(shí)產(chǎn)生升力的裝置,并能保持模型飛機(jī)飛行時(shí)的橫側(cè)安定。2、尾翼――包括水平尾翼和垂直尾翼兩部分。水平尾翼可保持模型飛機(jī)飛行時(shí)的俯仰安定,垂直尾翼保持模型飛機(jī)飛行時(shí)的方向安定。水平尾翼上的升降舵能控制模型飛機(jī)的升降,垂直尾翼上的方向舵可控制模型飛機(jī)的飛行方向。3、機(jī)身――將模型的各部分聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體的主干部分叫機(jī)身。同時(shí)機(jī)身內(nèi)可以裝載必要的控制機(jī)件,設(shè)備和燃料等。4、起落架――供模型飛機(jī)起飛、著陸和停放的裝置。前部一個(gè)起落架,后面兩面三個(gè)起落架叫前三點(diǎn)式,前部?jī)擅嫒齻€(gè)起落架,后面一個(gè)起落架叫后三點(diǎn)式。5、發(fā)動(dòng)機(jī)――它是模型飛機(jī)產(chǎn)生飛行動(dòng)力的裝置。模型飛機(jī)常用的動(dòng)力裝置有：橡筋束、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)。航空模型技術(shù)常用術(shù)語1、翼展――機(jī)翼〔尾翼左右翼尖間的直線距離?！泊┻^機(jī)身部分也計(jì)算在內(nèi)。

2、機(jī)身全長――模型飛機(jī)最前端到最末端的直線距離。

3、重心――模型飛機(jī)各部分重力的合力作用點(diǎn)稱為重心。

4、尾心臂――由重心到水平尾翼前緣四分之一弦長處的距離。

5、翼型――機(jī)翼或尾翼的橫剖面形狀。

6、前緣――翼型的最前端。

7、后緣――翼型的最后端。

8、翼弦――前后緣之間的連線。

9、展弦比――翼展與平均翼弦長度的比值。展弦比大說明機(jī)翼狹長。第二節(jié)伯努利原理與機(jī)翼升力1、伯努利原理如果兩手各拿一張薄紙,使它們之間的距離大約4~6厘米。然后用嘴向這兩張紙中間吹氣,如圖1所示。你會(huì)看到,這兩張紙不但沒有分開,反而相互靠近了,而且吹出的氣體速度越大,兩張紙就越靠近。

從這個(gè)現(xiàn)象可以看出,當(dāng)兩紙中間有空氣流過時(shí),壓強(qiáng)變小了,紙外壓強(qiáng)比紙內(nèi)大,內(nèi)外的壓強(qiáng)差就把兩紙往中間壓去。中間空氣流動(dòng)的速度越快,紙內(nèi)外的壓強(qiáng)差也就越大。圖1-兩張紙?jiān)趦?nèi)外壓強(qiáng)差作用下靠攏2、機(jī)翼升力原理飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下向前飛行時(shí),流過上下翼面氣流的流速不一致,上翼面流速快于下翼面,造成上翼面空氣壓力低于下翼面,從而使機(jī)翼產(chǎn)生升力,當(dāng)升力大于飛機(jī)的重力時(shí)飛機(jī)就能升空飛行了。機(jī)翼剖面示意圖平飛時(shí)機(jī)翼升力示意圖3.基本飛行原理飛行中的四個(gè)力飛行中作用在飛機(jī)上的4個(gè)力分別是升力、重力、拉力、和阻力。只要飛機(jī)升空,這些4個(gè)力就作用在飛機(jī)上。升力是流過機(jī)翼上下表面的氣流產(chǎn)生的一個(gè)向上的升力。機(jī)翼向前運(yùn)動(dòng),會(huì)使上下翼面所承受的壓力產(chǎn)生差異。上翼面壓力小,下翼面壓力大。由于升力的存在,飛機(jī)才能脫離地面,在空中飛行。重力的方向與升力相反,它是由于地球引力產(chǎn)生的一個(gè)向下的力。拉力是促使飛機(jī)在空中向前飛行的力,它的大小主要決定于發(fā)動(dòng)機(jī)功率的高低。由于空氣的存在,飛機(jī)在空中飛行時(shí)會(huì)受到大氣分子的阻礙,這個(gè)阻礙就形成了和拉力相反的阻力。飛行中的四個(gè)力飛機(jī)的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸飛機(jī)的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸并不是真實(shí)存在,而是三個(gè)假象的軸線。所有的飛機(jī)動(dòng)作都圍繞這三個(gè)軸中的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)生的。它們分別稱為縱軸、橫軸和立軸。飛行的三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸當(dāng)飛機(jī)偏轉(zhuǎn)副翼時(shí)飛機(jī)開始縱軸滾轉(zhuǎn)向左壓桿當(dāng)拉動(dòng)尾翼升降舵時(shí)飛機(jī)爬升向后拉桿第二章遙控航模飛機(jī)的制作M60遙控航模飛機(jī)航模制作最大的難題是材料,由其是中小學(xué)生很難找到專業(yè)的航模材料。為了解決這一難題教大家制作一種采用KT板或吹朔板等材料制作的M60遙控模型飛機(jī)。M60遙控模型一、主要規(guī)格

01.全長：450mm

02.翼展：600mm

03.動(dòng)力：?jiǎn)伟l(fā)

04.螺旋漿：?jiǎn)螡{05.舵機(jī)：升降及副翼

二、M60設(shè)計(jì)圖〔詳解

1.機(jī)身側(cè)板〔5mmKT板×2

2.機(jī)身底板〔5mmKT板×1

3.機(jī)身上蓋板及水平尾翼

4.機(jī)身垂直尾翼5.補(bǔ)強(qiáng)板

覆板圖〔50CM×50CM6.主翼〔1mm吹塑紙三、主機(jī)翼的制作1.主翼各組件<1>舵機(jī)固定座<5mmKT板>

<2>副翼連動(dòng)桿套管<塑料片制作>

<3>肋片<5mmKT板>

<4>副翼<5mmKT板><5>主翼展開<1mm吹塑紙>

<6>舵機(jī)<7>碳纖棒<直徑2mm長600*1、400*1><8>木片<長、寬、高600*5*1mm>2.在1mm吹塑紙上畫出主翼主要尺寸,肋片間隔為50mm,碳纖棒補(bǔ)強(qiáng)位置為距離主翼底部80mm處3.副翼連桿固定座

<1>.雙面膠帶

<2>.塑料片

<3>.1mm鋼絲

<4>.1.5mm鋼絲4.制作步驟<1>塑料片貼上雙面膠。

<2>塑料片對(duì)折,中間加1.5mm鋼絲。

<3>以衛(wèi)生筷子壓平后套上1mm鋼絲的樣子。5.使用雙面膠將桿固定座粘上主翼。注：兩個(gè)固定座之間的寬度要與舵機(jī)臂的寬度相同。6.制作肋片<1>600mm/50mm=12,總肋片需14片。

<2>翼根135mm,翼端105mm。

<3>切好並貼上雙面膠的山肋片。肋片可用小刀進(jìn)行切割,使用熱切割器效果更佳。7.碳纖棒固定

<1>.使用膠帶將2mm碳纖棒固定在主翼。

<2>.使用雙面膠粘上舵機(jī)固定座并在主翼中挖好孔。注：中央補(bǔ)上5mm肋片便于主翼兩面接合。8.固定肋片

<1>依序固定好肋片,間隔50mm。

<2>在肋片上端補(bǔ)上400mm的碳纖棒。

<3>下端貼上1mm的木片。9.撕開所有的雙面膠帶,並在肋片上塗上苯板膠接合主翼。翼面壓上適當(dāng)重量使膠水與翼面緊密接合,約一小時(shí)即可。10.使用1mm的鋼絲制作副翼連動(dòng)桿,並量好連動(dòng)桿與副翼接合的位置。11.副翼連桿孔制作<1>.利用1mm鋼絲挖孔。

<2>.利用1.5mm鋼絲擴(kuò)孔。

<3>.在1mm鋼絲上反向卷上白色膠帶。

<4>.在白色膠帶上涂上苯板膠並推入副翼連桿孔中。

<5>.抽出1mm的鋼絲並剪掉多余的膠帶,完成副翼連軸孔的制作。注：副翼下方要切斜角。12.主翼與副翼接合<1>.使用透明膠帶粘接主翼與副翼。

<2>.副翼與連桿固定的情形。13.主翼與副翼接合完成。四、機(jī)身制作

1.KT板切割

<1>.5mm機(jī)身側(cè)板兩片。

<2>.5mm機(jī)身第一隔板。

<3>.5mm機(jī)身第二隔板。

<4>.5mm機(jī)身上蓋板。

<5>.5mm斜切主翼座補(bǔ)強(qiáng)板。

<6>.5mm機(jī)身上蓋板及水平尾翼。

<7>.5mm機(jī)身垂直尾翼。

<8>.5mm機(jī)身底板。

在機(jī)身側(cè)板上挖「主翼固定桿插孔」,並利用利用塑料片加雙面膠補(bǔ)強(qiáng)。3.利用彩色膠帶上色並補(bǔ)強(qiáng)。4.藍(lán)色膠帶斜切。5.水平、垂直安定翼造型。6.馬達(dá)固定座。7.馬達(dá)固定座及第一、第二隔板。

注：

1.利用苯板膠粘合。

2.木條與珍珠板之間再加塑料片補(bǔ)強(qiáng)。馬達(dá)座與機(jī)身側(cè)板接合。9.再粘上另一邊的機(jī)身側(cè)板。10.使用雙面膠接合機(jī)身側(cè)板與機(jī)身底板,並利用衛(wèi)生筷倒角。11.倒角完成,並在側(cè)板與底板接合的前端與后端貼上透明膠帶。注：

1.經(jīng)歷多次飛行之后,雙面膠帶接合的頭尾處有時(shí)會(huì)綻開。補(bǔ)上透明膠帶后強(qiáng)度會(huì)加強(qiáng)。

2.在有倒角的情況下膠帶的接合會(huì)更緊密。12.利用束帶將馬達(dá)固定在馬達(dá)座上,並于事先挖好的主翼固定孔中裝上2mm的碳纖棒。13.制作機(jī)頭罩

<1>.豆?jié){杯,底部直徑45mm。

<2>.底部剪開,高度減為60mm。

<3>.利用吹風(fēng)機(jī)加熱整型。

<4>.整型后的樣子。

<5>.加上彩色膠帶。

14.機(jī)頭罩與機(jī)身組合。15.升降舵裝上舵角片注：升降舵與水平翼之間要開槽斜切,背面利用透明膠帶補(bǔ)強(qiáng)。16.電子零件配置。<1>.升降舵拉桿。

<2>.9G舵機(jī)。

<3>.舵機(jī)延長線。

<4>.塑料片加魔鬼貼,固定電池用。

<5>.接收器。

<6>.亞拓前拉直驅(qū)馬達(dá)。

<7>.電調(diào)塞在里注：接收及舵機(jī)利用泡棉式雙面膠帶與機(jī)身側(cè)板粘接。17.準(zhǔn)備接合上蓋板及水平翼。18.裝上垂直翼完成機(jī)身制作。裝上舵機(jī)及連桿。15.正面補(bǔ)強(qiáng)及涂裝,完成主翼。五、機(jī)身主翼組合1.貼上主翼固定座。2.全配重量〔含7.4_800mah鋰電,<270g。3.完成M604.從正面看第三章航模設(shè)備發(fā)射機(jī)與接收機(jī)1、發(fā)射機(jī)就是遙控器,它的作用就是發(fā)出操作指令通過天線傳出去。發(fā)射機(jī)根據(jù)他的功能和通道數(shù)分為很多種,一般航模發(fā)射機(jī)至少是四通道的,〔油門、副翼、升降舵、方向舵。標(biāo)準(zhǔn)四通道發(fā)射機(jī)2、接收機(jī)是裝在飛機(jī)上的,它的作用是接收發(fā)射機(jī)發(fā)出的指令然后分配給對(duì)應(yīng)設(shè)備,接收機(jī)和發(fā)射機(jī)里面都有匹配頻率的晶體,接收機(jī)根據(jù)發(fā)射機(jī)通道的不同上面的插口也是不同的。六通道接收機(jī)注：什么是通道通道也稱Ch,簡(jiǎn)單地說就是指控制模型的一路相關(guān)功能。例如前進(jìn)和后退是一路；左右轉(zhuǎn)向是一路；空模中的升降也是一路。還可以是一組控制其他動(dòng)作的〔如炮塔的左右；上下俯仰；鳴笛、亮燈等,但是各個(gè)通道應(yīng)該可以同時(shí)獨(dú)立工作,不能互相干擾。固定翼飛機(jī)還要控制水平尾翼〔升降的通道和控制付翼〔作橫滾等特技動(dòng)作的通道；直升機(jī)更要增加陀螺儀用的通道。在電子混控〔ElectronicalMixing模式下,6個(gè)通道的功能分別是：第一通道：連接控制副翼〔側(cè)傾的舵機(jī)第二通道：連接控制升降〔俯仰的舵機(jī)第三通道：連接控制油門的舵機(jī)〔對(duì)電動(dòng)直升機(jī)而言,就是電子調(diào)速器第四通道：連接陀螺儀或控制尾槳的舵機(jī)第五通道：閑置或連接陀螺儀〔具有雙重感度切換功能的才需要第六通道：連接控制副翼〔側(cè)傾的舵機(jī)舵機(jī)舵機(jī)是用來控制舵面的設(shè)備。舵機(jī)的搖臂和舵面中間用連桿連接,當(dāng)接收機(jī)接收到指令后發(fā)送給舵機(jī)從而拉動(dòng)舵面。級(jí)別用G表示,常用有5G8G9G5G舵機(jī)電子調(diào)速器動(dòng)力的輸出大小是由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來確定的,而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就是由電子調(diào)速器控制。發(fā)射機(jī)油門的高低位置通過無線電信號(hào)被飛機(jī)上的接收機(jī)所接收解碼后,傳輸?shù)诫娮诱{(diào)速器,調(diào)速器根據(jù)信號(hào)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。電調(diào)根據(jù)電機(jī)種類分為有刷和無刷。電調(diào)大小用A來表示。40A無刷電調(diào)四、電機(jī)電機(jī)分為無刷電機(jī)和有刷電機(jī),無刷電機(jī)又分為內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子。決定電機(jī)功率除了直徑外還取決于線圈匝數(shù)。線圈多馬力大但轉(zhuǎn)速低,線圈少轉(zhuǎn)速高但馬力小。無刷電機(jī)用KV表示。KV值越高轉(zhuǎn)速越快。外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)五、動(dòng)力電池大多數(shù)航模飛機(jī)上用的都使用串聯(lián)鋰電池,用S表示2S為兩塊串聯(lián),即7.4V,3S為11.1V。電池的容量用mAh表示,容量越大使用時(shí)間越長,但重量越重。需要注意的是,航模用的鋰電池不能過充或過放,如果電池充電時(shí)間太長和使用電池到最低電壓就會(huì)對(duì)電池有影響。航模電池上標(biāo)的C值是電池瞬間最大放電量,C值越高電池的瞬間放電量就越大。11.1V2200mAh15C第四章航模模擬器〔簡(jiǎn)介目前隨著電腦的不斷普及,電腦已進(jìn)入了航模飛機(jī)的飛行領(lǐng)域?，F(xiàn)在的航模愛好者可以利用電腦上的模擬飛行軟件,在電腦的屏幕上放飛自己的愛機(jī)。模擬飛行軟件已經(jīng)不是游戲軟件,它引入了空氣動(dòng)力學(xué)原理,在模擬飛行過程中要根據(jù)飛行情況通過空氣動(dòng)力計(jì)算來把模型飛機(jī)的姿態(tài)動(dòng)態(tài)地顯示在屏幕上。在模擬飛行軟件中還可以設(shè)置氣象干擾條件,使飛行更加逼真、更加有趣。而且,使用模擬器可以避免摔機(jī)從而節(jié)約新手入門的成本。下面為大家介紹一款免費(fèi)的飛行模擬器軟件FMS。FMS〔FlyingModelSimulation飛行模型模擬器,是由德國航模愛好者開發(fā)的免費(fèi)軟件。目前版本是FMS2.0beta7.可以在Windows9x/ME/NT/2000上使用,也可以在WindowsXP上使用。FMS的最大優(yōu)點(diǎn)是在操縱方式上很靈活,可以使用鍵盤、游戲操縱桿、專用的仿真操縱器和模型用無線電遙控器。不像一些其它軟件那樣必須使用無線電遙控器和帶"加密狗"的專用接口器,