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1、自制飞机机翼（木头为例）2008-11-25 11:49:59 来源： 作者：【大中小】 评论：1条& 材料和工具：1mm桐木片，3mm桐木片，砂纸板、手工锯、刻度尺、壁纸刀等。知识介绍：木片的切割方法1mm桐木片切割时应在同一切割部位反复切割10次左右将其切断，这 样切口比较平整。制作：图411一、机翼桐木片 210mmx55mx3mm图412用壁纸刀切掉阴影部分打磨成平凸翼型，先用铅笔在木片上画出操作线。图41 3机翼的断面形状用锉或粗砂纸板将阴影部全部磨掉，然后用砂纸板把机翼的全部棱角磨 圆滑，使之成为平凸翼型。注意后缘不宜过薄，后缘过薄会造成高速弹射时后缘抖动造成模型不能 正常飞行。把
2、手工锯平放在中线上，来回拉锯子将其锯断。图414用砂纸板从上向下反复打磨断面处将其打磨出一个平直的斜面。如图将机翼需打磨倾角的一端放在桌子边上，探出桌子边约1-2mm, 另一端翘起，翘起角度为上反角。2机身选用300mmx15mmx3mm木条一根在距机头100mm处做长为55mm的凹槽。先在中间切一刀，要直，然后从两侧的中间剖切。3.水平尾翼和垂直尾翼切完后的断面形状，深度大约为1mm左右。为防止制作者制作凹槽失 误，可先切凹槽，再切机身外形，这样一个木条可提供两次切凹槽的机会。1Li.图 4 1 7如图切成水平尾翼和垂直尾翼两部分，再将阴影部分切除、打磨。第二节粘接材料和工具：打磨好的弹射模
3、型飞机各部分、502胶、刻度尺、模具等。知识介绍：弹射模型飞机在飞行调整中的主要问题是高速弹射上升和低 速滑翔下降之间的矛盾。一般弹射模型飞机的弹出速度可以达到40米/秒左右， 而滑翔下降速度只有8米/秒。如果其他情况不变，在上升或下降这两种飞行状 况下，它们的升力可以相差24倍。这就是弹射模型飞机在弹射爬升阶段常常会 发生翻筋的主要原因。下面介绍几种防拉翻的方法。1.可控水平尾翼图4 2 1可控水平尾翼它的关键部分是水平尾翼的控制机构。在水平尾翼前面有一个活动部分，活 动部分的铰链用薄绸粘成。在机身后部绑一根用直径0.3毫米左右的钢丝制作的 弹簧，弹簧的另一端压在水平尾翼的活动部分上，如图。
4、可以通过调整钢丝的直 径、弹簧的形状和长短来调整弹簧对水平尾翼活动部分的压力，使模型飞机在弹 射爬升时，水平尾翼活动部分在气流的作用下抬起增加水平尾翼升力，克服模型 飞机抬头。在滑翔的过程中，水平尾翼活动部分在弹簧的作用下复位，在正确姿 态下滑翔。2.可折机翼图4 2 2几种折叠机构可折机翼的弹射模型飞机，可以像一支箭一样直线上升，到达一定高度 以后再自动张开机翼滑翔。这种模型飞机试飞时只要把滑翔调整好，并保证机翼 折叠展开机构的可靠性，弹射上升是不需要调整的。常见的折叠机构有转90向 后折、分节折、变后掠等几种。转90向后折。就是上升时直接靠空气阻力使两个机翼紧贴在机身上， 到达最高点后再把
5、机翼张开。这种机构的优点是简单可靠，缺点是上升时阻力大, 不用大力量弹不高。变后掠，这样机构可以使模型手机在弹射上升时机翼后掠,滑翔时前伸。 在模型上升的后期，由于速度降低，向下压水平尾翼的气流动力减小，在弹簧的 作用下，水平尾翼上抬，同时带动两个原来锁紧两机翼的销子逐渐从机翼上拨出 来，机翼在弹簧或者橡筋的作用下向前伸开，然后以较小的后掠角滑翔。分节折。这种机构是横着把机翼分成几节，用弹簧和铰链连起来。弹射 前把机翼一段一段地折好并用钢丝卡钩卡住，卡钩上有一小块阻力板，模型飞机 高速弹射上升时阻力板压着卡钩使机翼保持折叠状态，模型飞机上升到一定高度 后，速度下降，阻力板的压力减小，卡钩弹开。
6、机翼在弹簧的作用下，自动张开, 模型飞机进入滑翔状态。3.水平尾翼下面安装三角木块的方法来克服弹射拉翻现象。图423这种方法结构简单，调整起来不难，学生也容易掌握，采用这种方法可 以提咼弹射咼度。三角木块的大小需自己反复调试方可发挥其应有的作用。4、头部加整流片以防止拉翻升力里力图 4 24当我们明白弹射模型飞机的俯仰平衡原理后，我们可以在模型的头部加 装整流片，在高速弹射时给模型一个向下的力f,就能有效防止模型拉翻。粘接方法同上一次粘接方法。第三节放飞学具：弹射模型滑翔机，弹射棒（或橡筋）秒表等。知识介绍：介绍几种弹射模型滑翔机图纸-3-4图100若会60图24 弹射模型飞机制作示意图图43
7、2图433icevPIT的一般设计PIT弹射模型滑翔机应具有高速上升和低速滑翔的性能特点。因此, 在设计时与其他模型飞机有所不同。PIT 一般设计步骤是：1机翼，水平尾翼;2.尾力臂与重心位置;3.机身、 机翼上反角、垂直尾翼;下面就设计时要考虑到问题以及计算方法说明如下：MUU时礬$曲牺鱷楸喘 rsil駝叫疏臨!MRxswiftPF时耐脚图 4 34附录一、机翼和水平尾翼的设计机翼的平面形状大体可以分成三种：矩形、梯形（或称渐缩形）、椭圆 形（如图一）。论其气动性能，椭圆形的最好、矩形最差。椭圆形机翼的翼尖诱 导阻力比前两都都小，有利于高速上升和滑翔，但制做比较费事，尤其是初学者 不容易把它
8、的形状做得很准确，所以，一般PIT多采用梯形机翼。因为它在制作 和性能方面都具有优点。如果在梯形机翼的基础上，将翼尖做成圆弧形的效果会 更好（如图二）图1竞赛规则规定：“PIT最大翼展不得大于200mm，以此作为设计的基 点，然后考虑展弦比（即翼展/翼弦），再确定翼弦尺寸。PIT的展弦比一般在 4-5中间，但这不是绝对的。从理论上讲，展弦比大，机翼的升阻比也大，展弦 比小则反之。而机翼升阻比的大小是衡量模型飞机性能好坏的一个标志。但是， 在限制了翼展的条件下，追求过大的展弦比只能减小翼弦。这必然导致机翼面积 缩小。翼载荷增大，影响模型飞机的滑翔性能。水平尾翼设计：水平尾翼面积一般是机翼面积的4
9、0%左右。PIT平尾所 占的比例显得略大一些，这是为了适应弹射上升所采取的布局，当然有些PIT采 用了可变迎角的水平尾翼结构或平尾后缘加斜面阻力块的方法，以克服模型高速 上升时过大的抬头力矩。这类PIT在升力面积的布局上追求牵引、橡筋、自由飞竞时模型飞机的 分配原则，采用小平尾、长尾力臂，虽有利于滑翔，但对少年儿童来说，调整难 度过大。水平尾翼面积的计算式为S尾=40%S升力面积水平尾翼平面形状设计类同于机翼，这里就省略不谈了。二、确定尾力臂和重心位置模型飞机重心位置的确定，实质上是俯仰力矩平衡的计算，俯仰力矩平 衡的条件为：Cy机S机l=Cy尾Sy尾L注：Cy机一机翼升力系数；Cy尾一水平尾
10、翼升力系数；S机一机翼升 力面积；Sy尾一水平尾翼升力面积;1一机翼压力中心（机翼均弦长的前30% 35% ）至重心的距离;L尾力臂（重心至水平尾翼平均弦长前25%处的距离）。PIT机翼与平尾的安装角差设计为零（即：机翼安装角和平尾安装角二 0度）。由于模型飞机滑翔时的Cy尾为0.120.14,机翼为平凸翼型，故Cy 机取0.2。S机和S尾刚才已经设计确定，所以关系式中的未知数只有I和L, 故确定L尾力臂。也就可以计算出I的数值，重心位置也就自然确定下来了。那么L定多少合适呢？有两种方法：一是根据机翼翼展的长度来设计确 定，这样机身长和机翼长可成适当比例，一般L取翼展的3/5左右;二是取机翼
11、平均弦长的2.5倍至2.9倍之间的数值来确定L,不管采用竺种方法，最后设计 确定的重心位置，最好不要超出机翼后缘，也就是说L值不要过大;否则俯仰安 定系数减小，降低模型飞机的俯仰安定性能。确定了 L，就可利用俯仰力矩平衡的关系式计算出机翼压力中心到重心 的距离l,l求出，重心位置也就确定了，PIT的重心多位于机翼后缘靠前一些。在考虑模型飞机的俯仰性能时，还可计算一下俯仰安全系数，作为衡量 俯仰安全性能好坏的一个参数。如利用公式A=S尾.L/ S机b将平均翼弦b作为其中一个参数的话， PIT的俯仰安全系数A 一般在1-1.6之间，如果利用A= S尾L/ S机|式计算， 所得俯仰数值A比利用前一式
12、大。三设计机身、机翼上反角和垂直尾翼PIT机身设计非常简单，主要考虑机头长短和翼台高低，关于机身的侧 面形状列举几种（见图三）。供大家参考。机头的长短关系到模型飞机动安定性的好与坏。选择得过长，波状时惯量太大不易迅速恢复正常滑翔，动安定性能不好，尽管如此，PIT的机头设计，大部 分还是比较长的，约是机翼翼展的2/5左右。PIT机翼的安装均为上翼，即安装于机身的上面。但论其翼台可分高翼 台和低翼台两种。凡机翼安装在水平尾翼翼弦沿长线以上者，称为高翼台;反之 称为低翼台。采用高翼台安装机翼，模型飞机的重心偏低，侧倾斜的恢复力矩较 大，容易摆平（在与低翼台机翼上反角相同的情况下）。PIT的机身侧面宽
13、度大 多在15mm左右，太宽了机头面积过大，会影响模型飞机的侧风滑翔性能。机翼上反角的确定要同翼台的高低相配合，采用高翼台时，上反角就应 该小一些，采用机翼上反角一般设计在15 20的范围内，机翼上反角增大可 使模型飞机的重心降低，增加侧倾斜状态时的恢复力矩，但是机翼上反角过大， 也会出现另一种不良飞行现象一飘摆（即左右摇摆）。飘摆是模型飞机横侧不安 定的表现，是一种不正常的滑翔状态。要考虑模型飞机横侧安定的另一个影响因素是垂直尾翼的高矮。垂直尾 翼太矮了，模型飞机滑翔时容易出现飘摆。一般垂直尾翼的高度应与机翼翼尖的 咼度接近。模型飞机的横侧安定性只是盘旋安定性的一个方面，另一个方面是方向 安
14、定性。垂直尾翼面积大小，前后位置都关系到模型飞机方向安定性的好与坏。 模型飞机的方向安定性可通过方向安定系数作为参考数值。数值越大，表示模型 飞机的方向安定性能越强;否则，则反之。计算方向安定系数的公式如下：A方向=$垂1/ S机b从上式可看出，垂直尾翼面积S垂越大，垂尾距重心位置的距离L越长， 方向安定系数值越大，模型飞机的方向安定性也越强。PIT的方向安定系数一般 取值在0.3-0.35之间。因为这类模型飞机的机头较长，机头侧面积较大（相对 而言）这是造成方向不安定的重要因素之一。故方向安定系数取得稍大一些。确定S垂，可以通过上式计算得出：式中：A方向安定系数;S垂一垂 直尾翼面积，单位cm2，L从垂直尾翼平均弦的前1/4处到重心的距离，单位 是cm。S机一机翼升力面积，单位cm2； b机翼平均弦长，单位cm，在计算之 前，还要确定垂直尾翼的位置，大多数PIT的垂尾都放置在平尾上面而且都安装 得稍后一点。这样可使其面积小一些而效能不变，如图四确
