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浅谈遥控精准特技模型飞机的器材、安装与调试(3)

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5.其它附件简介

在特技模型飞机装配过程中,螺旋桨、桨罩、舵面摇臂、连杆接头与尾轮等附件的选择也不容忽视。对于油动特技模型飞机,还涉及到油路系统的一些专用配件。这些附件都比较考究、做工精致,其中固然有“好马配好鞍”的因素在内,但更重要的是能提高系统性能及可靠性。

果使用FZ-110S或FZ-115S发动机作为110级别油动特技模型飞机动力,可选用APC 15×10、15×11(110S)或APC 15×12、16×8至16×10(115S)尼龙螺旋桨(直径×桨距,单位为英寸,下同)。如果使用OS FSα-110-P发动机,螺旋桨规格可酌情缩减为14×8到15×8。而使用DZ160、DZ170或DZ175发动机时,可选用APC 18×12至20.5×10.5等规格尼龙螺旋桨。选配过程中,一方面应注意螺旋桨规格是否与发动机适配,另一方面也可有针对性地按照个人飞行风格来选择:如风格以舒缓为主,可选择大直径小桨距的螺旋桨;反之,可偏重于小直径大桨距的螺旋桨。

110级别电动特技模型飞机通常使用8S动力电池,根据电机KV值不同,可酌情选用17×10至18×12之间的电动螺旋桨,材质可为尼龙、木质或碳纤维。其中APC-E系列电动螺旋桨和JXF榉木电动专用桨是价廉物美的选择。170级别电动特技模型飞机一般使用10S动力电池,螺旋桨的选择范围在19×13到21×14之间。在这种级别的模型飞机上,通常对性能的考虑优先于对成本的考虑,故普遍选用碳纤维材质螺旋桨,具有效率高、重量轻的优点。其中Falcon 20.5×14.5 V2和21×14 V2碳纤维桨,重量更是低于50g,已经成为赛场上的新宠(图35)。

桨罩的选择要兼顾实用与美观。特技模型飞机机头的设计决定其桨罩的直径:110级别油动特技模型飞机的桨罩直径通常为63~75mm;170级别油动特技模型飞机的桨罩直径通常为75~90mm;电动特技模型飞机的桨罩直径与同级别油动特技模型飞机相当或略小。因为启动油动特技模型飞机需要使用启动器,所以在保证轻量化的前提下,桨罩还应具有一定的强度和耐磨损性能。国内模友一般多使用带有铝合金底座的尼龙桨罩。这类桨罩具有重量轻、强度好、外形美观和不易磨损的优点,例如TY1和Gemfan的产品(图36)。电动特技模型飞机的桨罩不需要考虑耐磨损性能,故多选用碳纤维材料桨罩。为了有效冷却电机并兼顾美观,往往还需在桨罩上按照实际螺旋桨轮廓和电机冷却需求进行镂空加工(图37)。

特技模型飞机的舵面摇臂形式多样、款式各异,以纤维摇臂和金属摇臂最为常见。纤维摇臂重量轻、结构简单、成本低,但需要在机身上开安装槽,未预留槽位时略显不便,且后期的个性化调整余地不大(图38)。此类摇臂在欧美特技模型飞机设计中

比较常见,需使用优质高强度环氧树脂胶粘接,而且摇臂粘接面应有开孔,使胶液凝固后形成销钉结构,以保证粘接强度(图39)。特技模型飞机上常用的金属摇臂有两种:CNC铝合金三角摇臂和铝合金圆锥形摇臂(下文简称为三角摇臂和圆锥摇臂)。三角摇臂使用自攻螺丝,定位简单,安装时不需要钻通孔固定,在操纵面较厚的情况下尤为便利;但对安装位置的结构有一定要求,常以表面层板内衬轻木较为适宜(复合材料模型飞机也应保证有类似的结构)。三角摇臂一般用于特技模型飞机副翼舵面(图40),也可用于升降舵或方向舵。圆锥摇臂需要在操纵面上开通孔,通常舵面对应位置镶有圆形硬木,结构牢固可靠,通常用于特技模型飞机升降舵与方向舵(图41)。另外,连接舵面摇臂与舵机摇臂的连杆接头也不能忽视,应保证强度高、重量轻、虚位小,结构稳定可靠,塑料部件在低温条件下也能保持强度和韧性,不至于变脆断裂。从类型看,这类接头可选择球头和轴承接头(图42上和中)。在日本还有罕见的球头轴承舵角,兼有上述两种接头的优点,可惜在其他国家难觅其踪迹(图42下)。从品牌看,可优先选用Tettra、Hirobo、K&S、MK及Dubro等产品,以保证性能和可靠性。

特技模型飞机尾轮是展示设计风格的重要一环。对尾轮的大致要求是:尽可能降低重量,以减少模型飞机的俯仰惯量;其与方向舵舵面使用弹性元件连接,以避免着陆时(特别是侧风情况下)所受冲击传递到方向舵及方向舵机;保证运转流畅,例如在轮毂上设置微型滚珠轴承。图43为两款高档特技模型飞机尾轮。

油动特技模型飞机的油路系统附件主要包括油箱和油滤。油箱最重要的是气密性。在使用YS FZ系列发动机时,因为其独特的油箱增压原理,工作时油箱内部气压远远高于外部环境,且时时变化,所以油箱内会产生很大的交变应力,如果使用质量一般的油箱,甚至可能因为内部应力而开裂。建议选用Tettra、K&S及Dubro等产品(图44、图45)。前文已介绍过YS FZ系列发动机的实用油路,可使用优质的三通油滤(图46)代替图15所示的三通接头,以简化油路。

三、遥控特技模型飞机的装配要点

为使遥控特技模型飞机飞得“准”、飞得“正”。先期的总体设计、零部件选择至关重要。但仅此并不够,还需要正确的安装

与准确的调试才能保证特技模型飞机精准特性的最大程度发挥。现在各种特技模型飞机琳琅满目,其总体设计、动力布置、伺服系统与机翼款式各不相同,很难在短短的介绍中面面俱到。弱水三千,取一瓢饮,笔者特以110级别油动特技模型飞机为例,着重发掘特技模型飞机的共性,对装配要点进行简单的总结。

在针对舵面传动进行细节介绍之前,可基于特技模型飞机飞行动作时实际舵面幅度,在不增加舵机不必要行程和不增加舵机过多负荷之间取舍,对舵面操纵的传动比应有全局的考虑。传动比因机型和个人习惯而异,但也有共同点可循。在此给出一款著名170级别特技模型飞机(Proline机型,设计者为秋叶洋一郎)的推荐设置(表1),供读者参考。

1.副翼舵面安装及调整

首先按照常规方法对舵机安装位置进行处理:将副翼舵机试装入机翼,在舵机固定层板上确定舵机固定螺丝的位置。取出舵机,用钻头为1~1.2mm的手钻在该处钻4个小孔(图47)。预钻小孔的工序不可因贪图方便而省略,否则将无法加固固定位置,且后面安装自攻螺丝时也会吃力许多。使用502、101等瞬干胶加固小孔,并顺便在舵机安装层板与机翼的粘合部位点胶,以有效增加副翼舵机的固定强度(几乎不会增加任何重量,图48)。最后,将副翼舵机固定在机翼上(图49)。

随后安装副翼三角摇臂。三角摇臂有不同规格,以安装孔至安装平面的垂直距离表示。选择三角摇臂规格要有前瞻性,在副翼连杆安装完毕后,以连杆与舵机舵盘基本平行为宜。对于110或170级别特技模型飞机,摇臂规格一般为20~25mm。安装副翼摇臂第一步,是借助遮盖胶带纸(俗称美纹贴纸),将副翼舵面定位于中立点(图50),并在三角摇臂安装位置标示出硬木加强区域的边界(图51)。将舵机摇臂置于和铰链平行的位置,并在贴纸上做垂直于铰链的直线标志。在此直线上移动三角摇臂,使其安装孔朝机翼方向的垂线通过铰链中心,进而确定三角摇臂安装位置(图52);三角摇臂使用自攻螺丝固定,同样需要预钻小孔并加强(图53)。安装好的三角摇臂如图54。

安装好舵机及三角摇臂,两者相对位置已经确定后,选择合适长度的双头螺纹连杆与连杆接头完成副翼传动系统的安装。连杆接头可选用轴承接头(图55),也可使用合适规格的球头(图56)。装好的副翼传动系统见图57。再次检查安装是否正确,即是否符合合理传动的两个必要条件:连杆与舵机摇臂平面基本平行;三角摇臂连接点垂线通过副翼铰链中心(图58)。

如初学者容易犯两个错误。一是按照习以为常的舵机安装方式,将副翼专用舵机输出轴一端远离副翼舵面,破坏了传动的合理性。笔者在浏览国内某模型论坛时,曾发现有初学者在安装110级别电动特技模型飞机时,将副翼专用舵机装反。二是使用轴承接头时,不能正确辨别其安装方向,出现图59右侧所示错误安装。从结构看,轴承普遍是单向嵌入尼龙支架,可能意外脱出(即使是MK、Hirobo等一流品牌的产品也不例外)。按照图59右图的安装方法,存在轴承脱出、传动失效的隐患,这在飞行过程中无疑是灾难性的。图59左侧为相对合理的安装方式,轴承可能脱出的方向被摇臂(舵机或舵面摇臂)阻挡,还可施加螺丝胶或采用防松螺母,增加可靠性。

(未完待续)