漫谈电动自由飞模型

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电动自由飞模型飞机便于组装、成本低廉，适合在青少年航模爱好者中普及。1999年，电动自由飞项目被列入“飞向北京-飞向太空”全国青少年航空航天模型教育竞赛后，虽每几年就会有新产品推出（图1～图3），组委会也会根据实际情况，对参赛模型的升力面积、电机功率、充电时间等作些微调，但竞赛 内容基本没变——测试留空时间。笔者在长期教学活动中，从机体组装、动力系统、放飞等方面总结了一些宝贵经验，十分有利于提高飞行成绩。下面，与读者一起分享。

一、组装模型

电动自由飞模型飞机组装十分简单（本文以“米奇”模型为例），通常按说明书几分钟即可完成。但在组装过程中，需要给模型“瘦身”，以减轻整机重量，延长留空时间。

由于电动自由飞模型的电机、电池和开关等电路系统均集成在机头内，为保护这些装置，注塑成形的机壳强度过大、偏重，对留空时间有一定影响，因此要对塑料机头减重。

用直径2.5～3mm的钻头在机头后部钻孔（图4）。钻孔时保持孔距一致、深度适中。尤其在钻电池附近的机壳时要多加小心，避免伤到电池。这些孔除了减重，还可有效解决电池的散热问题（图5）。

将尾翼处的塑料件与木质机身粘接在一起，因该部位对强度要求不高，故可多打些孔（图6）。但该处的塑料件较薄，所以操作时须格外小心。

塑料机轮也要用直径2mm或2.5mm的钻头开减轻孔（图7）。此外起落架钢丝要剪短一些。

这些部分减重完成后，就可按照图纸组装模型了。为进一步减重，模型飞机的涂装贴纸可省略不贴（图8）。

二、选配动力电池

模型内部的动力电池通常是镍氢电池（图9），容量大、内阻小、性能优良。比赛时，须先用4节5号电池为模型的动力电池充电，时间为1分钟。

笔者做过多次实验，若使用优质大容量镍氢电池为模型充电1分钟，静气流下模型可飞行约60秒，与规则规定的“每轮最长测定时间为 90 秒”相差甚远。那么，怎样才能提高自由飞模型在静气流中的飞行时间呢？答案是：在规定动力电池容量的前提下，使用更大容量的电池充电，使其电量充足，就能提高模型的飞行时间。

另外，减小电阻和提高充电电压，都可增大充电电流，提高动力电池的充电量。

在实际操作中，选择内阻较小的镍镉（图10）或镍氢电池（图11）为模型充电，即能实现增大充电电流的目的（内阻不是定值，可在一定范围内变化，并且随电压的变化也是非线性的，与电池使用状态有关，新、旧电池的内阻差别也比较大）。

镍镉电池的容量虽比镍氢电池稍低，但在实际测验中，优质单体镍镉电池的放电电流可达到15A，而镍氢电池只有12～13A。按规则，比赛共进行2轮，取最好一轮做最终成绩。一场比赛只需充2次电，镍镉电池的容量完全可以满足比赛所需。

如果从提高电压的角度考虑，用锂离子电池（图12）做充电电池最理想。因其单体标称电压为3.7V，充满电后电压可达4.2～4.3V，约是镍镉电池的3倍。电动自由飞模型飞机的充电盒可串联安装4节锂离子电池（图13），提供了很大的充电电流。若用这4节锂离子电池充电1分钟，模型在室外静气流中可飞行约150秒，远超比赛规定的最大测定时间。

但有一点需注意：大电流充电会产生大量热量，可能烧坏导线或电池盒内的弹簧，导致短路或接触不良，进而烧坏锂离子电池。

为防止这些意外发生，需更换直径更粗的导线，或充电时打开电池盒盖，增大散热面积。

此外，还需购买没有保护措施的锂离子电池。因为带保护板的锂离子电池，当电流达到某一峰值后系统会自动保护，使电路断路，无法完成充电。而没有保护措施的锂离子电池在大电流放电时虽然对电池寿命有一定影响，但对于比赛而言，这点损耗就不算什么了。

综上所述，选择充电电池时，锂离子电池最理想、镍镉电池居中、镍氢电池次之。

三、飞行

1.飞前检查

模型装配好准备升空前，须进行仔细检查。手持模型保持水平，从不同角度观察机翼上反角度是否一致，机翼是否平直、有无变形、扭曲（模型机身是注塑成形产品，易被压弯变形，导致机翼扭曲，需仔细观察、调整），安装是否牢固，加强片与机翼是否紧密粘接；平尾是否安装完好，有无扭曲变形；垂尾是否牢固等。

2.手掷试飞

手掷试飞的目的是观察模型飞机的滑翔姿态。为保证模型的安全，最好在草地上进行。选择微风或静气流环境，右手捏机身（模型重心处），高举过头顶，放平模型机翼，机身稍稍向下倾，用中等力度逆风直线掷出，然后观察其滑翔姿态，判断模型是“头重”还是“头轻”，是“转弯”还是“直行”，并做相应调整。

3.动力试飞

首先用小动力试飞，目的是观察模型的爬升姿态。给模型充电约30秒后，水平方向掷出。由于充电时间较短，模型动力不足，因此是以小角度缓慢爬升，然后平飞，最后转入滑翔飞行。

对大多数成品自由飞模型而言，滑行姿态基本都正常。但经过减重的模型，重心位置发生了变化，机头较轻，可能会出现波状飞行，可在机头前端增加点配重或将起落架向前掰一些。

小动力试飞时还要观察模型飞机的盘旋半径。可调整方向舵向右稍偏转，使模型飞机向右盘旋飞行。盘旋半径以30米左右为佳。

4.训练与提高

动力试飞完成后，就可进行飞行训练了。时间通常选在清晨或傍晚，此时气流稳定，适合模型飞机飞行及对其进行进一步微调。

电动自由飞模型的出手方式十分重要，若处理不好，不但会严重影响飞行成绩，有时还会损坏模型。电力充足时，模型的出手角度控制在10°～15°。如果出手角度过大，模型可能会失速，轻则影响飞行质量，重则摔断螺旋桨！

静气流中滑翔正常的模型，在乱气流中可能会出现“头轻”现象，这时可适当增加机头重量，减小气流对模型的扰动。