书城工业技术征服太空之路丛书:微型航天器-航模
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第10章 航模制作与放飞(1)

航模的制作与放飞是一项实践性很强、技巧性很高的活动,在航模制作与放飞的过程中,青少年可以了解到飞机为什么会飞?飞行中如何保持平衡和安定?螺旋桨为什么会产生拉力?……再深入下去,会接触到无线电遥控飞机,可以了解基础电子知识和遥控技术的基本原理,通过参加航模活动,他们可以学到和掌握空气动力学、飞行力学、理论力学、材料力学、飞机结构、发动机构造和原理、无线电原理等有关知识,还会学到制图、木工、粘接、复合材料加工、表面处理、油漆、电工、电子以及车、钳、刨、铣、磨等加工工艺。

通过航模的设计——制作——飞行,能让青少年养成勤于动脑、善于动手的习惯,创造力得到极高提升,使其品质、心智、体力得到全面的锻炼。

12种纸飞机的叠法

纸模型飞机是航模飞机里最简单的,它用料少、构造简单,对放飞场地的要求不高,而且容易放飞成功。最简单的纸模型飞机只要一张纸,几分钟的时间就能做成。

制作纸模型飞机,如何选纸非常重要。纸用得不合适,纸模型飞机就不能飞好。对制作模型飞机的纸一般要求“平”“挺”“轻”。“平”是指没有折过的纸,卷过的纸也要压平以后再用,这样制作出来的模型平直,容易调整。“挺”是指纸要有刚性,不能软绵绵的。“轻”是指纸的重量要轻。一般用来制作纸模型飞机的纸有绘图纸、卡片纸、白板纸、书披纸等。不同类型的模型飞机,要用不同的纸制作,较薄的纸多用来制作较小的模型。

航模制作与放飞纸模型飞机的试飞不用很大的场地,在操场上,甚至在教室内都可以。纸模型一般很小(翼展大约在200毫米以下),重量轻,不能在大风中飞行。试飞的时候,可以先用手投做水平滑翔试飞。手投方法是:用手拿住机翼下面重心附近部位,使机身呈水平状态,机头稍微向下倾斜,轻轻向前水平投出。

纸飞机有多种叠法,这里我们给大家介绍其中12种叠法。朋友们不妨动手试试,看看那种飞得远。

纸飞机的折法

1.滑翔者

2.“滑翔者”二号

3.西尔克式

4.甘纳德式

5.三角洲

6.穿梭者

7.戈默兹式

8.洛克特式

9.“鹰眼”号

10.三翼飞机

11.针型飞机

12.小小攻击者制作风筝

山东潍坊风筝作坊风筝的制作工艺多种多样,你既可以先扎骨架,再画图形,也可以先画好图形再扎骨架。下面介绍的这种风筝的扎制方法就是先画好图形,再根据图形扎制骨架。

草图画完以后,用毛笔将草图描实,再给画好的草图上色。这样风筝的基本图形就展现在我们面前了。给风筝图案上色然后再在图的上面铺上一张白纸,首先画上一条中心线,然后描出图形的大体轮廓,再在风筝首、尾和中部各画一条线。风筝身体部位的骨架就是要根据这个轮廓图来烤制,也就是根据这些线条来让竹条该弯的地方弯,该直的地方直。

削制竹条做风筝的基本用料有:竹条、纸(也可以用绢、涤丝代替),捆扎用的线和乳胶,酒精灯、颜料、针线和线拐。

取一根长约一米的竹板,劈成数根一公分宽的竹条,再把每根竹条削薄。

扎制骨架的用料要合理,原则是在不影响抗压和支撑能力的原则下尽量少用料,用轻料。

用竹条扎制风筝骨架根据前面画好的图形轮廓图,现在要对劈好的竹条进行烤制,然后把烤好的竹条两端削薄,用线和乳胶把它们捆扎起来,骨架就成形了。

把扎好的骨架涂上乳胶,与画好的图纸裱糊在一起抹平。晾干后修理一下多余的纸,再把外凸的竹条削尖,风筝就算做成了。

栓风筝的角线非常关键,在颈部与身体主干的交叉点上栓第一根线。然后再在腰部和身体主干的交叉点上栓第二根线。要注意的是第一根线,即上面的线,要与风筝的平面成直角,然后在上下两根线的结合点上栓风筝线,这只风筝就可以飞上天了。

其实风筝的制作工艺并不复杂,只要您掌握了它的基本要领——扎骨架,便可以尽情地享受扎制和放飞的乐趣了。

制作竹蜻蜓

想自己动手做一个竹蜻蜓吗?请按照下面的步骤试一试。

材料与工具

1.长15厘米、宽2厘米、厚1厘米的削平竹片或轻质木块、小竹棒

2.小锯子﹑美工刀﹑直尺﹑手摇钻、快干胶水

制作步骤

1.取轻质木块一块,用锯子﹑美工刀等工具加工成长15厘米、宽2厘米、厚0.6厘米的木片。

2.用直尺测量木块中心位置点,并用笔在中心位置点做一记号,然后在中心点两边约1.0厘米处画一条线(木块的上下面都要画)。

3.用小锯子在画线的上下部分各锯出一条锯缝。要求左侧的上锯缝“外低内高”,下锯缝“外高内低”。右侧的上锯缝“外高内低”,下锯缝是“外低内高”。低端的一条锯缝深度离开木片底面0.2毫米。

4.将画斜线的部分用美工刀削成斜面,再用美工刀从左右两侧分别两向中心位置的锯缝处削去多余木料。

5.在木块的中心位置用手摇钻打一个小孔。

6.取一支长约14厘米木棒,上端削成合适大小,涂上胶水后插入竹片中心孔中。

7.搓动竹蜻蜓下端的竹棒进行试飞。

教你制作竹蜻蜓

工具和材料

裁纸刀、剪刀、尖嘴钳、塑料手提袋、棉线、工业酒精、502胶、电线、棉花、竹条

制作步骤

简易孔明灯

1.用裁纸刀将竹条削到3毫米以内,然后,把竹条弯成一个圈,用棉线或502胶固定。竹子有弹性,竹圈可能会不圆,可以用小火烤一烤,使竹圈固定成圆形。

2.用尖嘴钳把废电线外面的绝缘层去掉就可以得到细铜丝,把铜丝绑在竹圈两端。铜丝不能太细,否则容易烧断,可以用3根铜丝拧在一起使用。

3.取一只大号极薄的塑料手提袋,手提处剪平,把开口一端外翻粘在竹圈上,做成灯罩。

4.在铜丝中间上绑上棉花,浸上酒精,点燃后就可以放飞了。酒精棉花不宜太重,一般总质量(方便袋、细铜丝、酒精棉花的总质量)在5克以下较易起飞。

5.放飞前,可先用打火机加热袋内空气,以便减少酒精的消耗。

注意事项

孔明灯必须要在无风的天气和空旷的场地上放飞,否则不但不能飞上天,而且可能会引起火灾。放飞时,需要2~3人的共同努力。一人两手分别捏住方便袋底部两角,使之开口朝下,并使包有棉花的细铜丝自然下垂,再在棉花上倒上适量酒精,点燃几十秒钟后,孔明灯便会腾空而起。

此外,可以在孔明灯底部拴上线,这样既可以重复放飞,又能控制起飞高度和范围,避免引起火灾。未成年人放飞孔明灯时,需要有成年人陪同。

制作弹射滑翔机

弹射模型滑翔机是模型飞机中最简单的一种,它结构轻巧,材料价廉,简单易做,放飞时不受场地限制,所以最适合学校开展航模活动时选用。在这一节里,我们来制作一架用泡沫吹塑纸制作的简易弹射模型飞机。

材料准备

厚1毫米、宽50毫米、长240毫米的泡沫吹塑纸,厚3毫米、宽15毫米、长260毫米的松木条,直径1~1.2毫米、长140毫米的细竹丝,0.5毫米~0.75毫米厚的桐木片。

吹塑纸弹射模型飞机

制作步骤

1.制作机身:在松木条上,按照图纸尺寸画出机身,用小刀把多余的部分切掉,然后用砂纸把机身打光。为增加机翼和机身连接处的强度,可以在连接处粘上两条薄绸条。弹射钩用钢丝制作,用线绑在机身上。也可以直接在机身上用小刀挖一个槽口作为弹射钩。为了减少落地时的冲撞力,在机头上还可以套上一个橡胶套或者塑料套。

机身、机翼的制作2.制作机翼和尾翼:按尺寸从吹塑纸上切下机翼,紧贴机翼前缘用薄纸粘上一根细竹丝。机翼两端向上弯折,翼端翘起25毫米,用胶带纸粘在弯折处加强。同时在吹塑纸上切出水平尾翼和垂直尾翼。

木结构弹射模型飞机的组装与检查3.组装和调整:把机翼和尾翼粘在机身上,接口处用双面胶加强。在机头部位装上弹射钩或开一个钩橡筋的槽口。在机头部位加上橡皮泥配重,重心位置参照图纸上的部位。做好以后,检查各部件制作和安装是否正确和准确。如果这些工作全部准确无误,整个模型飞机就制作完毕。

试飞和调整

手投试飞时,先通过对水平尾翼和垂直尾翼进行调整,使模型飞机能够作平稳的直线滑翔,然后通过垂直尾翼的调整使模型能向左盘旋。

弹射时,一般左手拿橡筋,右手拿模型飞机,使机身上仰约45度,机翼向右倾斜着弹出去。开始试飞时不要太用力拉橡筋,先用小弹力试飞,如果飞行正常,再逐渐增加弹射力量。模型飞机弹射出去后的正常飞行轨迹是:模型飞机向右沿着倾斜的大弧线上升,到达一定高度后自动转入向左盘旋滑翔。

如果模型飞机上升过程中弧形半径太小,又不怎么上升,可以把水平尾翼后缘稍稍向下弯,用来增加水平尾翼的升力,克服模型飞机抬头的力量。如果经过这样调整以后,模型飞机在滑翔的过程中出现大角度下降的“头重”现象,可以用稍稍减轻机头重量的方法来调整。如果模型飞机右旋上升得很好,但转入滑翔后总要下降很多才能平稳地滑翔,可以稍稍上翘水平尾翼后缘,模型飞机就能较快地抬头了。

弹射模型飞机的调整比较复杂,要在多次试飞中反复摸索,要考虑到各种因素可能对它的影响,细致地进行调整。

知识点遥控滑翔机首飞要点

最重要的三点:

1.充足电池:强大的动力最关键。

2.对准风向:起飞必须对准风向,逆风起飞。

3.柔和操纵:必须柔和操纵,操纵飞机与操纵汽车是有区别的。

其他的建议如下:

1.遥控距离测试:遥控器天线不拉出时,应有20米的控制距离。

2.避免无线电干扰:同一场地不要有相同频率的模型飞行。

3.到宽阔的场地飞行:最好的场地是足球场大小的软草地。

4.晴朗无风的天气最好,风力应小于3级。

5.别打错方向舵!尤其当飞机迎头向你飞来时!应该在地面多进行滑行训练。

6.起飞时应将飞机水平用力掷出:千万不要向斜上方掷出,这会引起飞机失速。

7.起飞后尽量直线飞行,争取到一定高度后再转弯。

8.利用电脑进行模拟训练,非常有效!

9.尽量请有经验的人陪伴:这比什么都有用!

10.训练的顺序应该是:高空直线飞行→高空左右转弯→高空上升下降→起飞→着陆。

11.起飞:逆风状态下起飞,滑跑距离约20米,再拉起升降舵。

12.着陆:在着陆前先关闭马达,保持逆风,滑翔至离地面较近时,稍稍拉起升降舵就可柔和着陆。

制作模型火箭

模型火箭的设计和制作是研制模型火箭的两大支柱。模型火箭制作分单件制作和批量制作,前者多为个人行为的手工制作,后者则由厂家采取模具和机械加工;前者用料多为纸板、木料和塑料板;后者主要使用纸张和塑料制品。

下面着重介绍手工制作单件模型火箭的材料、工具和具体零部件的加工方法。

材料和工具

手工制作模型火箭的常用材料有纸和纸板、轻木、塑料、复合材料等。常用工具有:工作台板、30模型刀、45模型刀、折断式壁纸刀、手锯、钢丝锯、什锦锉、微型台钻或手钻、直尺、圆规、砂纸、胶纸带、502胶、毛刷等。上述工具可以根据需要选用。

结构和制作

模型火箭结构简单,飞行速度较快(相对于航空模型)。火箭总体必须做到轴对称,表面光滑。为此,模型火箭的各零部件必须精细加工,例如4片尾翼应做到形状、大小、厚薄一样,而且必须相对火箭轴线对称分布。否则,火箭飞行模型轨迹会发生偏离。另外火箭的质心位置应尽可能地靠前,以便使压心在质心的后面,保证火箭稳定飞行。所以,对于头锥,可以选用密度大的材料;对于尾段和尾翼,则应选用密度小的材料,且厚度要尽可能得薄。

(一)箭体筒段

箭体筒段(筒体)是模型火箭的主要零件,它支撑、装载着模型火箭的其它零部件,其外径即模型火箭的直径。通常使用铜版纸或箭体筒段制作纸板制做箭体筒段。工业生产箭体筒段以纸为原料,用卷管机卷压成型,或螺旋卷绕,或平行卷绕;手工生产则多通过芯模将纸或纸板卷制成型。此外,也可用轻木片卷压成型、用玻璃布或玻璃纤维缠绕/浸渍环氧树脂成型。但目前市场上大量销售的箭体筒段多采用薄壁塑料管材,直径较大的箭体筒段则采用玻璃纤维/环氧树脂管。正式比赛用模型的箭体筒段常采用玻璃钢或碳纤维/树脂制品。

(二)头锥

工业生产头锥,通常采用塑料,以注塑或吹塑成型法制造,其尺寸精确,表面光洁。手工制作头锥可采用轻木块车旋或削制而成,或以纸板制作。用纸板制作,型面难以做到卵形,通常只能做成圆锥形。头锥应有一段圆柱,圆柱外径略小于箭体内径,以便将头锥的圆柱插入箭体筒段的前端。木制头锥应以砂纸打磨光滑,以利减小气动阻力和便于喷涂涂料。

(三)尾段

尾段是用来安装发动机和尾翼的。但手工制做模型火箭时,最好将尾段与箭体筒段做成一体。尾段一般采用塑料,以注塑方法制造,但应设法使壁厚尽量减薄,以免尾段质量过大,使模型火箭质心后移。工业生产的尾段可以做成船形,即其底部直径小于箭体筒段直径,这样有利于减小底部阻力。