橡筋動力飛機的空氣動力學原理與調校

一、基礎物理知識

1. 機翼產生升力的原因

在一個流體系統，比如氣流、水流中，流速越快，流體產生的壓力就越小，這就是被稱為“流體力學之父”的丹尼爾·伯努利1738年發現的“伯努利定律”。機翼上表面的氣流速度就大于下表面的氣流速度，機翼下方氣流產生的壓力就大于上方氣流的壓力，飛機就被這巨大的壓力差“托住”了，然后飛機就飛起來。

2. 模型飛機飛行時的受力情況

模型飛機在空中飛行時受到的力，如升力、阻力、重力和拉力等，作用于飛機的力要剛好平衡，如果不平衡就是合力不為零。飛行中的飛機受的力可分為升力、重力、阻力、推力。

3. 模型飛機飛行時所受阻力構成

A．摩擦阻力：空氣分子與飛機摩擦產生的阻力，摩擦阻力在模型飛機飛行時所受阻力中只占總阻力的一小部分。

B．形狀阻力：物體前后壓力差引起的阻力，平常汽車廣告所說的風阻系數就是指形狀阻力系數，飛機做得越流線形，形狀阻力就越小，尖錐狀的物體形狀阻力不見得最小，反而是有一點鈍頭的物體阻力小，油輪船頭水底下那部分，你會看到一個大頭除了提供載人的空間外也是為了減少形狀阻力。

C．誘導阻力：機翼的翼端部因上下壓力差，空氣會從壓力大往壓力小的方向移動，部分空氣不會規規矩矩往后移動，而從旁邊往上翻，因而在兩端產生渦流因而產生阻力。

D．寄生阻力：所有控制面的縫隙、主翼及尾翼與機身接合處、機身開孔處、機輪及輪架、拉桿等除本身的原有的阻力以外，另外衍生出來的阻力。

二、 橡筋動力模型飛機試飛與調整

1. 目測檢查：從飛機前方看：

機翼左右上反角與水平尾翼的夾角是否相等；垂直尾翼與水平尾翼是否垂直。

從飛機上方看：

機翼、垂直尾翼、水平尾翼有無偏斜；機身是否左右彎曲。

從飛機一側看：

機身是否上下彎曲。

2. 檢查、調整重心位置

直接測量法

用兩塊楔形物塊或兩手各用一個手指對稱地在左右機翼下表面支撐模型，并沿機身縱軸前后移動，當模型處干水平狀態時，楔形木塊或手指所支撐的位置就是重心位置。

吊線法

通過兩次起吊模型，重錘線相交點就是重心位置，這種方法可以同時測得重心的前后、左右和上下位置。

檢查重心位置是否在翼弦約60％位置，如不是，可用重物（橡皮泥、圖釘等）在機頭或機尾增加配重進行調整。圖八：重心與主機翼升力及尾翼升力位置關系

3. 橡筋動力模型飛機的試飛與調整

橡筋動力模型飛機初始放飛階段動力大，速度快，垂直上升容易失速。克服拉翻就需給模型一個適當的低頭力矩，其實質是減小機翼的迎角以減小多余的主機翼升力。具體調整措施有：

（1）重心前移。通過改變機翼和水平尾翼升力力矩以增大低頭力矩；

（2）減小機翼安裝角；

（3）增大水平尾翼安裝角；

（4）加大螺旋槳的下傾角（也稱下拉）以增大低頭力矩。""

這四項措施中，第4項是基本的措施。因為它不影響滑翔性能，而且更主要一點是這種力矩變化和動力變化大體同步。前三種方式往往不能適應動力全過程，例如前期合適了后期可能出現低頭下沖現象。同時它們還影響滑翔性能。因此，只有微調或同時要調整滑翔和安定性的情況下才采用。

4. 橡筋動力模型飛機波狀飛行調整

波狀飛行就是模型飛機在飛行時，軌跡成波浪形，一會兒抬頭上升，一會兒又低頭下滑，如此反復進行，飛行不能達到理想高度而迅速降低，最后觸地為止。

常見的波狀飛行有兩種：一種是尖頂波狀飛行；另一種是圓頂波狀飛行。如果模型在飛行中受外界影響較小，本身俯仰靜穩定性又較好，而且模型本來是已經調整好的，出現的波狀飛行振幅較小，這就是圓頂狀飛行。

5. 產生波狀飛行的幾種情況和原因及調整策略

模型飛機中可能出現波狀飛機的情況有如下幾種：

（1）模型重心位置沒有調整好，如機頭過輕等；

（2）橡筋模型或動力較弱的自由飛模型沒有調整到平衡位置，在動力飛行階段就已波狀飛行，并保持到滑翔階段；

（3）機翼或尾翼墊片挪動了位置，使本來調整好的模型變成不平衡或橡筋束在尾部打了結，影響重心位置等；

（4） 原來調整好作穩定盤旋飛行的模型，盤旋半徑突然加大或改為直線飛行；

（5）原已調整好的模型手擲滑翔時出手速度太大或機頭上抬過高；

（6）牽引模型因斷線突然脫鉤；

（7）牽引模型脫鉤過早或太粗暴，或風向不對，橡筋模型螺旋槳止動過早，自由飛模型大仰角爬升時停車；

（8） 模型遇到突風或進入湍氣流和上升氣流中。

根據以上可能產生波狀飛行的情況來分析，原因有三個：

一是模型本身沒有調整好，始終平衡不了，如上述情況①和②；二是由于模型狀態或飛行條件改變了，不是原來調整好的狀態引起，如上述情況③~⑦；三是受外界的影響后，在恢復到原來正常飛行狀態過程中，模型動穩定性不夠好，以至擺動次數太多或甚至擺動越來越大，如上述情況中的⑧。

原因找到以后，克服波狀飛行措施的也就有了。對于因為不平衡而引起的波狀飛行，應按前面說過的原理，先用手擲滑翔方式把模型調整好。對于動力模型則先用小動力、短工作時間來調試，直到全功率，全部允許的動力時間內都能保證模型正常飛行，發揮出最好性能為止。模型調整好以后一定要把可動的調整部位如機翼、尾翼墊片、拉力線墊片、方向舵偏角等固定牢。重心位置也要記住，注意保持，這樣可以防止出現意外的不平衡狀態。