菜鳥看模型

小M本刊編輯，模型“菜鳥”

大F豐模世界技術員，模型“老鳥”

一、穩定爬升的條件

模型飛機爬升時有多種姿態。其中穩定爬升是最簡單、最基本的一種。穩定爬升時，模型可看做勻速直線運動，其形成的條件與直線滑翔狀態類似，除了要求模型所受的力矩平衡外，還要求所受的力也達到平衡。

由下圖可知，只有當Y=Gcosθ時，才能保證模型的爬升角不發生變化。如果Y>Gcosθ，爬升角會越來越大;反之，爬升角會越來越小。只有當P=Gsinθ+X時，才能保證爬升速度不變。如果拉力P過大，模型的飛行速度會越來越大;反之如果拉力P過小，速度就會越來越小。

模型爬升階段受力示意圖

二、爬升所需速度

要保證模型處于穩定的爬升姿態，應先確定爬升時的速度。通常情況下，模型爬升時所需飛行速度小于平飛時所需速度，且爬升角越大、所需速度越小、相應的所需的拉力越大。

注意，對于穩定爬升的模型來說，并非爬升速度越大越好。以常見的小彈射模型為例，若機翼面積為1dm2，其平飛所需速度約為5m/s。當它以60°爬升角爬升時，所需速度約為1.3m/s。

但實際上，這種彈射模型的初速一般都在30m/s以上。模型以如此大的初始速度爬升時，機翼產生的升力將大大超過重力的分力，會破壞穩定爬升的條件，使模型作小半徑的圓周運動，即發生拉翻。一般情況下，模型發生拉翻并不是機翼安裝角不合適、頭輕或彈射角過大所造成的，而是出手速度過大導致的。不過，彈射模型爬升的高度完全依賴初始動能，速度過小，爬升高度會降低，將影響模型的留空時間。

牽引模型滑翔機適合大速度大迎角的爬升方式

那么怎樣才能使模型既擁有較大的爬升速度又不會破壞平衡呢？方法之一是減小模型的迎角。對于有可動舵面的模型，爬升時適當推桿，可減小迎角，此時動力的負擔會相應減小，速度得到提升。待模型轉為滑翔姿態后，應及時回桿，以保證其滑翔性能不受影響。而對于結構相對簡單的入門級橡筋動力模型或彈射模型來說，則應通過減小機翼安裝角的方法實現這種效果。

出手速度過大會導致模型發生拉翻

需要注意的是，上述方法并不適合牽引類模型。這類模型，應采用大速度大迎角的爬升方式。這樣，模型會產生過剩升力，既能保證牽引線緊拉，又能使模型加速上升而不拉翻。

校園活動中常用的小彈射模型

三、爬升率

爬升率是指單位時間內模型的爬升高度，也叫垂直爬升速度。對于限制動力時間的模型來說，爬升率是保證留空時長的關鍵因素。

一般情況下，只需增大模型的爬升角和爬升速度，就可以提高其爬升垂直速度。具體措施通常為增大驅動動力、減小翼載荷或采用適當的迎角等。但是，一架模型調整好后，其迎角就確定了，升力系數也相應被確定。對于特定的升力系數來說，模型的爬升角和爬升速度是互相制約的：增大爬升角就必須減小爬升速度，增大爬升速度就必須減小爬升角。為了簡化調整方法，日常操作時，建議通過僅改變爬升角的方式調整模型的爬升率。

動力競時項目要求模型在限定時司內盡可能爬高

另外，調整時還需注意以下3點。

第一，要想獲得最佳的爬升率，必須保證模型穩定爬升。否則其爬升角不斷變化，再考慮哪一個爬升角的爬升率最大就沒有意義了。

第二，為了使模型達到最佳的爬升角，需要使動力和迎角配合得當。

第三，不同模型的最佳爬升角不同，并無固定數值，需要根據具體情況確定。如競時類自由飛模型，由于比賽限制了動力時間，因此需要在最短時間內盡可能爬高，故更適合采用小迎角直線爬升的方式。而對于橡筋動力模型來說，因為其橡筋的松緊變化通常為前緊后松，所以重點不是爬升率，而是有效分配動力的消耗。

大動力模型爬升時應適當推桿，防止模型拉翻。

四、常見爬升姿態

1.小角度爬升

爬升角小于45°被稱為小角度爬升，這種爬升姿態的最大優點是穩定性較好。模型小角度爬升時，爬升角越小、穩定性越強。如橡筋動力模型在爬升階段后期就屬于這種姿態;自由飛模型的小動力試飛也屬于這種姿態，適應性很強。

采用大動力驅動的模型也可通過調整，實現小角度直線爬升。調整方法是：模型爬升時加上較大的推桿，以減小迎角。需要注意，大動力模型采用這種方式爬升時，其爬升角比小動力模型更小，如果操縱不當，很容易矯枉過正，使模型進入爬升不穩定姿態。

2.大角度直線爬升

爬升角大于60°被稱為大角度爬升。其優點是能夠較充分地利用動力裝置產生的能量，減小無效損耗，以盡可能提升爬升高度。通常大動力驅動模型會采用這種爬升方式，飛行時應適當推桿，以減小升力系數。

不過，這種爬升方式的最大問題是，模型處于不穩定的爬升姿態。具體的表現是軌跡多變。有時，由于設備原因動力稍有下降或出手角度偏小，模型爬升時的角度就會明顯變小，甚至可能變為小角度爬升。有時，因動力稍大或出手角度偏大，模型的爬升角又會迅速增大而出現拉翻或半拉翻情況。對于大角度爬升來說，因為操縱上的細微差別很容易導致模型產生不同的飛行姿態，所以掌握起來比較困難，需要多加練習。

大角度爬升還會帶來另一問題，即模型由爬升轉為滑翔時，飛行姿態難以預料。改出時的桿量如果配合不當，很容易影響模型的穩定滑翔。例如模型以垂直姿態爬升時，預定的推桿量正好使模型改平為滑翔。而若此時實際的爬升角變小，同樣的推桿量會使模型變成俯沖姿態;而若爬升角變大，模型此時已經稍有后仰，再采用同樣的推桿量反而會使模型的飛行姿態更加直立。

對于橡筋動力模型來說，由于其爬升階段前后爬升率并不相同，因此這類模型爬升前段通常為大角度直線爬升方式，之后會逐漸過渡到小角度爬升。

3.大角度滾轉爬升

為克服大角度直線爬升的缺陷，可將模型調成大角度滾轉爬升的方式。這種調整方法通過修正模型在爬升過程中不斷抬頭的不穩定姿態，達到穩定爬升的目的。

為了克服模型抬頭的趨勢，應使其在爬升的過程中有一個繞機身立軸向右的轉動，這種轉動可使爬升狀態中的模型低頭。例如—架模型爬升時機身縱軸同水平面成60°角，此時再繞機身立軸右轉，則縱軸會與水平面平行。如果轉180°，機頭就會變成向下俯沖狀態。具體的調整措施是增加右舵或右拉力線。

如方向轉動和抬頭轉動配合得當，模型不僅不會拉翻，還能大體保持一個合適的爬升角。但若轉向角度太小，則不足以克服拉翻;轉向角度過大，又會導致模型平旋甚至下旋。

這種方法有一個副作用，就是會使原來向右傾斜的模型的右翼越來越低（相當于繞縱軸向右滾轉）。為了抵消這一副作用，爬升過程中應有一個繞機身縱軸向左的滾轉，調整方法是加大右翼的安裝角（俗稱“好扭”）。

滾轉爬升并不是十全十美的爬升方式。因為有3種轉動（抬頭、右轉、左滾），所以實際調整中很難做到完全同步。如果配合不當，會影響模型的爬升高度或改出姿態，嚴重時甚至會破壞爬升軌跡。

4.垂直爬升

垂直爬升是最好的爬升軌跡。其優點主要有3個：第一，爬升路程最短，消耗的無效能量最少，可爭取最大的爬升高度。第二，垂直爬升無升力迎角，飛行速度不受穩定爬升的限制。只要動力足夠，初始速度可以盡量提高。第三，阻力最小，可為提高爬升速度提供必要條件。

雖然垂直直線爬升有諸多優點，但至今應用很少，主要原因是調整上存在較大困難。首先，很難保證模型每次飛行時迎角都是無升力迎角。重心位置的變化、機翼尾翼的扭曲變形，都可能產生升力迎角。而只要產生微小的升力系數變化（無論正負），垂直爬升就不可能實現。其次，出手方向并不常見，需要重新適應練習。

大角度爬升時模型可能出現的幾種飛行軌跡

采用垂直爬升方式的F1P模型