初級橡筋動力模型調試經驗談

董洪峰

2019年1月，昆山俊龍青少年科技社團組織了10多位科技教師，赴江西吉安開展了為期一周的科技教師實踐能力（航空模型）專項培訓班。除了航空模型理論學習外，還組織老師們進行了彈射和橡筋動力兩款模型飛機的制作和調試。在這一實踐過程中，筆者發現，在廣大基層學校開展航空模型普及教育時，因為長期使用套材，老師們對一些基礎知識并沒有了解和掌握，所以在模型的調整試飛中經常出現一些具有普遍性的問題。

作為一項在學校開展得比較普及的航空模型項目，橡筋動力模型飛機在“飛北”等全國青少年航空航天模型教育競賽中設有多個相關項目，深受廣大基層老師和學生的喜愛。這些項目往往采用套材化的器材，在普及推廣、降低制作難度方面起到了積極作用。但過于成品化的器材，使老師和學生養成了“快餐式”的組裝飛行習慣，減弱了學生對橡筋動力模型飛機飛行原理的學習效果，也讓他們失去了探索調試模型的樂趣。

為此，筆者結合自己多年來從事航空模型輔導工作的經歷以及在基層指導橡筋動力模型飛機項目的體會，以“飛北”比賽中使用的幾款模型為重點，分享初級橡筋動力模型飛機調試中的一些經驗，希望對從事這項工作的老師有所幫助和借鑒。

一、模型的分類和規定

橡筋動力模型飛機是指由橡筋材料提供動力，通過空氣動力作用為翼面（保持不變，不包括撲翼機）提供升力的一種航空模型。即模型通過釋放預先繞制的橡筋帶動螺旋槳轉動，產生動力向前運動，利用機翼在空氣中運動時產生的升力在空中飛行，然后轉入滑翔。以模型留空時間的長短評判成績。

按照中國航空運動協會制定的比賽規則，橡筋動力模型飛機分為F1B（國際級橡筋動力模型飛機）、P1B-2（二級橡筋動力模型飛機）、P1B-1（一級橡筋動力模型飛機）、P1B-0（零級橡筋動力模型飛機）等幾個級別。

F1B國際級橡筋動力模型飛機規定：升力面積17-19平方分米、不合橡筋的模型重量不小于200克、橡筋加潤滑劑后的最大重量為30克，可以使用無線電操縱，但僅限于在迫降階段使用。全國航空航天模型錦標賽設有此項目。

F1B國際級橡筋動力模型飛機出手瞬間

全國青少年比賽中的P1B-2橡筋動力模型飛機

P1B-2二級橡筋動力模型飛機規定：最小飛行重量80克、動力橡筋最大重量8克。全國青少年航空航天模型錦標賽設有這個項目。另外，國際比賽中還有FlG項目，規定動力橡筋最大重量為10克。

P1B-1一級橡筋動力模型飛機規定：最小飛行重量40克、動力橡筋最大重量4克;P1B-0零級橡筋動力模型飛機規定：最小飛行重量16克、動力橡筋最大重量2克。這兩個項目一般在省、市級比賽或地方普及活動中設項，統稱為初級橡筋動力模型飛機。

初級橡筋動力模型飛機是在基層活動中開展最普遍的項目，許多模型廠家根據相關比賽規則開發了眾多商品套材。“飛北”比賽中，就設有4個橡筋動力模型飛機項目，除撲翼機外，橡筋動力模型滑翔機競時賽和P1B-1橡筋動力模型滑翔機競時賽都屬于初級橡筋動力模型飛機項目。

初級橡筋動力模型飛機項目在各地普及類比賽和活動中開展非常普遍

P1B-1橡筋動力模型滑翔機競時賽現場

在“飛北”比賽中，橡筋動力模型滑翔機競時賽采用的模型全長400毫米、翼展500毫米、重量28克、動力橡筋4克;P1B-1橡筋動力模型滑翔機競時賽規定的模型翼展不大于650毫米、飛行重量不小于40克。動力橡筋限用國產橡筋，在比賽時統一發放，每根重量小于3克，且需裝在機身內部。往年比賽中的模型重量為30克、配重塊6克、橡筋重量4克，2019年比賽規則將有所調整。

橡筋動力模型螺旋槳的右拉

對于“飛北”比賽中使用的空心塑料管機身，可用砂紙板把端口向下、向右打磨出斜口。

二、拉力線在模型飛行中的作用

橡筋動力模型飛機的拉力線是指螺旋槳軸線與模型機身軸線之間的夾角，向右前方延伸的角度是右拉角，向前下方延伸的角度是下拉角，分別簡稱為右拉和下拉。

在橡筋動力模型飛機的設計和調整中必須考慮模型機頭的下拉和右拉問題。許多輔導老師不注意或不了解模型下拉和右拉的作用，導致模型在飛行和調整中問題頻發。

機頭的下拉是為了解決模型飛機初始階段動力強勁，螺旋槳產生的拉力比較大，使其容易拉翻的現象（《航空模型》2019年第三期76頁在論述爬升時對此有詳細介紹）。對于橡筋動力模型來說下拉角度一般在1°-1.5°。

P1B-1項目中的套材已做好下拉和右拉，若試飛時發現拉力線不夠，可在底座和槳座間墊上薄片。

放飛模型時，一般采取向右傾斜模型的手法以抵消螺旋槳的反扭矩。

機頭的右拉則是為了解決螺旋槳轉動時帶來的反扭矩。放飛模型時，一般采取向右傾斜模型以抵消螺旋槳順時針向右轉動時，對機身產生的向左的反作用力矩，防止模型繞縱軸向左側傾斜。對于使用右手放飛，且模型已調整為右上升右盤旋的姿態，如果右拉不夠，容易造成模型出手后向左偏轉失速，導致飛行失敗，即使模型后續能夠改出繼續爬升，也會損失很大的高度，影響留空時間。機頭右拉角度約在1°-3°之間，一般根據模型的氣動布局和機頭到機翼前緣之間的尺寸來確定。

對于桿身模型飛機，可以將機身木桿的上部和左側削去約1毫米再將機頭套件插入待試飛調整合適后用膠水固定。在“飛北”比賽中，橡筋動力模型飛機的機身桿為空心塑料管可用砂紙板把端口向下、向右打磨出斜口，再套入機頭套用膠固定。P1B-1項目使用的套材，在設計時就已經做好了下拉和右拉，試飛時如果覺得拉力線不夠，可以用薄片墊在底座和槳座之間。

若發現模型頭重，可前移翼臺，使重心向前移動。

若發現模型頭輕，可前移翼臺，使重心向后移動。

三、重心位置的調整方法

在初級橡筋動力模型飛機套材中，往往會標注模型的重心位置（或是機翼翼臺與機頭的距離）。但在實際試飛時，仍要觀察模型的滑翔姿態。如出現重心靠前或靠后的情況，可以通過移動翼臺位置的方法解決。

如果重心偏前，模型滑翔時下滑角度過大，可以將翼臺向前（機頭）移動，以增加尾力臂長度，使模型重心后移;如果重心偏后，模型滑翔時出現波狀飛行，可以將翼臺向后移動，以減小尾力臂長度，使模型重心前移。

調整好重心位置后，用膠水將翼臺固定。如果考慮到拆裝不用膠水粘接，則要用記號筆做好標識，每次飛行前再進行檢查。

模型試飛時的幾種情況

根據模型的飛行姿態對拉力線、方向舵和翼尖迎角進行調整。

四、爬升軌跡和滑翔姿態

橡筋動力模型初期是以較大的速度爬升的，隨著橡筋扭力的緩緩釋放，爬升動力逐漸減小，最后轉入滑翔姿態。在這個過程中，需要統籌考慮模型的拉力線和方向舵、機翼翼尖迎角的調整。

在調整拉力線的同時，小動力試飛可通過方向舵調整模型的盤旋半徑。隨著動力逐漸加大，模型有可能出現因起飛初期動力較大爬升半徑變小的情況，甚至直接右旋墜地。此時，可采取以下方式進行調整：

1.減小右拉角度;

2.減小方向舵;

3.增大機翼翼尖迎角。

按上述方法反復試飛，直到找出拉力線、方向舵和冀尖迎角的最佳配合。

橡筋的打結方法

小選手們“發明”的各種繞制橡筋的方法

五、橡筋的處理和繞法

橡筋動力模型的動力橡筋在使用前進行處理，既有利于延長使用壽命，又能更好、更大地釋放能量，得到強勁的動力，使模型爬升更高、留空時間更長

無論使用進口橡筋，還是用模型套材里配備的橡筋，首先必須用中性肥皂進行洗滌，把像筋表面的滑石粉清洗干凈，然后晾干;接下來，把晾干的橡筋打結后涂上潤滑油。可以用硅膠油或護發素做潤滑油，后者易于購買和清洗，在各種普及活動中使用廣泛。但必須注意，上完潤滑油的橡筋切不可超過比賽規則中對橡筋最大重量的限制。

橡筋的打結方法可參照上圖

比賽中，用手搖鉆將橡筋拉長繞制，能夠增加圈數，延長動力時間，提高飛行成績這種方法需要在助手的配合下完成，或使用專門設計制作的繞制橡筋裝置。因為“飛北”比賽規定不設立助手，繞橡筋和放飛都必須由選手自己獨立完成，所以小選手們“發明”了各種繞制橡筋的方法，不僅具有創造性，而且切實有效。

總之，在開展航空模型普及活動時，要遵循模型飛行的基本原理。即使是簡單的初級橡筋動力模型飛機套材，也要認真鉆研、仔細研究，才能取得更好的飛行成績。