戴琛
航空模型既能滿足人們休閑娛樂和競技比賽的需要,也能為廣大青少年學習航空知識提供載體。很多航空創意,都是從航空模型的設計制作開始的。隨著科技的發展,越來越多的新材料、新工藝、新技術被應用到航空模型上,為模型的設計提供了更多種可能,也使其飛行有了更多的樂趣。現如今,在各種各樣的航空模型中,與真飛機外觀、結構甚至動力等各方面都非常接近的像真模型飛機,已成為廣大模型愛好者特別鐘愛的機型。但這種像真模型飛機結構復雜、制作成本高、飛行難度大,令很多愛好者望而卻步。特別是剛開始接觸模型的初學者,想上手制作放飛這種像真模型飛機,幾乎是不可能的。
作為一名關注航空科普的航空模型發燒友,我一直在思考怎樣設計一款能讓普通的模型愛好者,尤其是初學者也能容易上手的像真模型飛機。而作為一位航空工業的從業人員,我又時常在想,能否以我們自己的國產機型為原型來設計模型。經過一年多的設計、試飛與改進,這款由中國航空工業文化中心監制的AG600 遙控電動模型飛機終于橫空出世,下面就請大家跟隨我一起體驗這款模型飛機的誕生過程吧。

AG600 遙控電動模型飛機定位航空模型初級愛好者,首先就要求在結構設計上要易于制作,其次要擁有較為穩定的飛行性能,兼顧室內、室外飛行的同時,還要方便攜帶。此外,還要保證制作成本低廉。為此,在最初進行總體設計時,我就考慮以傳統的F3P 室內模型飛機的結構作為參考,整機翼展不超過1 米,全備重量控制在300 克以內。為了滿足這些要求,模型使用超輕D 板(一種高性能泡沫板)作為制作材料,再配合碳片、碳棒等進行結構加強。

工藝精湛的像真模型飛機,常??梢浴耙约賮y真”。但這類模型結構復雜、制作成本高昂,而且飛行難度很大,并不適合初學者。
AG600 是一款配備4 臺渦槳發動機的水陸兩棲飛機,為了使模型與真機的外觀盡量接近,同時降低器材成本,我決定模型機翼內側的兩臺動力使用雙無刷電機配螺旋槳,外側的兩臺發動機位置處,則象征性地只安裝螺旋槳。飛行時,內側兩個螺旋槳在電機的驅動下旋轉,為模型提供動力;而外側的兩個螺旋槳,則可隨風自由轉動。同時,考慮到模型很小巧,因此取消了起落架的設計,進一步減小結構重量,還能降低制作難度。
按照上述設計思路,使用3毫米厚超輕D 板為材料的第一版樣機很快就制作完成了。未安裝各種設備的空機全重不到70 克,完全滿足設計要求。但在制作過程中我發現,由于AG600 飛機整體結構比較復雜,特別是高置水平尾翼所采用的“T”形氣動布局形式,使模型在機身、機翼、尾翼等多處都要進行結構支撐與加強。雖然模型首飛非常順利,飛行性能也十分優異,但其安裝過程過于繁雜,并不適合初級愛好者進行制作與飛行。

AG600 遙控電動模型飛機制作套材

機翼外側的無動力螺旋槳采用雙軸承安裝結構,飛行中可自由旋轉,效果更加逼真。

第一版樣機擁有良好的飛行性能,但安裝過程比較復雜,初學者不易掌握。

機翼中部的箱型結構有利于安裝電子設備

改進版模型的支撐結構得到大幅簡化

改進版AG600 模型樣機
為了降低難度,在設計第二架樣機時我改變了思路,用更耐用的8 毫米厚EPP 泡沫板作為基礎材料,機翼與機身的連接處則使用箱型結構設計,不僅提高了整機的結構強度,而且為電子設備的安裝與布線提供方便。改進后的模型,機身、機翼、尾翼之間的結構支撐大大減少,僅用4 -6 根直徑0.8 毫米的碳棒進行加強即可解決整機的強度問題,全備重量也可控制在220– 250克之間,依然能滿足飛行需要。經飛行測試,新版AG600 模型的整體性能有了很大提升,在室內或微風天的室外環境下,進行空中航線飛行時能保持非常穩定的姿態,高度還原AG600 真機的飛行風采。此外,它還能做出很多真機無法完成的動作,如垂直爬升、俯沖、筋斗、倒飛等特技動作。
這款AG600 遙控電動模型飛機的成功飛行,驗證了以國產飛機為原型設計制作適合初學者的模型的可行性。后期,我們將進一步完善這類模型的設計,讓初學者有更多以國產飛機為原型的模型可供選擇。