线上培训第二期——航模分类及飞行原理简述

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上期回顾：航模队线上培训第一期——航模运动简介


      上一期我们介绍了航模运动的发展历程及其现状与影响，这一期我们则来讲一讲航模的分类以及制作材料，还有飞行原理的简述。






01

航模的分类

按照航模运动的项目来区分，可以分为：

自由飞类、线操纵类、无线电遥控类。

国际航空联合会（FAI）将这三类模型

分别编号为F1、F2、F3。

这三类模型又各自设有其子项目。

而我们主要接触的航空模型

主要是无线电遥控类的，

包括无线电遥控固定翼和无线电遥控直升机。


自由飞类（F1）

       自由飞模型总的特点是：模型飞机在飞行过程中，不能进行人为地操纵与控制；但模型飞机可按照起飞前设置或调整好的姿态和轨迹飞行。

        这类模型大多为安定性非常好的滑翔机。由于不可操纵，模型飞机遇到气流飞丢的情况很常见。自由飞模型可细分为： F1A牵引模型滑翔机 、F1B橡筋动力模型滑翔机 、F1C活塞式发动机滑翔机 、F1D室内模型飞机。



自由飞模型


线操纵类（F2)

       线操纵类模型飞机共有的一个特点就是以内燃机发动机或电动机做动力，通过很细长的操纵线（一般是两根）控制模型飞机的升降舵，对模型飞机的俯仰动作进行人为的操纵与控制。

        因此这类模型飞机只能以操纵者为轴心，在一个半球面的空间内飞行。线操纵模型可细分为：F2A线操纵竞速模型飞机 、F2B线操纵特技模型飞机 、F2C线操纵小组竞速模型飞机 、F2D线操纵空战模型。



线操纵模型


无线电遥控类（F3）

        这种模型飞机是由操纵者通过无线电遥控系统操控其飞行。由于它的操纵系统与飞行性能最接近真飞机，因此在航模爱好者中的拥护率最高。这类模型飞机的子项目很多，且每个项目间差异很大。 这类模型可细分为 ：



F3A无线电遥控特技模型飞机 

        由操纵者通过无线电遥控系统，控制模型飞机做出各种规定的特技动作。裁判员根据完成动作的质量评分。这个项目具有一定设计、制作模型的乐趣；且能够充分发挥模型飞机的特技性能；对运动员的操纵技术要求很高；另外，该项目观赏性极强，拥有“空中芭蕾”的美誉。

        可以说，F3A集技术性、挑战性和观赏性为一体，是最具魅力的国际流行项目之一，人气指数非常高。
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F3A特技展示

F3B无线电遥控模型滑翔机 

        这种模型飞机完全没有动力。起飞类似于F1A，需要外力将其牵引到空中后，再依靠自 身性能进行长时间的滑翔。不同之处在于，此项目不仅要比赛滑翔时间（即留空时间），还要比赛定点降落和飞行速度。这也是一个很需要经验和技巧的项目。

        F3B模型飞机飞行起来安静又优雅，很受航模爱好者的喜爱。



F3B遥控滑翔机

F3C无线电遥控模型直升机 

       以比赛特技动作为主。由于模型直升机可飞出很多真的直升机无法完成的动作，因此它在航模爱好者的眼里非常神奇。在受欢迎的程度上，这个项目可和F3A并驱齐驾。

       模型直升机的结构复杂，零件要求高，设计制作难度大，故爱好者大多购买商品机，自己组装调试。



F3C无线电遥控模型直升机

F3D无线电遥控竞速绕标模型飞机 

       这个项目可说是F2D的“遥控版”。在比赛中多驾有着像真外形的模型飞机同时起飞，按照固定的几个折返标志点绕标飞行，比赛谁的飞行速度更快，飞行场面激烈壮观。

02

航模主要制作材料



最常用的——木材

       包括轻木、桐木、层板、松木等多种，其强度与重量各不相同，按需选用。木材是制作航模最主要的材料，翼肋、翼前缘D形盒与机身大多为木质。大家回校后将制作的小金星，基本的原材料也是各种木材。



航模轻木

复合材料

       复合材料属于先进航空材料，在真实飞机中的应用越来越广泛。复合材料涵盖的范围很广，航模制作中的碳纤维材料、PMI泡沫材料、玻璃钢材料、凯夫拉等都属于复合材料。

碳纤维材料

       包括碳丝、碳条、碳片、碳板、碳管等多种。碳纤维材料有强度高，重量轻等优点，在航模制作中有着广泛的应用，其中碳丝与碳条主要用于加强，碳板和碳管常用于承力。

       我们的3kg项目飞机的机身即为碳板拼接制作，1kg项目飞机的机身则完全由一根碳管构成。



碳片

PMI泡沫材料

       我们在航模制作中使用的主要有PMI泡沫-树脂-碳纤维与PMI泡沫-树脂-玻璃钢复合材料两种，它们在主承力方向上强度极高，重量很轻，但制作难度大。这种复合材料因其相当好的力学性质，常被用于机翼主梁及翼前缘D形盒的制作中。

      目前，北航航模队的飞机使用复合材料的比重正在不断扩大，这也是我们领先优势的一大来源。



PMI泡沫

凯夫拉

        凯夫拉英文原名KEVLAR，是美国杜邦（Dupont）公司研制的一种芳纶纤维材料产品的品牌名。我们常用到的主要是凯夫拉丝和凯夫拉绳。这种材料有极高的强度，同时韧性大，重量轻并且耐磨损，常常用于部件的加强与维稳。



凯夫拉绳


金属及其他材料

      金属材料主要是铝件，多用于各类插销等连接处，具有相当高的强度，同时加工的精度可以非常高，从而提高工件的质量。

       其他材料包括如3D打印材料等各种运用在部件连接处、机载电子设备、控制装置与动力系统等不同位置的材料。



用作连接件的铝件

03

飞行原理简述



       相信大家在航概课都有接触到基础的飞行原理。而航模虽比真机小得多，但五脏俱全，其飞行原理以及每个部件承担的作用都与真飞机基本一致。

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飞行原理

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飞行原理课程第一讲



注：部分视频与图片源自网络

图文编辑：王浩宇、赵泽轩、王旭枫、林世之

排版：吴紫燕、庄俊杰

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