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襟翼在模型飞机上的应用 下

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  二、模型飞机上的襟翼
  近些年,随着兴趣所至及水平的不断提高,越来越多的爱好者进入到了遥控像真模型这个领域。像真度是衡量此类模型优劣的重要因素。由于大部分的真飞机都配有襟翼,因此作为它们的像真模型也应具备。一架带有襟翼的像真模型飞机不但外观更像真,还具有同真飞机一样的飞行性能,会给爱好者带来非常愉悦的飞行感受。
  在遥控模型飞机上是否有必要采用同真飞机一样的襟翼呢?这要根据模型飞机的尺寸而定。尺寸越大的模型,飞行性能就更类似于真飞机。一般说,对于高性能的大比例像真模型飞机,如二战时期的战斗机和轰炸机的像真模型,使用襟翼会大大提高飞行性能。相反,对于那些大尺寸(翼展超过1.5米)的像真轻型模型飞机,如J-3 Piper Cub,翼载荷小、着陆速度慢,襟翼的作用就不是很大。此外,给模型加装襟翼在改善着陆性能的同时会增加舵机、连杆和摇臂等额外重量,因此要在操纵性能与飞行性能之间进行权衡选择。因为飞机的尺寸越小对重量越敏感,所以在小尺寸模型飞机上使用襟翼会得不偿失。看看上世纪30年代的竞速飞机,如Gee Bee等,它们都没有安装襟翼,就是因为增加的机械重量会影响到飞行速度的提高,而这类飞机的一项重要任务是打破飞行记录,飞行速度对其来说至关重要。对于“是否采用襟翼”这个问题,爱好者应根据自己对具体的模型飞机的操控能力做出合理的选择。
  
  (一)襟翼的使用
  因为每架模型飞机对襟翼的反应各异,所以在使用前要先了解一下襟翼对模型飞机的影响。最安全的测试方法是起飞时先不使用襟翼,待模型飞行几圈至安全高度后,降低油门到大约1/3处待模型飞行速度减慢后,再将襟翼放下一半观察模型飞机如何反应。如果模型飞机抬头,则稍推杆(给降舵)以保持飞行速度;待模型恢复原姿态后,将襟翼放到底,再尝试用大杆量来补偿。通常操纵者会惊讶地发现杆量之大及飞行速度降低之快(很多遥控设备都具有连动设置(混控)功能,可以很容易地设置将襟翼放下时,升降舵自动按正确的舵量补偿,使操纵襟翼更轻松)。适应了在空中使用襟翼后,就可以对模型进行着陆练习了。如果襟翼是通过发射机上的旋钮或滑动开关控制的,可以调整收放角度,飞着陆航线时(图20,一边:离场边;二边:侧风边;三边:下风边;四边:基线边;五边:最后进近),当模型飞机在“三边”通过操纵者位置后,给10°的襟翼;转弯到“四边”后增加到20°~25°,再转弯到“五边”,将襟翼放到底,通过调整动力来保持航线。注意:放下襟翼后模型需要更大的动力飞行,着陆时下降的坡度会更陡,但只要稍加练习,就能实现完美的着陆。
  因为襟翼在较低的飞行速度下能提供更大的升力,所以必须注意,当在飞行中收起襟翼时,模型飞机会失去部分升力而下沉。因此如果模型降落不成功需要复飞,就必须在其收起襟翼之前增大动力。否则,模型飞机会接近失速,而来不及再加速到安全飞行速度。在模型起飞时使用襟翼也如此。通常情况下,模型起飞时收起襟翼或放下不超过20°比较安全。襟翼放下的角度太大会产生过多的阻力从而导致模型飞机的起飞速度过低。
  使用襟翼的正确方式:
  (1)先在安全高度测试襟翼,熟悉模型飞机的反应后再进行着陆练习。
  (2)将油门减到1/3,使模型飞机减速后再放襟翼。
  (3)如在起飞时使用襟翼,不要完全放下。
  (4)因襟翼会产生阻力,使用时需加大模型的动力;降落过程中也要通过调整动力来保持正确的飞行航线。
  (5)模型着陆复飞时,要在收襟翼前加大动力爬升。
  使用襟翼的错误方式:
  (1)在模型飞机高速飞行时使用襟翼,可能会造成其机翼解体、结构严重破坏或损坏舵机。
  (2)模型首次使用襟翼起飞及飞行时,必须先了解其使用需要的正确偏转量。
  (3)不要在模型起飞时完全放下襟翼,这样会造成很大的阻力。
  (4)着陆时不要将模型飞机拉飘失速,应及时调整襟翼使飞机保持正确的航线。
  (5)不要在低空、低速状态下收起襟翼,否则模型飞机会拍到跑道上。
  
  (二)襟翼的安装
  襟翼的使用会给机翼带来非常大的负荷,因此安装时需要使用强度高、耐用的铰链及舵面摇臂。对于大型、高速、高载荷的模型飞机,最好每个襟翼舵面配备单独的舵机。安装时应注意当襟翼放下时,舵机摇臂要与舵面摇臂对准,保持在一条直线上。这样能减轻襟翼对舵机的负荷。襟翼的偏转量可由舵机摇臂的长度决定,将连杆移到外孔偏转量就大。为使操纵更平顺,避免卡蹭,可使用球头。
  在发射机上可通过几种方式对襟翼进行操纵。最普通的方式是通过两段式拨动开关控制,但只能全收或全放襟翼,像真度不高且在放襟翼时模型飞机俯仰姿态变化很大。采用三段式拨动开关控制可将襟翼放下一半,更像真。采用旋钮或滑动开关来控制,能更精细地操纵襟翼,唯一的不足是不易掌握合适的偏转量。
  举例:给一架BF-109G像真模型飞机增加襟翼
  这是一架泡沫像真模型战斗机。与市面上的许多泡沫像真机一样,飞行性能并不十分优秀,且有些小毛病。其中之一就是不容易操纵该模型平稳着陆,要在其起落架刚触地、机翼没有升力时立即收油门;否则,尾翼就会抬起使模型“倒栽葱”。这就促使我们尝试通过增加襟翼来改善模型飞机的着陆性能。
  首先需要准备一些银灰色胶带(替换改造时撕下来的原来遮盖舵机线的胶带)、一根Y形舵机连接线、一对微型舵机(如HXT-900)及连杆、摇臂等连接件。
  原模型飞机带的是DX6i六通道发射机(图21),但接收机AR500只有五个通道(图22),所以想增加襟翼要在设置上要动一些脑筋。
  解决办法是先用一根Y形舵机连接线将2个襟翼舵机连到接收机的起落架通道上。然后进入DX6i设置菜单中的襟翼设置,设置襟翼向下100%。在放襟翼的同时,大多数模型飞机都需要给一些降舵以防模型抬头,但这架模型在放1/2襟翼时并不需要修正,仍能保持平飞,因此可将菜单中的升降舵修正值设为0(图23)。
  下一步,需要将襟翼通道和起落架通道设置连动。在发射机菜单中选MIX1,设置成开启Active,再设置“襟翼-起落架”连动flap->gear mix向下125%(图24),最后,将起落架通道反转,在菜单中选Reverse(图25)。
  机械部分的安装较为简单。将襟翼舵机摆放到机翼底部合适的位置,挖槽安装。通过Y形连接线连接,走副翼舵机的线槽(图26)。舵面摇臂的安装参考副翼。注意:此时模型飞机的襟翼舵面还未切下,即处于收起的位置。将接收机打开后,在襟翼收起状态下,测量、连接舵机连杆(图27)。最后在模型飞机上沿着刻出的襟翼线槽切出襟翼(图28)。
  由于DX6i上的襟翼是由一个两位拨动开关控制,无法在飞行中调整角度,因此开始时角度要设得小一些。将襟翼连杆的U形夹头连到舵面摇臂最外的孔上。这样,当襟翼放下时,舵面的偏转量大约为13mm,相当于放1/2襟翼(图29)。
  若将襟翼连杆的U形夹头从舵面摇臂的最外孔移动到第2个孔,那么当襟翼放下时,舵面偏转量可以增加到19mm,相当于放3/4襟翼。
  试飞时,起飞不使用襟翼,降落时才使用。襟翼能显著降低模型飞机的速度,减少其低速飞行时易发生侧翻的现象。在放1/2襟翼时不需要打升降舵修正,放3/4襟翼时才需要。
  虽然襟翼能使模型飞机着陆时减速,但是翼尖失速的情况依然存在,因此仍需带动力着陆。建议有经验的爱好者放襟翼时,将模型飞机的副翼向上翘一定的角度,并观察翼尖失速的情况能否改善。
  
  (三)模型飞机的襟副翼
  襟副翼(Flaperon)是一种兼有襟翼和副翼功能的控制舵面。除了能像副翼那样控制飞机的滚转,两侧的舵面还可以同时下降作为襟翼、同时升起作为扰流板使用。操纵者仍可独立操纵副翼和襟翼,由发射机将这些信号经过连动输出到襟副翼舵面上。使用襟副翼替代单独的襟翼和副翼的好处是可减轻飞机的重量,因为通过连动可将两套操纵舵面(襟翼和副翼)简化为一套。
  采用襟副翼的飞机有上世纪30年代的几种“容克”(Junkers)飞机,包括Ju 52客机(图31)、Ju 87 Stuka轰炸机,以及一些现代试验机,如V-22“鱼鹰”、Zenith STOL CH 701、Kitfox、RJ.03 IBIS(图32)。
  有些人混淆了模型飞机襟副翼连动的概念,认为襟副翼连动是襟翼与升降舵连动,这是错误的。襟翼可以与升降舵连动,但称之为“升降舵->襟翼”连动(图33),而不是襟副翼连动。产生混淆的原因是一些人设置襟副翼连动的目的仅仅是想让襟翼与升降舵连动,其作用是可大大增加模型飞机在升降舵操纵下的俯仰角度,实现半径更小的内、外筋斗及大角度俯仰机动。
  虽然机翼上任何数量的舵面都可以通过连动设置成襟副翼,但最常用的还是将一对副翼设成连动,即一对副翼舵面同时用作副翼和襟翼。这要求每个副翼配有独立的舵机,发射机具有连动设置功能(无此功能可购买独立的连动电路),且每个舵机使用单独的发射机通道。如果2个舵机通过Y形线连接,则无法设置成襟副翼。这种情况下襟副翼的工作方式是:操纵副翼时两侧副翼反向运动;操纵襟翼时则两侧副翼同时下降。
  效率最高的襟副翼设置方式是在每侧机翼上安装2个舵面:一个副翼、一个襟翼,并设置成连动。这种设置方式通常称作“四舵面襟翼(Quad Flaps)”。同样,每个舵面都要配备单独的舵机,一共4个。四舵面襟翼能让模型飞机完成一些只使用副翼无法完成的动作。通过发射机可以进行多种不同的连动设置以实现不同的功能,以大大提高模型飞机的飞行性能。
  操纵者可根据设备的功能及自身的需求做出选择。例如:可设置成将机翼的4个舵面全用作副翼或襟翼;也可以只将2个副翼舵面用作副翼,而将4个舵面都用作襟翼。反过来也可以:将4个舵面都用作副翼,而将靠内侧的2个舵面用作襟翼;也可在特技飞行时将全部4个舵面用作襟翼,但在着陆时仅使用内侧2个舵面作为襟翼。这样设置能增加安全性。因为当襟翼放下时加大了这段机翼的翼型迎角,使机翼更接近于失速角,特别是当襟翼设置为全翼展时,放下襟翼时模型飞机更易失速,会导致灾难性后果,特别是对低空、低速飞行的正在着陆的模型飞机。而使用4个舵面时,可以设置成内侧的2个舵面放下时,外侧的2个舵面仍保持正常的迎角。这样模型在低速飞行时,机翼内侧可产生更多的升力,虽然机翼内侧会先于翼尖失速,使模型飞机机头向下,但不会像翼尖失速那样造成模型翻转。
  下面介绍几种常见的四舵面襟翼设置:
  1.蝴蝶连动
  蝴蝶(Butterfly)连动(图34),又称作乌鸦(Crow)连动,在内侧的2个舵面放下的同时,外侧的2个舵面同时升起。这是一种能产生阻力的设置方式。外侧舵面的升起减小了翼尖部分的迎角,有效地降低了翼尖失速的发生(图35);而内侧舵面的下降加大了这部分机翼的迎角,能产生更大的升力。这种设置会极大地增加阻力,使模型飞机减速;同时也能产生很大的升力,保证模型在低速下正常飞行。
  蝴蝶连动通常用作俯冲刹车,以防模型飞机在大角度下降/俯冲时加速过快,能起到很好的速度/高度缓冲作用,实现高空大角度下降、短距离着陆。操作时:打开蝴蝶连动,推杆使机头向下俯冲,在距离地面几米的高度拉杆将模型飞机摆平,模型会缓缓地以很短的距离着陆。
  它的另一个用途是可以让模型飞机以非常低的速度仰头(约45°)飞行,通过打满升舵并来回调整油门维持飞行高度,用方向舵来操纵方向。这个动作俗称“眼镜蛇”( Harrier,图36)。因为蝴蝶连动使靠近翼尖的副翼向上翘,所以有助于防止翼尖失速;而在常规模式下,这种低速、大迎角动作会因速度过低而无法进行。
  注意:在蝴蝶连动下,当模型飞机正飞时,副翼的上翘使机翼有效实现负扭转(外洗,即向翼尖方向减小迎角),减少了翼尖失速的发生,可以达到非常稳定的低速飞行状态。但当模型飞机倒飞时,副翼变成向下翘,负扭转变成了正扭转(内洗,即向翼尖方向增大迎角),可能会出现翼尖失速,一定要小心。
  2.“副翼->襟翼”连动
  给副翼时同侧的襟翼会同向运动(图37)。如:给右副翼会使右副翼和右襟翼同时向上、左副翼和左襟翼同时向下。“副翼->襟翼”连动不仅可使模型飞机横滚动作的频率更快,还会增加其快滚、螺旋等其它使用副翼的动作的滚动频率。
  如果发射机上的连动功能较多,那么在所有的襟副翼连动中还可设置升降舵与襟翼连动。如:有的发射机上的蝴蝶连动菜单中就包括升降舵连动,可自行选择开启或关闭。
  需注意的是:在所有襟副翼连动模式下,副翼都能正常操作,但是如果连动操作使舵面向一个方向偏转到极限时,继续操作舵面就不会起作用。关于在各品牌发射机上如何具体设置襟副翼连动,请参照产品说明书或厂家指导。
  在功能强大的发射机上(通道数多、连动功能多),可以将襟副翼设置为各种不同的飞行模式,实现多用途、高效的飞行。
  各种襟副翼连动的演示:

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