趙景強
本期繼續(xù)以550級遙控模型帆船為例,介紹其剩余零件的組裝及航行方法。
3.桅桿和帆的組裝
(1)將桅桿插入穩(wěn)向板上端開孔,在桅座前端擰上自攻螺絲(圖1)。
(2)將桅上部左右鋼絲分別套入左右兩側(cè)鐵圈中,桅頂尾部鋼絲套入模型船艉鐵圈中(圖2、圖3)。
(3)張帆前應(yīng)完成前帆和主帆的帆號描寫工作,通常使用黑色或紅色油性記號筆。描寫時先將套材中印有數(shù)字的紙平鋪在桌面上,然后根據(jù)位置測量圖把預(yù)寫帆號的透明帆布緊貼在紙上,用細(xì)頭記號筆沿數(shù)字描邊,再填實數(shù)字顏色。
如果選擇噴涂帆號,可先將印有數(shù)字的紙沿字體邊緣做鏤空處理,在紙上薄薄地涂一層凡士林,再把它貼在擬噴涂帆號處,用事先備好的自噴漆掃一遍即可。
(4)將前帆駛風(fēng)桿套入模型船艏鐵圈中,掛上前帆。前帆底端的兩個掛孔有前后緣之分,其中有鋼絲的為前緣,朝向模型船艏;頂端的鋼絲圈則套入桅上部的鐵圈中(圖4)。
(5)將主帆駛風(fēng)桿固定在桅座上(圖5)。在主帆頂端連接帆繩,將線穿過桅頂帆孔并拉緊打結(jié)(圖6)。主帆后緣(帆底端靠近船艉的一角)則通過掛鉤和兩段膠環(huán)固定在主帆駛風(fēng)桿后端(靠近船艉,圖7)。最后調(diào)節(jié)緊帆螺帽至主帆駛風(fēng)桿松緊適宜(圖8)。
(6)將套材中的彈簧套圈穿入主帆前緣的小孔中(圖9),再把彈簧套在桅桿上并調(diào)整前后駛風(fēng)桿的位置,系上帆繩(圖10、圖11)。
4.模型的裝飾和美化
(1)模型噴漆
因為本文介紹的550級帆船模型套材是熱壓成型的,其表面光潔度很高,所以不需要做大量的噴漆前期處理,只要用500-1 000號的水磨砂紙將船體打磨一遍,就可以噴漆了。
噴漆建議使用“孔雀牌”自噴漆,顏色可根據(jù)喜好自定。所有部件需噴涂2-4遍,每次漆面不宜太厚,待前一遍干透后再噴下一遍。初次使用自噴漆的愛好者應(yīng)先閱讀說明書,并用一塊塑料墊板做試噴,掌握使用方法后再進(jìn)行操作。
噴漆的好處是可有效保護(hù)和美化模型。而且在比賽時,有自己特色的模型更容易與其他模型區(qū)別開,便于自己和裁判辨認(rèn),不容易出現(xiàn)錯判失分的問題。
(2)貼紙美化
模型套件中一般帶有裝飾貼紙,只需按圖紙中的標(biāo)注將其粘到相應(yīng)位置即可。如果已經(jīng)做了噴漆美化,也可不使用這些貼紙。
經(jīng)過上面的工作,一艘550級遙控模型帆船就組裝好了。接下來要進(jìn)行的是外場調(diào)試。這是帆船模型運動中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),對參賽模型尤為重要。
模型帆船的航行原理
1.風(fēng)帆產(chǎn)生動力
在做外場調(diào)試前,操縱者須熟悉模型帆船的航行原理。這樣可在之后的外場調(diào)試和訓(xùn)練中做到事半功倍。
模型帆船的航行原理與真帆船完全相同,均利用風(fēng)對帆的持續(xù)作用產(chǎn)生動力。也就是說,一旦沒有風(fēng),模型帆船就會因失去動力而無法航行。那么,模型上的風(fēng)帆是如何產(chǎn)生動力的呢?
通常認(rèn)為,風(fēng)帆有兩種利用風(fēng)使模型前進(jìn)的方式。一種是利用直接從其后吹來的風(fēng)推動,進(jìn)而帶動模型帆船前進(jìn)。采用這種方式的模型只能順風(fēng)航行。另一種是讓風(fēng)以一定的角度吹到帆上,其分力可帶動模型帆船朝多個方向航行。采用這種方式的模型,在航行時風(fēng)會側(cè)著吹向帆面,而非張滿帆。此時讓主帆與前帆成一個角度,并在兩帆重疊處保持一個窄縫。當(dāng)風(fēng)涌入這個縫隙時,速度加快,主帆背面氣壓降低。由于主帆正面和背面形成氣壓差,因此帆會獲得一個向前的壓力,帶動模型帆船加速航行(圖12)。這與機(jī)翼產(chǎn)生升力的原理相似。
下面結(jié)合圖片和翼型理論,解釋模型帆船航行動力的來源。將風(fēng)帆看作一截豎放的機(jī)翼,當(dāng)來流(風(fēng))與帆成α夾角時,因為流經(jīng)風(fēng)帆背面的空氣速度比流經(jīng)正面的速度快,所以背面受到的壓力比正面小。由此產(chǎn)生的空氣動力R垂直于帆面,并可分解為與來流垂直的升力Y和與來流平行的阻力X。
模型帆船一般有以下幾種航行狀態(tài)。
(1)橫風(fēng)航行(圖13)
此時空氣動力R的垂直分力Y與帆模型帆船航向一致,可視為航行動力;水平分力X則使模型橫傾和橫移。
(2)迎風(fēng)航行(圖14)
此時空氣動力R的垂直分力Y可分解成與航向一致的YT和垂直于航向的YD;水平分力X可分解成與航向一致的XT和垂直于航向的XD。從示意圖可看出,YT與XT方向相反,YD與XD方向一致。模型帆船在這種情況下,其航行動力T=YT-XT,側(cè)向力D=YD+XD。
假設(shè)風(fēng)速一定,那么橫風(fēng)航行與迎風(fēng)航行相比,推力較大而側(cè)向力較小,即橫風(fēng)航行時模型帆船航速更大,橫傾和橫移更小。
(3)側(cè)順風(fēng)航行(圖15)
此時風(fēng)帆與來流的夾角α很大,故產(chǎn)生的垂直分力Y較小,水平分力X較大。垂直升力Y可分解為YT'和YD',水平分力X可分解為XT'和XD'。從示意圖可看出,模型帆船在這種情況下,其航行動力T= YT'+YD',側(cè)向力D= XD'-XT'。
不同于橫風(fēng)航行和迎風(fēng)航行,在側(cè)順風(fēng)航行時風(fēng)產(chǎn)生的水平分力X起到了推動模型前行的作用,垂直分力Y則大大減小。因此,模型帆船在側(cè)順風(fēng)航行時,其航行動力主要依靠水平分力X,這一點在逆風(fēng)航行時尤其突出。
事實上,模型帆船的真實航行狀態(tài)頗為復(fù)雜:其實際航向并非是模型帆船的首尾線指向,計算時的實際風(fēng)向和風(fēng)速也非環(huán)境風(fēng)向和風(fēng)速(圖16)。模型在航行動力T和側(cè)向力D的共同作用下,其實際航向與模型首尾線有一夾角Q。而模型上風(fēng)帆的表象風(fēng)速比真實風(fēng)速大一些,帆的迎角α?xí)S航速的增大而減小。
模型帆船的航行動力T和側(cè)向力D可由下列公式大致求得。
T=Ycosα′- Xsinα′;
D=Ysinα′+ Xcosα′;
Y=CyρV 2 S ;
X=CxρV 2 S;
其中,Y為垂直分力,X為水平分力,T為航行動力,D為側(cè)向力,Cy為升力系數(shù),Cx為阻力系數(shù),V為表象風(fēng)速,S為帆面積,ρ為空氣密度,α′為帆與來流實際夾角,Q為航向角。(未完待續(xù))