摘要：電動模型飛機(jī)具有飛行方便，噪音低，污染小的特點(diǎn)，適合普及。過去電動模型飛機(jī)因高能電池成本高，小型化的水平低，模型電機(jī)工業(yè)不發(fā)達(dá)，使該項(xiàng)模型發(fā)展緩慢。20世紀(jì)未，高能低阻電池以及大功率微型電機(jī)的商品化，為電動模型，特別是輕小型電動模型的發(fā)展開辟了新天地。1999年第五屆“飛向北京”全國青少年航空模型比賽，設(shè)立電動自由飛模型項(xiàng)目，使電動模型得到了大規(guī)模普及，成千上萬架模型飛機(jī)從青少年學(xué)生手中起飛，迎來了電動模型普及的新紀(jì)元。

關(guān)鍵詞：航空模型；制作；研究

一、一架小型電動自由飛模型

海王星電動模型飛機(jī)是一架半像真的自由飛模型。采用2.4V電池，大展弦比機(jī)翼和較小翼荷重，飛行姿態(tài)舒展平穩(wěn)，有良好的爬升性能和滑翔性能，對上升氣流較敏感，在小風(fēng)中保持盤旋，其高度可超出視線，留空數(shù)分鐘之久。一般情況應(yīng)控制充電量，以便于回收。1999年第五屆“飛向北京”全國青少年航空模型比賽就是使用的該項(xiàng)目。

這架小型電動自由飛模型的機(jī)身、機(jī)翼、尾翼均模具成形，精確可靠，部件組合用硅橡膠膠接。組裝不需任何工具，牢固快捷。機(jī)翼前有防護(hù)膠帶，有良好的抗撞擊強(qiáng)度。

二、 電動自由飛模型的組裝

根據(jù)說明書的要求按步驟組裝，特別注意機(jī)翼與機(jī)身的膠接，不能有角度偏差。如果出現(xiàn)偏差會發(fā)生不正常飛行，螺旋墜地等現(xiàn)象。

組裝步驟：

這里以“海王星”電動自由飛模型飛機(jī)為例向大家介紹一下制作方法。

1、機(jī)翼組合。先將左右機(jī)翼與加強(qiáng)條用膠水粘合。粘合時可用膠紙臨時固定加強(qiáng)條，待膠水干后去掉膠紙。膠水固化約一小時。（圖1）

2、機(jī)翼組裝。將機(jī)身上機(jī)翼安裝位置涂上膠水，將機(jī)翼中線與機(jī)身中線對齊用大頭針將機(jī)翼與機(jī)身固定。（圖2）

3、尾翼安裝。將機(jī)身尾部安裝位涂膠，將水平尾翼與機(jī)身對齊并用大頭針固定。（圖3）

4、起落架安裝。將起落架插入機(jī)身安裝孔內(nèi)。（圖4）

5、電池安裝。將電池放在電池艙內(nèi)，注意正負(fù)極方向。蓋好蓋并用螺釘擰緊。（圖5）

經(jīng)過貼紙美化后，一架漂亮的電動自由飛模型就做好了。

三、飛行

1、手?jǐn)S滑翔。首次動力飛行前，通過手?jǐn)S滑翔，主要目的是檢查模型飛行的狀態(tài)是否正常，同時使放飛者獲得一個感覺，體會動力投放的方向和力量。

手?jǐn)S應(yīng)迎風(fēng)，手持模型機(jī)身靠近重心的部位，模型保持水平從肩或頭頂高度，以適當(dāng)力量將模型向前方投出，投出后模型的正常姿態(tài)應(yīng)保持方向，徐徐下滑，如有頭重、頭輕或傾側(cè)現(xiàn)象，應(yīng)作微量調(diào)正后進(jìn)行第二次手?jǐn)S滑翔直至達(dá)到正常姿態(tài)。

2、動力飛行。首次動力飛行，宜在沒風(fēng)或小風(fēng)天進(jìn)行，要有較寬闊無障礙的場地。

第一，充電。配套的充電器需4個2號電池（海王星），應(yīng)選購優(yōu)質(zhì)堿性電池。充電插頭插入模型飛機(jī)上電池箱的插座后，開始充電，此時用母指緊按在電機(jī)箱蓋上，感覺電池逐漸發(fā)熱表示充電正常，當(dāng)感到發(fā)燙時，表示充電己達(dá)飽和，應(yīng)立即拉開充電插頭。充電器電池全新時的充電時間和多次充電后的充電時間，一般從數(shù)十秒鐘逐步增加到幾分鐘。用手感電池的溫度，可準(zhǔn)確掌握充電時間。首次飛行時宜控制充電量，即機(jī)上電池溫度發(fā)燙之前便停止充電，經(jīng)過幾次動力飛行及調(diào)正，飛行姿態(tài)比較理想時即可把電充足進(jìn)行全動力飛行。

機(jī)上電池在充電時，因電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)而電池升溫。經(jīng)過飛行，電池因大電流放電驅(qū)動電機(jī)而又一次升溫。這時電池的受電容量大幅度下降，因此必需待電池冷卻后進(jìn)行再充電。在天冷時數(shù)分鐘即可降至常溫，炎熱天氣電池的冷卻需10分鐘甚至更久。為此，如需縮短每輪飛行的等待的間隔時間，可以備幾節(jié)（組〉電池輪流使用。要注意，電池插入機(jī)上電池箱時，應(yīng)保證電池兩端與彈簧良好接觸。

第二，手?jǐn)S起飛方法。右手握住機(jī)身重心處，左手撥通開關(guān)，螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)后，輕輕地將模型投出。模型的正常飛行姿態(tài)，應(yīng)以適當(dāng)半徑（一般半徑可調(diào)正為10米左右〉盤旋上升。模型升空后，放飛者和同伴應(yīng)注意觀察模型的飛行姿態(tài)，以便在降落后作必要的微量調(diào)正：觀察模型的所處高度和方位，必要時應(yīng)跑步跟蹤，看準(zhǔn)落點(diǎn)及時回收。

第三，調(diào)整。理想的飛行姿態(tài)是平穩(wěn)地以10米半徑保持動力飛行和無動力滑翔。一般僅需作微量調(diào)正。需擴(kuò)大或減少半徑，按模型己出現(xiàn)的盤旋方向（左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)〉微微拌動垂直尾舵面。如覺得飛行時機(jī)頭太重，可調(diào)正水平尾后緣的升降航部位，微微上拌。應(yīng)注意擴(kuò)大半徑的調(diào)正會相應(yīng)地減少頭重現(xiàn)象，減小半徑會減小頭輕現(xiàn)象。

四、比賽方法

“飛向北京”全國青少年航空模型比賽中該項(xiàng)目為留空時間科目。留空時間飛行：90秒為滿分，每秒得1分。進(jìn)行2輪比賽，選最好一輪為正式成績。比賽時充電時間為2分鐘，附加賽充電時間為1分半。這項(xiàng)比賽應(yīng)選擇大場地進(jìn)行，并盡可能在微風(fēng)天舉行。為避免模型損壞或飛出視線無法回收，應(yīng)提倡使用迫降裝置，對模型作某些改裝。

五、模型飛機(jī)的優(yōu)化

1、電動機(jī)的優(yōu)化。從理論上講應(yīng)選用在額定電壓電流下，輸出功率最大，功率重量比最大的電機(jī)。使用壽命，一般控制在能滿足百個飛行起落正常工作的水平。電動模型使用的電機(jī)屬于微型永磁低壓電機(jī)。微電機(jī)產(chǎn)品種類很多，可找到技術(shù)參數(shù)基本接近要求的電機(jī)進(jìn)行測試，為了達(dá)到更大功率，可作某些改進(jìn)。我們通過電機(jī)結(jié)構(gòu)圖及工作原理圖，便可進(jìn)一步研究大功率電機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)化途徑了。簡單電動機(jī)接通電流后，電流由電刷A經(jīng)換向片a到線圈1，再由線圈2到換向片b，經(jīng)電刷B回到電流，形成一閉合電路。通電的線圈1和2，在永磁場內(nèi)產(chǎn)生的磁力使產(chǎn)生箭頭所示旋轉(zhuǎn)方向。endprint

簡單電動機(jī)原理圖（如圖6）

永磁直流電機(jī)是一種電磁感應(yīng)式電能量轉(zhuǎn)換器，即把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的器械。電動模型普遍使用三槽三齒轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，3個線圈分別繞在3個齒上，按接力式將每個線圈的兩端接到3個換向片的兩片上。

三槽電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（圖7、圖8）

可以使用四驅(qū)車電機(jī)的改裝配件進(jìn)行改裝，如：磁鋼、轉(zhuǎn)子硒鋼片和漆包線等?？梢允闺姍C(jī)功率提高30%以上。

2、電池：過去一般采用鎳鎘電池，這種電池的內(nèi)阻小，儲能值高，降壓曲線比較平坦，缺點(diǎn)是每次放電必需達(dá)到零值才能保持充電的質(zhì)量，這種電池的回收還存在環(huán)保問題，鎘是劇毒元素。近年中小型電動模型正用鎳氫電池取代鎳鎘電池，鎳氫電池屬綠色能源，這種電池的電阻和儲能量己接近鎳鎘電池。至于選用什么牌號的電池作機(jī)上電源，應(yīng)經(jīng)過使用比較后確定。

3、拉力線調(diào)整：螺旋槳槳軸的延長線稱拉力線，拉力線與機(jī)身縱軸之間的夾角稱拉力角。無論拉進(jìn)槳（PC418或海王星）或推進(jìn)槳都需要設(shè)定兩個夾角，一個是向下的，一個是向右的，稱下拉角和右拉角。

下拉及右拉角

一般情況下，沒有這2個拉力角的模型在動力飛行時，必定出現(xiàn)失速或螺旋下墜而不能正常飛行。需要右拉是因?yàn)轫槙r針旋轉(zhuǎn)的螺旋槳，轉(zhuǎn)動時的反作用扭矩是逆時針方向，它使模型飛機(jī)向順時針方向傾側(cè)，即模型左傾，為克服這個傾側(cè)力矩，通常采用右拉角。需要下拉是因?yàn)槟Ｐ惋w機(jī)，在動力飛行時產(chǎn)生的升力和阻力，大于模型滑翔狀態(tài)的升力和阻力而破壞了原有的平衡，使模型出現(xiàn)頭輕失速，為克服頭輕現(xiàn)象，達(dá)到動力飛行時平衡，一般采用拉力線適度下傾的辦法。

右拉角和下拉角的設(shè)定，在常規(guī)上單翼模型飛機(jī)上右拉角為1.5～2度，下拉角為3～8度（下單翼模型的下拉角約為3度〉，具體模型的拉力角應(yīng)通過多次試飛后設(shè)定。

還有一種方法使用右拉和上拉，由于陀螺進(jìn)動的關(guān)系，右盤旋爬升的模型要產(chǎn)生低頭力矩，容易造成螺旋下墜，電動飛機(jī)可能性更大（主要是電機(jī)轉(zhuǎn)子慣性太大，陀螺進(jìn)動更為明顯）。所以要加上拉。

當(dāng)然這些都要經(jīng)過試驗(yàn)來確定。

4、電機(jī)的磨合和電池“鍛煉”。電機(jī)要經(jīng)過磨合才能達(dá)到較好的使用狀態(tài)。一般先采取低電壓慢速磨合，可以將電機(jī)浸在絕緣液體中低速運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘左右；然后裝在飛機(jī)上完成飛行狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)5次以上，再進(jìn)行實(shí)際飛行。

電池“鍛煉”：鎳鎘和鎳氫電池有一個特點(diǎn)，用大電流充電，才能大電流放電。所以要使用充電電池或電瓶給飛機(jī)上的電池充電，起碼要完成5次循環(huán)以上。千萬注意不要過充電，否則會損壞電池并發(fā)生危險。注意：當(dāng)電池溫度達(dá)到45度時要及時停止充電。

參考文獻(xiàn)

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