中小学生航空模型入门教材

1前言我国航空模型运动起步于四十年代，1947年举行首届全国比赛。新中国成立后，在党和政府的关怀下,于五十年代初建立了组织指导机构，培养了一批骨干，群众性的航空模型运动蓬勃发展，运动水平迅速提高。1978年10月我国加入了国际航空联合会(FAI)，1979年开始步入世界赛场。至1998年止，我国选手已获19项世界冠军；58人59次打破31项世界纪录，为祖国赢得了荣誉。蝉联线*纵特技航空模型世界冠军的韩新平、牛安林和曾经多次打破世界纪录的郭浩洲、江育林、陶考德、甘彦龙、何伟雄、尹承伯、赵济和、刘汉茂、李韶昆等一大批优秀航空模型运动员，已永载我国体育史册。航模活动启迪了孩子们的智慧、锻炼了意志和培养了他们的心理素质。航模使孩子有理想爱学习。航空模型运动能带给孩子丰富的知识和信息，对航模感兴趣的孩子，就一定想知道飞机为什么会飞？飞行中怎样保持平衡和稳定？螺旋桨为什么会产生拉力？活塞式发动机怎样工作？遥控技术是怎么回事？相信孩子们会用自己的双手和智慧找到答案。2目录第一章基础知识第一节什么是航空模型--------------------------------------------3第二节伯努利原理与机翼升力-----------------------------------5第二章遥控航模飞机的制作M60遥控航模飞机的制作---------------------------------------10第三章航模设备一、发射机与接收机------------------------------------------------36二、舵机---------------------------------------------------------------38三、电子调速器------------------------------------------------------38四、电机---------------------------------------------------------------39五、动力电池---------------------------------------------------------40第四章航模模拟器（简介）------------------------------------41附录：自制工具---------------------------------------------------------------443第一章基础知识第一节什么是航空模型航空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有发动机的，不能载人的航空器，就叫航空模型或模型飞机。模型飞机与飞机模型一般称能在空中飞行的模型为模型飞机。而不能飞行的，以某种飞机的实际尺寸按一定比例制作的模型叫飞机模型。航空模型的组成模型飞机一般与载人的飞机一样，主要由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机五部分组成。1、机翼――是模型飞机在飞行时产生升力的装置，并能保持模型飞机飞行时的横侧安定。2、尾翼――包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰安定，垂直尾翼保持模型飞机飞行时的方向安定。水平尾翼上的升降舵能控制模型飞机的升降，垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞行方向。43、机身――将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。同时机身内可以装载必要的控制机件，设备和燃料等。4、起落架――供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架，后面两面三个起落架叫前三点式,前部两面三个起落架，后面一个起落架叫后三点式。5、发动机――它是模型飞机产生飞行动力的装置。模型飞机常用的动力装置有：橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。航空模型技术常用术语1、翼展――机翼（尾翼）左右翼尖间的直线距离。（穿过机身部分也计算在内）。2、机身全长――模型飞机最前端到最末端的直线距离。3、重心――模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心。4、尾心臂――由重心到水平尾翼前缘四分之一弦长处的距离。5、翼型――机翼或尾翼的横剖面形状。6、前缘――翼型的最前端。7、后缘――翼型的最后端。8、翼弦――前后缘之间的连线。9、展弦比――翼展与平均翼弦长度的比值。展弦比大说明机翼狭长。5第二节伯努利原理与机翼升力1、伯努利原理如果两手各拿一张薄纸，使它们之间的距离大约4~6厘米。然后用嘴向这两张纸中间吹气，如图1所示。你会看到，这两张纸不但没有分开，反而相互靠近了，而且吹出的气体速度越大，两张纸就越靠近。从这个现象可以看出，当两纸中间有空气流过时，压强变小了，纸外压强比纸内大，内外的压强差就把两纸往中间压去。中间空气流动的速度越快，纸内外的压强差也就越大。图1-两张纸在内外压强差作用下靠拢2、机翼升力原理飞机在发动机驱动下向前飞行时，流过上下翼面气流的流速不一致，上翼面流速快于下翼面，造成上翼面空气6压力低于下翼面，从而使机翼产生升力，当升力大于飞机的重力时飞机就能升空飞行了。机翼剖面示意图平飞时机翼升力示意图73.基本飞行原理飞行中的四个力飞行中作用在飞机上的4个力分别是升力、重力、拉力、和阻力。只要飞机升空，这些4个力就作用在飞机上。升力是流过机翼上下表面的气流产生的一个向上的升力。机翼向前运动，会使上下翼面所承受的压力产生差异。上翼面压力小，下翼面压力大。由于升力的存在，飞机才能脱离地面，在空中飞行。重力的方向与升力相反，它是由于地球引力产生的一个向下的力。拉力是促使飞机在空中向前飞行的力，它的大小主要决定于发动机功率的高低。由于空气的存在，飞机在空中飞行时会受到大气分子的阻碍，这个阻碍就形成了和拉力相反的阻力。飞行中的四个力8飞机的三个旋转轴飞机的三个旋转轴并不是真实存在，而是三个假象的轴线。所有的飞机动作都围绕这三个轴中的一个或多个产生的。它们分别称为纵轴、横轴和立轴。飞行的三个旋转轴当飞机偏转副翼时飞机开始纵轴滚转9向左压杆当拉动尾翼升降舵时飞机爬升向后拉杆10第二章遥控航模飞机的制作第一节M60遥控航模飞机航模制作最大的难题是材料，由其是中小学生很难找到专业的航模材料。为了解决这一难题教大家制作一种采用KT板或吹朔板等材料制作的M60遥控模型飞机。M60遥控模型一、主要規格01.全长：450mm02.翼展：600mm03.动力：单发04.螺旋浆：单浆05.舵机：升降及副翼二、M60设计图（详解）1.机身侧板（5mmKT板）×22.机身底板（5mmKT板）×1113.机身上盖板及水平尾翼124.机身垂直尾翼135.补强板14覆板图（50CM×50CM）156.主翼（1mm吹塑纸）16三、主机翼的制作1.主翼各组件(1)舵机固定座(5mmKT板)(2)副翼连动杆套管(塑料片制作)(3)肋片(5mmKT板)(4)副翼(5mmKT板)(5)主翼展开(1mm吹塑纸)(6)舵机(7)碳纤棒(直径2mm长600*1、400*1)(8)木片(长、寬、高600*5*1mm)2.在1mm吹塑纸上画出主翼主要尺寸，肋片间隔为50mm，碳纤棒补强位置为距离主翼底部80mm处173.副翼连杆固定座(1).双面胶带(2).塑料片(3).1mm钢丝(4).1.5mm钢丝4.制作步骤(1)塑料片贴上双面胶。(2)塑料片对折，中间加1.5mm钢丝。(3)以卫生筷子压平后套上1mm钢丝的样子。185.使用双面胶将杆固定座粘上主翼。注：兩個固定座之间的宽度要与舵机臂的宽度相同。6.制作肋片(1)600mm/50mm=12，总肋片需14片。(2)翼根135mm，翼端105mm。(3)切好並贴上双面胶的山肋片。19肋片可用小刀进行切割，使用热切割器效果更佳。7.碳纤棒固定(1).使用胶带將2mm碳纤棒固定在主翼。(2).使用双面胶粘上舵机固定座并在主翼中挖好孔。注：中央补上5mm肋片便于主翼两面接合。8.固定肋片(1)依序固定好肋片，间隔50mm。(2)在肋片上端補上400mm的碳纤棒。(3)下端贴上1mm的木片。209.撕开所有的双面胶帶，並在肋片上塗上苯板胶接合主翼。翼面压上适当重量使胶水与翼面紧密接合，约一小时即可。10.使用1mm的钢丝制作副翼连动杆，並量好连动杆与副翼接合的位置。11.副翼连杆孔制作(1).利用1mm钢丝挖孔。(2).利用1.5mm钢丝扩孔。21(3).在1mm钢丝上反向卷上白色胶帶。(4).在白色胶帶上涂上苯板胶並推入副翼连杆孔中。(5).抽出1mm的钢丝並剪掉多余的胶帶，完成副翼连轴孔的制作。注：副翼下方要切斜角。12.主翼与副翼接合(1).使用透明胶帶粘接主翼与副翼。(2).副翼与连杆固定的情形。2213.主翼与副翼接合完成。四、机身制作1.KT板切割(1).5mm机身侧板两片。(2).5mm机身第一隔板。(3).5mm机身第二隔板。(4).5mm机身上盖板。23(5).5mm斜切主翼座补强板。(6).5mm机身上盖板及水平尾翼。(7).5mm机身垂直尾翼。(8).5mm机身底板。在机身侧板上挖「主翼固定杆插孔」，並利用利用塑料片加双面胶补强。243.利用彩色胶帶上色並补强。4.蓝色胶带斜切。255.水平、垂直安定翼造型。266.马达固定座。7.马达固定座及第一、第二隔板。注：1.利用苯板胶粘合。2.木条与珍珠板之间再加塑料片补强。27马达座与机身侧板接合。9.再粘上另一边的机身侧板。10.使用双面胶接合机身侧板与机身底板，並利用卫生筷倒角。2811.倒角完成，並在侧板与底板接合的前端与后端贴上透明胶帶。注：1.经历多次飞行之后，双面胶帶接合的头尾处有时会绽开。补上透明胶帶后强度会加強。2.在有倒角的情況下胶帶的接合会更紧密。2912.利用束带将马达固定在马达座上，並于事先挖好的主翼固定孔中裝上2mm的碳纤棒。3013.制作机头罩(1).豆浆杯，底部直径45mm。(2).底部剪开，高度减为60mm。(3).利用吹风机加热整型。(4).整型后的样子。(5).加上彩色胶帶。14.机头罩与机身组合。3115.升降舵裝上舵角片注：升降舵与水平翼之间要开槽斜切，背面利用透明胶帶补强。16.电子零件配置。32(1).升降舵拉杆。(2).9G舵机。(3).舵机延长线。(4).塑料片加魔鬼贴，固定电池用。(5).接收器。(6).亚拓前拉直驱马达。(7).电调塞在里面。注：接收及舵机利用泡棉式双面胶帶与机身侧板粘接。17.准备接合上盖板及水平翼。18.裝上垂直翼完成机身制作。33裝上舵机及连杆。15.正面补强及涂装，完成主翼。34五、机身主翼組合1.贴上主翼固定座。2.全配重量（含7.4_800mah锂电），270g。353.完成M604.从正面看36第三章航模设备一、发射机与接收机1、发射机就是遥控器，它的作用就是发出操作指令通过天线传出去。发射机根据他的功能和通道数分为很多种，一般航模发射机至少是四通道的，（油门、副翼、升降舵、方向舵）。标准四通道发射机2、接收机是装在飞机上的，它的作用是接收发射机发出的指令然后分配给对应设备，接收机和发射机里面都有匹配频率的晶体，接收机根据发射机通道的不同上面的插口也是不同的。37六通道接收机注：什么是通道通道也称Ch，简单地说就是指控制模型的一路相关功能。例如前进和后退是一路；左右转向是一路；空模中的升降也是一路。还可以是一组控制其他动作的（如炮塔的左右；上下俯仰；鸣笛、亮灯等），但是各个通道应该可以同时独立工作，不能互相干扰。固定翼飞机还要控制水平尾翼（升降）的通道和控制付翼（作横滚等特技动作）的通道；直升机更要增加陀螺仪用的通道。在电子混控（ElectronicalMixing）模式下，6个通道的功能分别是：38第一通道：连接控制副翼（侧倾）的舵机第二通道：连接控制升降（俯仰）的舵机第三通道：连接控制油门的舵机（对电动直升机而言，就是电子调速器）第四通道：连接陀螺仪或控制尾桨的舵机第五通道：闲置或连接陀螺仪（具有双重感度切换功能的才需要）第六通道：连接控制副翼（侧倾）的舵机二、舵机舵机是用来控制舵面的设备。舵机的摇臂和舵面中间用连杆连接，当接收机接收到指令后发送