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第11章 航模制作与放飞(2)

(四)尾翼

尾翼是用来稳定模型火箭飞行的,一般采用3片或4片尾翼,且其中性平面应通过火箭轴线,并对称、均匀分布于尾段周围。手工制作尾翼可以采用轻木片、纸板或ABS塑料片,划线后用模型刀或壁纸刀切割,注意:各尾翼大小、厚薄应一致。

由于希望模型火箭的质心在压心之前,因此要求尾翼尽可能轻。而纸板的密度较低,但刚性小;轻木密度也低,刚性比纸板好,而且可以削制得很薄,气动阻力小,因此以轻木制做尾翼最佳。木制尾翼应注意木纹方向与尾翼前缘平行,以便增加尾翼强度,延长使用寿命。除纸尾翼和光滑塑料外,尾翼表面应以砂纸磨光,并使其前缘打磨成圆弧形,后缘打磨成刀口状(即机翼横剖面呈流线形),以便减小气动阻力。

(五)发动机固定架

发动机固定架的作用,是使安装在箭体筒段内的模型火箭发动机得以固定,确保模型火箭在发射、飞行和回收过程中,发动机不会脱离箭体。由于常用模型火箭发动机的外形基本相同,而模型火箭直径各不相同,为便于更换发动机,所以需要采用发动机固定架。固定架通常由套管、固定环和卡钩组成。套管和固定环一般采用纸板制作,套管长度通常为发动机长度的70%左右,视发发动机固定架动机后端伸出套管的长度而定。一般地,发动机安装后应露出10~20毫米,以便更换。固定环的宽度应尽量小,以减轻其质量。采用尾段的模型火箭,尾段本身就含有套管和固定环。如果没有尾段,而箭体筒段内径大于18毫米,将套管(视情况带或不带固定环)以502胶固定在筒段后端,注意筒段端面与套管端面平齐。如果筒段内径为18毫米,等于发动机名义外径,则可在筒段后段两尾翼间的侧面安上卡钩,发动机即可直接置于筒段内。卡钩一般做成两端折成90度的小钩,钩长约4毫米,卡钩的两钩之间的长度等于发动机的长度加1~2毫米。

(六)导向管

导向管又叫做发射管,通常采用纸管制做。粘接导向管时,一定要注意导向管与箭体平行;如果采用两个导向管,则一定要保证两个导向管位于同一直线上,粘接时可以用一根平直的导向杆定位。这一点非常重要,否则,可能发生一个导向管套上了,另一个套不上;或者,虽然都套上了,但火箭在导向杆上运动时会因二导向管稍许错位而发生颤振,火箭出杆后会发生翻滚现象。发射架的导向杆的平直度也至关重要,它也会影响火箭起飞和飞行的稳定性。如果采取导轨式发射架,则不需要导向管。

(七)回收装置

常用的回收装置是降落伞,是用来使模型火箭缓慢降落的装置,以减轻火箭接触地面时的撞击力,延长火箭的使用寿命。降落伞由伞布、伞绳和弹性绳组成。一般的高度和留空模型采用塑料薄膜(如一次性餐桌布)制作伞布,按设计要求剪裁;然后以压敏胶纸粘接伞绳;最后按设计要求将伞绳与弹性绳连接在一起。对于大型模型火箭,最好用薄丝绸或尼龙绸做伞布,伞绳与伞布以针线缝合牢靠。

剪裁降落伞伞布的方法如下:取正方形伞料,以其对角线的交点为尖点,对折、再对折、——,叠成8角形、16角形;或者对折后,再三折,而后对折、再对折、——,叠成6角形、12角形、24角形;以最短折叠边为半径,以尖点为圆心,用剪刀剪去边角,展开后就得到所需要的降落伞布。

伞绳采用不易打结的涤纶线绳,或以压敏胶纸粘贴,或以线缝(绸或尼龙伞),比赛用降落伞的伞绳最少为3根,多不限。

组装和装饰

(一)安装尾翼

如果有尾段,先将尾段粘502胶插入筒体后端;然后将尾翼插进尾段的翼槽中,注意:尾翼后缘(或最后点)应在垂直火箭轴线的同一平面内。最简单的校验办法是:将火箭直立在工作台板上,用三角板的直角边检查,看它是否与台面垂直。经过校正后,以502胶固定之。

在箭体筒段上划线如果没有尾段,则尾翼直接粘接于箭体筒段上。为保证尾翼中性平面通过火箭轴线并均布于箭体周围,可采取以下方法粘接尾翼:

首先等分箭体筒段后段,已知筒段外径为2R,若3等分筒段,则以R量取;若4等分筒段,则以R量取。或以下法等分筒段:

以一纸带卷于箭体筒段后段一周,在纸带未重叠的一段(其长度等于筒段周长)内,按尾翼数均分之(3等分或4等分);然后再卷到箭体筒段后段上,在筒段上标上等分标记。在箭体筒段上划出粘接尾翼的(与筒段轴平行的)直线。

在工作台板上以圆规画若干同心圆,最小圆直径等于箭体筒段外径,按尾翼数,将圆分成3等分或4等分,通过圆心画等分线,并适当延长。

在工作台板上安装尾翼将箭体筒段立于工作台板上,使筒段与最小圆周重合,并且使筒段上的等分线与工作台板上的等分线相对应,将尾翼根部和后缘分别对准筒段和工作台板上的直线,以502胶在翼根处粘接尾翼。如果尾翼为大后掠角,尾翼后缘超出筒段后端面,则应于筒段内套一圆柱体,使筒段后端面抬高到尾翼后缘超出的距离,然后如前法粘接尾翼。为了加强尾翼的粘接强度,可于尾翼根部与筒段结合处涂一点快干胶,待干后,将其修整平滑。为了减少筒段与尾翼间的气动干扰,在翼根与筒段接合处,充以填料,并打磨成光滑的圆弧状;或以截面呈圆弧形的长条(长度等于翼根弦长)粘贴于翼根与筒段接合处。

(二)安装回收装置和头锥

将降落伞上的弹性绳较短的一头系在头锥上;另一头贴在2.5毫米×40毫米的医用胶布上,并用订书钉将弹性绳与胶布订在一起;然后将胶布贴到箭体筒段内壁面,胶布最外端距筒段端面约40毫米。

将降落伞按要求折叠后,置于箭体筒段内。将头锥的圆柱段插入箭体筒段。

(三)表面清理和涂装

虽然各零部件在制作时都进行了必要的打磨和清理,但在组装过程中难免会沾上灰尘和异物,在装饰前应该进行一次清理,必要时还要打磨。如果发现在非分离部位有缝隙,应以填料涂抹后再磨光。

表面清理后,即可进行装饰,自制模型火箭一般需要喷涂涂料,如果有塑料件,不可使用硝基涂料,最好使用油漆。颜色根据个人爱好选择或进行调配,但应做到美观大方,色泽协调。底层最好喷涂白漆,如果漆干以后,色泽不匀,可适当打磨后再喷涂一层白漆。待干后,喷涂色漆,如果以多种颜色组合,则应先涂浅色漆,而后涂深色漆;喷涂第二道漆时。应将第一道漆用纸包裹住。每次涂漆,都应待上一次漆干以后进行,并视情况,确定要不要进行打磨。有条件时,最好使用带喷枪的漆筒进行喷漆。如果制作者有绘画才能,可以在白纸上绘制图案,贴在箭体适当位置,然后罩一层透明涂料(清漆)。

为了保证喷涂品质,可以将一纸卷塞人箭体后段,左手握住纸卷,右手用喷枪喷漆。

对于仿真模型火箭,必须根据原型的颜色和图案进行喷涂,不得自行其是。否则,比赛时将会被扣分。

制作简易水火箭

水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。灌入一定数量的水,利用打气筒充入空气到达一定的压力,压力空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出,在反作用下,水火箭快速上升,利用加速度、惯性滑翔在空中飞行,达到一定高度后,在空中打开降落伞徐徐降落。

下面我们就为大家具体介绍水火箭的制作和发射。

材料与工具

3~6个可乐瓶、塑料管、双面胶、塑料胶条、橡胶嘴一个、塑料针筒筒口一个、自行车气门芯一个、木板。

剪刀、单面刀片、钳子、刻度尺、打气筒。

制作过程

取一只1.5升的塑料饮料瓶,去除瓶底支架。配一只橡胶塞子,塞子中间挖两个不同直径的圆孔,其剖面呈阶梯形。孔内装一个自行车内胎的气门芯。再在气门芯上套上小橡皮管并用螺帽旋紧,如左图所示。

模型火箭安全飞行准则

1.材料——模型火箭应使用纸张、木材、橡胶、塑料等能满足模型火箭性能和所用动力要求的轻质材料来制作。模型火箭的头锥、箭体筒段和尾翼上不应使用任何金属材料。

2.发动机——只能使用由现行生产厂推荐的得到有关政府部门认可的商品化模型火箭发动机。任何情况下都不能改变模型火箭发动机的组成或成分。

3.回收——模型火箭常使用回收装置回收。它能使模型火箭安全地返回地面以便重新飞行。如果需要,应使用耐火的软填料(包裹或阻隔回收装置)。

4.质量和动力限制——模型火箭的起飞质量不应超过500克。模型火箭发动机产生的总冲不应超过100牛/秒。对于所使用的发动机,模型火箭的质量应不超过发动机生产厂所推荐的最大起飞质量,或者说,模型火箭只应使用生产厂所推荐的发动机。

5.稳定性——在首飞以前应检查模型火箭的稳定性,除非发射以前已经验证了它的稳定性。

6.有效载荷——除昆虫外,模型火箭绝对不能搭载任何活的动物或者易燃、易爆和有害的载荷。

7.发射场地——应在户外的清洁地方发射模型火箭,并且远离大树、电线、建筑物、干燥的灌木林和草地。发射场地至少要同附表l所推荐的场地一样大。

8.发射架——模型火箭应从具有刚性导向的牢固发射装置上发射,以使模型火箭达到足以保证其安全飞行的速度。为防止意外伤害眼睛,应将发射架放置于导向杆(发射杆)末端高过眼睛的地方,或者在接近导向杆的时候给它的顶端加红色标记。当不用的时候应将导向杆拆下放置,绝不应垂直存放导向杆。发射架应具有火焰反射器(导流盘),以防止发动机的尾气直接冲刷地面。发射装置周围的干草、杂物和其他易燃物质要清理干净。

9.点火控制装置——模型火箭的点火控制装置采用远距离操作。它应包含一个发射按钮,当按钮释放时处于“关”的位置。它还应有一个和发射按钮配合使用的安全键。当总冲小于或等于30牛/秒的模型火箭发动机点火时,所有人员至少要在5米以外;当总冲超过30牛/秒时,所有人员至少要在9米以外。应该只使用由发动机生产厂推荐的电点火器(电点火头),它可在发射按钮按下后1秒以内使模型火箭发动机点火。

10.发射安全性——应保证发射区内的人员都了解模型火箭的发射过程,并且在开始发出5秒钟倒计时以前都能够看到模型火箭起飞的地点。禁止把模型火箭作为一个武器来发射。如果模型火箭误点火,任何人不应接近它和发射架,直到确信安全键已经移开或者电池已经与点火控制装置断开。在误点火1分钟后才允许接近发射架。

11.飞行条件——只有当风速小于35千米/小时才可发射模型火箭。不应把模型火箭发射入云层、接近飞行的飞行器,或者对人员和财产造成危害。

12.发射前试验——在进行验证模型火箭的设计或使用方法的研究工作时,如果可能,应通过发射前试验来确定模型火箭的可靠性。在进行未经验证的(设计)模型火箭发射时,绝对不应让那些没有参加过实际发射的人员参加。

13.发射角——发射装置的朝向应在与垂直线成30度的半倒锥角的范围之内(或与地面呈60度的锥面内)变化。绝对不应使用模型火箭发动机去水平推动任何装置。

14.回收危险性——如果模型火箭缠绕在电线上或者别的一些危险的地方,就不应试图去回收。

知识点模模型飞机的用材

制作模型飞机的传统材料有桐木、松木、椴木、桦木、水松、轻木、层板等。在使用时,可根据模型的大小、结构来选择合适材料。

桐木:最常用的模型材料,尤其是泡桐,具有比重轻、相对强度大、变形小、容易加工的特点。翼肋、蒙板、腹板、机身后段等应选用较轻的材料。后缘、尾翼梁、机身的纵梁等要用木质细密、纹理平直、强度较大的材料。

松木:东北松纹理均匀,木质细密,比较轻,不易变形,易于加工并富有弹性,是做模型的好材料。

桦木:材质坚硬,纹理均匀紧密,比重较大,是做螺旋桨的好材料。还可做发动机架等受力件。

椴木:制作像真模型好材料,也可用于硬壳机身、螺旋桨和发动机架等。

水松:松软、纹理乱、易变形,可用作整形和填充。

轻木:制作模型较桐木好,可提高飞行性能,但价钱较高。

层板:椴木层板常用作机身隔框、上反角加强片等;桦木层板可做强度很大的蒙板,翼根部的翼肋、隔框和加强片等。

竹子:也较常用在普及级模型上。

蒙皮:传统工艺用棉纸和尼龙绢,后发展用无纺布以及新型材料热缩膜。根据需要也可用桐木蒙皮,利用热缩膜可以节省一定资金但主要是大大简化制作程序,缩短了制作时间。

泡沫板:在包装中最常用的泡沫板,切割方便,加工容易。飞机模型店内有飞机模型的图纸,将其贴于泡沫板上,而后用利刀细心地将其刻划出基本样子,再用常规101胶水将其粘合,可以制成简易的飞机模型。

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