F1C模型飛機(jī)的調(diào)整試飛

董春來(lái)

在F1航模項(xiàng)目的大家庭里，國(guó)際級(jí)F1C模型的翼展最大。它在起飛爬升階段以活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，改平進(jìn)入滑翔階段后靠空氣與翼面的相互作用產(chǎn)生的升力在空中自由飛行。

筆者曾在航模專(zhuān)業(yè)隊(duì)系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)，后因省隊(duì)解散幾乎不再參加專(zhuān)業(yè)比賽。加入“中國(guó)自由飛聯(lián)盟”QQ群后，筆者通過(guò)群內(nèi)討論及時(shí)了解到F1項(xiàng)目的最新動(dòng)態(tài)，由此萌生了重拾F1C項(xiàng)目的想法。2014年在航模發(fā)燒友高原的幫助下，購(gòu)置了當(dāng)時(shí)技術(shù)最先進(jìn)的模型飛機(jī)，并開(kāi)始了恢復(fù)性訓(xùn)練。在2015年的自由飛世界錦標(biāo)賽上，筆者獲得了個(gè)人第五名的好成績(jī)，并與隊(duì)友鄒炯宇、高原一起奪取了F1C項(xiàng)目的團(tuán)體冠軍。能夠在這么短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)競(jìng)賽狀態(tài)，除了之前在專(zhuān)業(yè)隊(duì)積累的功底，還有賴(lài)于掌握了正確的調(diào)試模型的方法。下面分享一些F1C模型飛機(jī)調(diào)試、試飛的經(jīng)驗(yàn)。

模型爬升、改出、滑翔的特點(diǎn)

在國(guó)際級(jí)F1C模型競(jìng)賽中，為了達(dá)到更長(zhǎng)的留空時(shí)間，運(yùn)動(dòng)員往往將模型調(diào)試的重點(diǎn)放在如何使其爬升得更高、滑翔時(shí)下降得更慢。

想讓F1C模型飛機(jī)爬升得高，既可改進(jìn)模型飛機(jī)的總體氣動(dòng)布局，增大其爬升率，也可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)盡可能提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率，增加其爬升動(dòng)力。

而在由爬升姿態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛枳藨B(tài)的過(guò)程中，模型飛機(jī)會(huì)因改平不穩(wěn)定損失之前爬升獲得的飛行高度，甚至因不斷波狀飛行將高度優(yōu)勢(shì)丟失殆盡。所以，想讓F1C模型滑翔時(shí)下降得更慢，首要一點(diǎn)是使其平穩(wěn)地從爬升轉(zhuǎn)變?yōu)榛枳藨B(tài)。這就需要通過(guò)不斷地調(diào)整和試飛，得到合理的方向舵、水平尾翼等操縱面的動(dòng)作時(shí)間。

為了增大爬升率，處于爬升姿態(tài)的F1C模型，其機(jī)翼與水平尾翼幾乎處于同一平面。而到了滑翔階段，模型要是還采用同樣的氣動(dòng)布局就不合適了。為了降低下降率，運(yùn)動(dòng)員會(huì)利用操縱線(xiàn)再次調(diào)整F1C模型機(jī)翼與水平尾翼的夾角。

上面提到的所有動(dòng)作，都得靠裝在F1C模型上有固定刻度的壓盤(pán)和負(fù)責(zé)各操縱面動(dòng)作的線(xiàn)來(lái)控制。所謂調(diào)試模型，就是先找到適合這架模型的操縱方法，然后通過(guò)微調(diào)數(shù)據(jù)、反復(fù)試飛比較，尋找最適合的飛行技術(shù)數(shù)據(jù)。

試飛前模型技術(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)定

下面，以筆者在世錦賽中使用的國(guó)際級(jí)F1C模型飛機(jī)為例，談?wù)勂浼夹g(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)定和調(diào)試方法。這架F1C模型翼展2 700毫米、機(jī)頭長(zhǎng)350毫米、尾力臂長(zhǎng)1 150毫米，使用FORA齒輪減速發(fā)動(dòng)機(jī)、帶四葉槳。由于采用了齒輪減速發(fā)動(dòng)機(jī)，因此這架模型在爬升后期的加速性能較好。

在5秒動(dòng)力時(shí)間的前提下，其動(dòng)力時(shí)間可設(shè)定為4.3秒或4.4秒。出手前，模型機(jī)翼迎角為0°，水平尾翼處稍微推一點(diǎn)桿，垂直尾翼帶左舵，防止在爬升中模型因力矩作用右倒。發(fā)動(dòng)機(jī)著車(chē)后，將模型放飛并使其沿60°角爬升兩秒，之后將機(jī)翼迎角變?yōu)?.5°正迎角，模型以垂直向上姿態(tài)繼續(xù)爬升。滅車(chē)后，模型飛機(jī)會(huì)靠自身慣性繼續(xù)上沖一點(diǎn)。隨后打右舵、推桿，使機(jī)頭慢慢改平。1秒后水平尾翼抬起，模型飛機(jī)靠著剩余速度右轉(zhuǎn)、順風(fēng)盤(pán)旋，進(jìn)入滑翔姿態(tài)。

由于2016年國(guó)際航聯(lián)的規(guī)則規(guī)定，F(xiàn)1C模型飛機(jī)的動(dòng)力時(shí)間變更為4秒，因此所有技術(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)定也隨之改變。

1.動(dòng)力時(shí)間

建議將動(dòng)力時(shí)間設(shè)定為3.3秒，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后，其尾音傳到地面的時(shí)間約為3.9秒，符合規(guī)則要求。

2.改出設(shè)定

在初次試飛前，可預(yù)先設(shè)定模型機(jī)翼迎角變動(dòng)時(shí)間為放飛后2秒，方向舵的打舵推桿時(shí)間為發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后0.3秒，抬尾時(shí)間為停車(chē)后1.95秒。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐證明，這樣的設(shè)定方式可以充分利用爬升時(shí)的慣性，使模型在發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)后能接著爬升一會(huì)兒再改平，爭(zhēng)取最大飛行高度、增加留空時(shí)間。

3.機(jī)翼與水平尾翼

在有動(dòng)力爬升階段，可將機(jī)翼與水平尾翼的夾角設(shè)定為+0.2°；進(jìn)入滑翔姿態(tài)，模型機(jī)翼與水平尾翼的夾角變成+3.6°。

為了方便調(diào)整機(jī)翼與水平尾翼間的夾角，筆者自制了一款迎角量角器，配套使用時(shí)可測(cè)量夾角的數(shù)值。操作時(shí)先利用桌椅等支撐物將F1C模型飛機(jī)水平懸置，然后將一個(gè)迎角量角器懸掛在機(jī)翼上，另一個(gè)掛在尾翼上。二者的差值就是機(jī)翼與水平尾翼間的夾角。雖然得出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度稍差，但操作簡(jiǎn)單，且精度足夠用于二者夾角的調(diào)整。

在做試飛前的地面調(diào)整時(shí)，注意保證模型飛機(jī)重心位置在60%翼弦處，機(jī)翼中段左右迎角對(duì)稱(chēng)、右翼翼尖迎角比中段大1°（俗稱(chēng)“好扭”）。“好扭”有利于模型的爬升和改出，尤其在進(jìn)入滑翔恰好遇到較強(qiáng)上升氣流時(shí)，模型飛行速度降低、右翼翼尖率先失速，就可向右進(jìn)入小半徑盤(pán)旋，反而容易“吃”到上升氣流。

模型的動(dòng)力試飛

在動(dòng)力試飛前，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)在地面反復(fù)檢查、測(cè)試模型飛機(jī)控制機(jī)構(gòu)的可靠性。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出與爬升軌跡有直接關(guān)系，所以還需調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作穩(wěn)定性。

試飛一架全新的F1C模型時(shí)，可能發(fā)生很多意外狀況。如果模型出手后，在4秒內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)動(dòng)力不足的問(wèn)題，那么此刻模型不管是低頭還是向左或向右倒，都會(huì)有危險(xiǎn)動(dòng)作出現(xiàn)?？紤]到爬升階段模型飛機(jī)推桿和拉桿的間隔時(shí)間，初次動(dòng)力試飛的動(dòng)力時(shí)間最好設(shè)為2-2.5秒。

沒(méi)有調(diào)好爬升軌跡之前，為保證飛行安全，最好在機(jī)身尾管末端加一個(gè)輕木塊，用作推桿限位。這樣一旦發(fā)現(xiàn)模型飛機(jī)的爬升軌跡異常，就可不再做推桿動(dòng)作，以免飛行動(dòng)作的錯(cuò)誤被再次放大。雖然最新規(guī)則要求所有參賽的F1C模型必須安裝遙控迫降，但在爬升階段使用遙控迫降，可能導(dǎo)致模型飛機(jī)的機(jī)翼拉傷，限位木塊則可避免這種情況。調(diào)整好爬升軌跡后，再將限位木塊取下，進(jìn)行滑翔姿態(tài)的調(diào)整。

模型滑翔姿態(tài)的調(diào)整

完成爬升軌跡調(diào)整后，下一步是在試飛中細(xì)摳模型飛機(jī)的滑翔姿態(tài)。建議先將模型進(jìn)入滑翔時(shí)的抬尾舵量調(diào)大一些，這樣模型飛機(jī)會(huì)以波狀姿態(tài)改出。仔細(xì)觀(guān)察改出時(shí)的波動(dòng)幅度，然后將抬尾舵量逐步下調(diào)，直到模型飛機(jī)能完美地進(jìn)入滑翔姿態(tài)。利用這個(gè)方法，既能找出模型改出時(shí)波狀飛行的臨界點(diǎn)，又能掌握其在靜氣流滑翔時(shí)和上升氣流滑翔時(shí)的推桿量。

也許有人要問(wèn)，為什么不在地面做手投試飛？原因有兩點(diǎn)：一是手投試飛時(shí)模型飛機(jī)的飛行速度與實(shí)際空中飛行速度有一定差距，沒(méi)有太大參考意義；二是F1C模型蒙皮易被尖銳物扎破，手投試飛會(huì)造成損傷。

調(diào)試F1C模型飛機(jī)，應(yīng)遵照以上步驟循序漸進(jìn)，逐個(gè)節(jié)點(diǎn)推進(jìn)。在不造成損傷的前提下，利用試飛對(duì)模型各階段飛行姿態(tài)做最優(yōu)化調(diào)整，使其在規(guī)則允許的范圍內(nèi)充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力、自身飛行性能、上升氣流等影響因素，獲得最大留空時(shí)間。endprint