從世錦賽看F3P新發(fā)展

立青

第三屆F3P世錦賽于2017年2月19-25日在法國東北部城市斯特拉斯堡舉行。這次比賽共有來自18個國家的50位室內特技飛行頂尖選手參賽，中國選手也首次現(xiàn)身賽場。作為當今世界最高水平的F3P大賽，高手云集的賽場精彩紛呈。各國選手的表現(xiàn)詮釋了不同的飛行風格，而他們使用的模型則代表著F3P的最新趨勢與潮流。下面，筆者就從這次世錦賽中出現(xiàn)的一些機型對F3P的技術發(fā)展進行解讀，希望對喜愛這項運動的愛好者有所幫助。

2017年F3P世錦賽回顧

首先，筆者先帶領大家回顧一下這次世錦賽的相關情況。2017年2月19日，第三屆F3P世錦賽拉開帷幕。在一場簡短而輕松的開幕式過后，組委會專門設立了一個環(huán)節(jié)，為每支參賽隊和每位參賽運動員拍照留念，各國選手和他們使用的模型被一一定格。

2月21日，比賽正式開始，共分預賽和決賽兩個階段。4輪預賽耗時兩天，所有運動員均須完成AP-17動作（由國際航聯(lián)在賽前公布）。根據(jù)預賽成績，排名前13位的選手獲得決賽資格，將完成未知動作的比拼。3輪決賽進行得異常激烈，奧地利著名選手Gernot Bruckmann最終奪冠，芬蘭運動員Janne Lappi和衛(wèi)冕冠軍、立陶宛選手Donatas Pauzuolis分獲亞軍和季軍。

決賽結束后，2月25日還進行了F3P-AM部分的比賽。這個項目通常被稱為音樂劇，但成績并不計入最終比賽的總成績，且由運動員自由選擇參加。作為極具觀賞性的一個項目，音樂劇項目要求選手在兩分鐘時間內完成一套配樂動作。令人遺憾的是，選手們并未展現(xiàn)出令人眼前一亮的新動作。最終，Donatas Pauzuolis成功衛(wèi)冕該項目冠軍。而筆者聽說，國際航聯(lián)計劃將音樂劇設置為單獨的官方項目，以更好地促進這個項目的發(fā)展。

代表中國參賽的何聰發(fā)首次亮相F3P世錦賽就表現(xiàn)不俗。只可惜他使用的參賽機是在當?shù)嘏R時購買的，未能充分適應新模型，加上本身實力的差距，最終排在第40名，無緣決賽。不過能站在世界舞臺與頂尖高手們同場競技，何聰發(fā)已經向世人展示了中國選手的風采。

F3P技術新進展

自首屆F3P世錦賽于2013年在德國舉辦以來，僅僅幾年時間，這項運動在硬件設備和飛行技術方面就有了迅猛發(fā)展，運動員間的競爭變得越發(fā)激烈。在相對狹窄的室內空間，要高質量地完成復雜的比賽動作，模型的重量和制作的精準度成了關鍵因素。目前，大多數(shù)運動員對模型重量都極力追求最輕，以使模型獲得更慢的飛行速度，能在有限的空間里完成各種動作。

在第一屆世錦賽上，運動員們基本都采用D板材質、單螺旋槳模型。而在本屆世錦賽決賽階段，除一位運動員還使用D板覆膜模型外，其余選手均采用全碳纖維結構的模型，共軸雙槳和1S電子系統(tǒng)更成為比賽的標配。

經過幾年的發(fā)展，現(xiàn)在國際級F3P比賽中除少量D板結構的模型外，大多是采用全復材覆膜結構的模型，本屆比賽還出現(xiàn)了輕木結構和全新EPP結構的模型。下面，筆者結合這些模型的新特點為大家做詳細介紹與分析。

1.全復材結構模型

綜觀F3P模型的發(fā)展歷程，其制作材料大致經歷了KT板、EPP板、D板和碳纖維覆膜等幾個階段。過去幾年里，D板一直是制作F3P特技機的主要材料，且大都采用銑板和鏤空覆膜兩種工藝。在2013年首屆F3P世錦賽中，俄羅斯運動員Alexey Lancov第一次使用了全復材結構模型。當時他使用的是自己制作的Victory系列的第一版，使用碳棒和碳管為機體材料，并采用可拆卸機翼。整機起飛重量66g，比當時的D板模型還要輕15-25g。

早在2009年，Alexey Lancov就開始制作碳纖維結構的F3P模型。經過不懈努力，他的模型不斷更新，甚至吸引了世界冠軍Donatas Pauzuolis與他合作。兩人共同開發(fā)的Victory系列模型性能出眾，在國際比賽中屢獲佳績，已成為目前國際比賽中使用最多的機型。

復材結構的F3P模型，機體以碳纖維棒為主要材料，表面蒙有一層薄薄的麥拉膜。為進一步減輕重量，還有人改用細碳纖維管作為機體的主要材料。制作時，要先將材料按所需形狀固定在工作板上，然后用凱夫拉線對碳棒進行捆扎定形。整個制作過程非常繁瑣，需耗費大量時間，這導致復材模型的成本非常高昂，僅空機價格就超過500歐元。同時，由于這種模型很輕，采用傳統(tǒng)的電子設備已無法完全發(fā)揮出它的性能，因此國外運動員又開發(fā)出使用1S電池供電的電子設備和輕量化的共軸雙槳系統(tǒng)。

全復材結構模型開始僅被用于F3P項目中，但最近，為達到減重和增強機體剛度的目的，在F3P-AM項目中，運動員也開始使用全復材結構的模型。比較有代表性的是Donatas Pauzuolis的Arrow CS機型，該機也是2016年WAG比賽中的冠軍機。采用這種結構的模型，其優(yōu)勢非常明顯，機體很輕，且長時間不易變形，具有非常優(yōu)異的飛行性能。

在歐洲國家，全復材結構的F3P模型占比很大。本次世錦賽中，F(xiàn)3P模型幾乎全都采用全復材覆膜結構。然而，盡管碳纖維結構的模型有很多優(yōu)點，但其缺點也不少，主要有以下幾方面：

（1）現(xiàn)有的標準碳桿都是直的，而制作模型時要進行彎曲，以得到所需的形狀。但彎曲后的碳桿很容易恢復到原有形狀，因而模型的外形會發(fā)生變化，即使做了加強，也很難使機體表面保持平整。

（2）直碳桿只能做較小幅度的彎曲，若彎曲過大，就非常容易斷裂。因此在設計模型時，機體外形會受到很大限制，這也是為什么很多全碳結構的模型看上去都非常相似的一個原因。

要解決上述問題，最有效的方法是采用預制成型的碳桿。芬蘭運動員最先使用硅膠管制作彎曲的碳桿，但因工藝所限，碳桿的尺寸不能做得太小。最近，有人找到了新方法，如世界冠軍Donatas Pauzuoils的公司，現(xiàn)在已經能將直徑0.5mm的碳桿加工出各種形狀，并可提供對外制作服務。endprint

2.輕木結構模型

本次世錦賽中，還出現(xiàn)了此前沒有的輕木結構F3P模型。這種模型采用輕木條為機體主要承力結構，與F1D模型較為相似，重量方面也接近全復材結構模型的水平。值得一提的是，美國選手所用的模型還采用了可拆卸機翼。另外，部分機型采用了輕木材質的螺旋槳，最具代表性的就是芬蘭隊的共軸系統(tǒng)。

3.EPP結構模型

這次世錦賽上，日本隊的EPP結構模型令人眼前一亮。日本是模型傳統(tǒng)強國，在亞洲地區(qū)更是一直保持領先地位。在2013年首屆F3P世錦賽中，音田哲男就獲得了季軍的好成績。

就像日系F3A模型一樣，日本的F3P模型也有著與歐美模型不同的特點。全復材結構的模型固然性能優(yōu)異，但制作麻煩、價格高昂，性價比并不高。在日本國內的室內比賽中，參賽模型大量采用0.8-1mm厚的EPP板和碳桿作為主要制作材料。而且這種模型的起飛重量并不比全復材模型重多少。雖然EPP的剛度甚至還不如D板，但對于起飛重量很低的F3P模型，仍然有非常好的性能。在日本國內的比賽中，這種EPP模型表現(xiàn)非常優(yōu)異。

EPP結構的模型在設計上與歐美的F3P模型有所不同。為了保證飛行速度和側飛性能等要求，這種模型采用了較多的減速板和側力發(fā)生裝置，布局不如歐美模型簡潔。

4.共軸系統(tǒng)

共軸雙槳系統(tǒng)現(xiàn)已成為高級別F3P模型的標配，它能抵消單個螺旋槳反扭矩帶來的不利影響，使模型左滾和右滾速率保持一致。同時，其產生的滑流比單槳更少，能使模型飛行動作更精準。

不過，共軸系統(tǒng)近幾年的發(fā)展主要集中在提升模型下降時的減速性能上。運動員們希望這種系統(tǒng)有更高的推進效率，同時在模型垂直下降時也有很高的減速效率，由此導致的結果是槳葉直徑越做越大。

最初，共軸系統(tǒng)普遍采用碳纖維槳葉，但隨著槳葉直徑不斷增大，又有人開發(fā)出泡沫加芯結構的新槳葉，并成為本次世錦賽上各國選手的“新寵”。此外，Alexey Lantsov還開發(fā)了可調螺距的槳葉，以便飛手根據(jù)模型的不同情況，調整出最佳效果。另外，輕木槳葉也被一些運動員采用，最具代表性的就是之前介紹的芬蘭隊的裝備。

結語

我國航空航天模型錦標賽室內比賽至今已舉辦過三屆，但競賽模型的發(fā)展卻遠遠落后于發(fā)達國家。目前，國內只有極少數(shù)運動員在進行高新性能F3P模型的研究和試驗。全復材結構的F3P模型在制作材料和電子設備方面幾乎全靠進口。特別是1S電子系統(tǒng)，國內暫時還未引進。因此，要使國內的F3P模型與國際競賽接軌，還需要運動員們下更大的功夫。筆者很高興地了解到，上海雙天公司正在進行新一代共軸系統(tǒng)的研發(fā)，希望能早日裝備到國產的高能F3P模型上。

另外，筆者還建議，基于國內現(xiàn)狀，研制具有我國特色的競賽模型。全復材結構模型的性能的確優(yōu)異，但成本太高，且使用條件也非常苛刻。在當前國內室內模型運動發(fā)展總體水平還不高的情況下，并不利于這項運動的持續(xù)發(fā)展。在此筆者推薦參考日本運動員的方法，利用現(xiàn)有的低成本技術和材料，使F3P模型的性能更好。endprint