航空模型基礎(chǔ)知識

導(dǎo)入：這是什么?同學(xué)們想不想體驗下飛行的感覺？

駕機飛行，對飛行員的身體條件、綜合知識與能力等的要求都非常高，再加上地理條件與經(jīng)濟等因素的限制，這對我們來說是個奢望，但航模的出現(xiàn)與發(fā)展為我們解決了這個問題。這對我們來說現(xiàn)實嗎？一、開展航空模型活動的作用和意義航空模型是各種航空飛行器模型的總稱。它包括模型飛機的其它模型飛行器（1）航空模型是探索飛行奧秘的工具。（2）航空公司模型是很有實用價值的器具。（3）航空模型是普及航空知識的玩具。（1）航空模型種類的多樣性。

從構(gòu)造上看，有用一張紙、幾分鐘就能制作者好的最簡單的紙模型飛機；也有要用上千個零件、花幾千個工時才成制作好的無線電遙控像真模型飛機。

從性能上看，有只能飛幾米遠、在空中停留幾秒鐘的模型；也有能飛幾百千米、在空中停留幾十個小時的模型。（2）航空模型活動的趣味性。不同種類的航空模型有不同的飛行性能。（3）應(yīng)用知識的廣泛性。先進的航空模型是按照嚴格的科學(xué)原理設(shè)計出來的，簡易的航空模型同樣也充滿著科學(xué)道理。沒有科學(xué)知識，不按科學(xué)規(guī)律辦事是很難把航空模型制作出來和放飛成功的。開展航空模型活動要用到材料學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、工藝學(xué)、空氣動力學(xué)、電子學(xué)和發(fā)動機科學(xué)等多方面的知識和技術(shù)。知識面廣和技術(shù)性強是航空模型活動區(qū)別于其他活動的一個顯著特點。二、

航模活動的特點（4）親自動手的實踐性航空模型活動的實踐性是很突出的。參加航模活動的青少年都要親自制作和裝配模型飛機，親自檢查和調(diào)整模型飛機，親自放飛和維修模型飛機，做好這些工作需要開動腦筋，手腳勤快，所以有利于培養(yǎng)人的獨立工作能力，養(yǎng)成一切從實際出發(fā)和注重實際效果的工作作風(fēng)。（5）不斷革新的創(chuàng)造性在航空模型的制作中，重復(fù)做同一種工作的情況是不多的，即使有重復(fù)也是在提高飛行性能的前提下不斷改進工藝操作。如果沒有創(chuàng)造性的發(fā)揮，就不能出色地完成從制作到放飛這一復(fù)雜的過程，更不用說設(shè)計和創(chuàng)新了。因此，航空模型活動有強烈的創(chuàng)造性特點，它能使青少年自然而然地產(chǎn)生不斷革新技術(shù)的創(chuàng)造欲望。（6）你追我趕的競爭性航空模型比賽是航空模型活動中一個重要的組成部分。競賽時每個人都希望自己的模型能夠飛出好成績，創(chuàng)造新紀錄，這就使航空模型活動有強烈的競爭性。如果我們能充分利用競爭這個因素，不僅可以大大增加航?；顒訉η嗌倌甑奈?，而且能夠使參加比賽者自發(fā)地改進模型，提高飛行性能，促進新技術(shù)的誕生。航空模型基礎(chǔ)知識固定翼目錄航空是什么？航模模型及其基本理論常用術(shù)語與主要數(shù)據(jù)飛機為什么能飛模型飛機受到的阻力飛行調(diào)整的基礎(chǔ)知識檢查校正和手擲試飛一二三五六四七一、航空是什么？航空是什么？

航空是指載人或不載人的飛行器在地球大氣層內(nèi)的飛行活動。航空器輕于空氣熱氣球飛艇重于空氣的航空器固定翼航空器飛機滑翔機旋翼航空器直升機旋翼機撲翼機傾轉(zhuǎn)旋翼機二、航模模型及其基本理論他們是什么？有什么區(qū)別呢？什么叫航空模型

國際航聯(lián)制定的競賽規(guī)則里明確規(guī)定“航空模型是一種重于空氣的，有尺寸限制的，帶有或不帶有發(fā)動機的，不能載人的航空器，就叫航空模型。其技術(shù)要求是：最大飛行重量同燃料在內(nèi)為五千克；最大升力面積一百五十平方分米；最大的翼載荷100克/平方分米；活塞式發(fā)動機最大工作容積10亳升。

什么是航模航模即航空模型。

在國際航聯(lián)制定的競賽規(guī)則里明確規(guī)定"航空模型是一種重于空氣的，有尺寸限制的，帶有或不帶有發(fā)動機的，可遙控的不能載人的航空器。"它包括模型飛機和其他模型飛行器。

其技術(shù)要求是：最大飛行重量同燃料在內(nèi)為五千克；最大升力面積一百五十平方分米；最大的翼載荷100克/平方分米；活塞式發(fā)動機最大工作容積10亳升。1．什么叫飛機模型：一般認為不能飛行的，以某種飛機的實際尺寸按一定比例制作的模型叫飛機模型。

2、什么叫模型飛機：

一般稱能在空中飛行的模型為模型飛機，叫航空模型。飛機模型與模型飛機有區(qū)別嗎？控制系統(tǒng)（線控、遙控等）動力系統(tǒng)（油動、電動、橡皮筋等）模型飛機的結(jié)構(gòu):機身機翼起落裝置模型飛機主翼、副翼尾翼水平尾翼垂直尾翼1、機翼是模型飛機在飛行時產(chǎn)生升力的裝置，以支持飛機在空中飛行，同時也起到一定的橫側(cè)安定作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼。

主翼––是模型飛機在飛行時產(chǎn)生升力的裝置，副翼—是主翼的組成部份，主要保持模型飛機飛機飛行時的橫側(cè)安定。襟翼--是機翼的一部分，在飛機起飛或者著陸的時候，它向下彎曲一個角度，增大升力，使飛機迅速起飛或著陸。尾翼––包括水平尾翼和垂直尾翼兩部分。水平尾翼--保持模型飛機飛行時的俯仰安定，垂直尾翼--保持模型飛機飛行時的方向安定。水平尾翼上的升降舵能控制模型飛機的升降，垂直尾翼上的方向舵可控制模型飛機的飛行方向。副翼、垂直尾翼、水平尾翼是控制飛行狀態(tài)的主要部件，襟翼是副助件，模型飛機的控制

滾轉(zhuǎn)軸俯仰軸偏航軸副翼垂直尾翼水平尾翼水平安定面又稱水平尾翼，可維持飛機水平飛行，后有升降舵，可改變飛機俯仰狀態(tài)。垂直安定面又稱垂直尾翼，可維持飛機直線飛行，后有方向舵，可改變飛機飛行方向機翼為飛機提供升力。機翼后緣處有副翼，可控制飛機做出橫滾等動作。2、機身

將模型飛機的各部分連接成一個整體的主干部分。同時機身內(nèi)可以裝載動力裝置、遙控設(shè)備、操縱機構(gòu)和燃料等。3、起落架

供模型飛機起飛、著陸和停放的裝置。一般有輪式起落架、滑撬式、浮筒式等幾種。輪式最常見，按照起落架布置不同有后三點式、前三點式、自行車式

。

1—飛機重心

2—飛機縱軸

3—主輪

4—尾輪

5—前輪

6—輔助輪

后三點式

前三點式

自行車式

4、發(fā)動機

通常指的是模型飛機產(chǎn)生飛行動力的裝置。模型飛機常用的動力裝置有：活塞式發(fā)動機、噴氣式發(fā)動機、電動機、包括橡皮筋等。汽油機活塞式發(fā)動機甲醇機噴氣式發(fā)動機甲醇與蓖麻油4：1然后再加20%硝基甲烷

汽油主要用汽體類燃料電動機航模電動機可分為有刷電機與無刷電機兩種，它們都必須配備相應(yīng)的電調(diào)才能正常工作。有刷電機與電調(diào)無刷電機與電調(diào)橡皮筋

以橡皮筋為動力的航模，常出現(xiàn)在中小學(xué)科普比賽中，主要利用橡皮筋伸長率大、回彈性好等特點作為動力。橡皮筋彈射飛機纏繞回力型5、控制系統(tǒng)(線控、遙控等）線控

線控主要是以線為介質(zhì)，對航模進行控制。遙控航模遙控器

通過通信媒體對遠距離被控對象進行控制的技術(shù)叫遙控。由操作裝置、編碼裝置、發(fā)送裝置、信道、接收裝置、譯碼裝置和執(zhí)行機構(gòu)等組成。(通常指的是無線遙控)三、常用術(shù)語與主要數(shù)據(jù)

1、翼展：機翼（尾翼）左右翼尖間的直線距離（穿過機身部分也計算在內(nèi)）。2、機身全長：模型飛機最前端到最末端的直線距離。3、前緣：機翼前面的邊緣。4、后緣：機翼后面的邊緣。5、翼弦：機翼前后緣之間的直線距離。6、機翼（升力）面積：矩形機翼的面積為翼展乘翼弦；梯形和橢圓形機翼以翼展和平均幾何弦長的乘積來計算，單位一般為dm2。7、展弦比：翼展和平均幾何弦長之比，等于翼展的平方除以翼面積。展弦比大說明機翼狹長。8、模型飛機全重：裝有發(fā)動機、遙控設(shè)備等裝置的模型飛機全部重量（不包括燃料）。9、翼載荷：模型飛機全重除以機翼面積所得的機翼單位面積承載量，單位一般為g/dm2。

10、重心：模型飛機各部分重力的合力作用點稱為重心。一般的遙控模型飛機重心在機翼前緣后平均翼弦的1/4~1/3處；滑翔機的重心在翼弦的1/3~1/2處。重心11、模型飛機的坐標軸：它是通過飛機重心的三條互相垂直的坐標軸，是用來描述飛機各部分圍繞重心轉(zhuǎn)動的機體坐標系，坐標原點（O)固定在飛機的重心。機體縱軸（y）通過飛機重心，位于飛機對稱面內(nèi)，沿機身軸線，指向機頭方向為正；機體立軸（z）通過重心，位于飛機對稱面內(nèi)，并與縱軸（y）垂直，指向座艙上方為正；機體橫軸（x）通過飛機重心，并與縱軸（y）和立軸（z）垂直，指向右機翼方向為正。(y)橫軸（x）(z)O12、尾力（心）臂：由模型飛機的重心到距水平尾翼前緣約四分之一弦長處的距離。13、上反角：機翼左右兩端向上翹的角度。練習(xí)機為獲得更好的橫側(cè)安定性，上反角較大，多為3?~6?。尾力臂正常飛行時，兩邊升力相等遇到側(cè)風(fēng)飛機傾斜時，向下的機翼升力大，產(chǎn)生恢復(fù)力矩。四、飛機為什么能飛飛機為什么能飛

飛機和模型飛機之所以能飛起來，是因為機翼的升力克服了重力。機翼的升力是機翼上下空氣壓力差形成的。當(dāng)模型在空中飛行時，機翼上表面的空氣流速加快，壓強減?。粰C翼下表面的空氣流速減慢壓強加大(伯努利定律)。這是造成機翼上下壓力差的原因。

ddddd阻力牽引力重力“升力”流體的速度越大，壓力越小，流體的速度越小，壓力越大。伯努利定律實驗

向下吹氣實驗結(jié)果：紙沒有向兩邊分開，反而向中間靠攏。空氣流速快，壓力小?？諝饬魉俾?，壓力大。機翼剖面

兩個相鄰的空氣質(zhì)點同時由機翼的前端往后端走，一個流經(jīng)機翼的上緣，另一個流經(jīng)機翼的下緣，流經(jīng)機翼上緣的質(zhì)點會比流經(jīng)機翼的下緣質(zhì)點先到達后端。

根據(jù)流體的連續(xù)性和伯努利定理可知，相對遠前方的空氣來說，流經(jīng)上翼面的氣流受擠，流速加快壓力減小，甚至形成吸力（負壓力）而流過下翼面的氣流流速減慢。于是上下翼面就形成了壓力差。這個壓力差就是空氣動力。按力的分解法則，將其沿飛行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由發(fā)動機提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力，將飛機托向空中。這就是飛機為什么會飛的奧秘所在。

飛機為什么會飛？a、不對稱的翼型；b、機翼和相對氣流有迎角。翼型是機翼剖面的形狀。機翼剖面多為不對稱形，如下弧平直上弧向上彎曲(平凸型)和上下弧都向上彎曲(凹凸型)。對稱翼型則必須有一定的迎角才產(chǎn)生升力(含無翼型)。

機翼上下流速變化的原因有兩個：升力小升力大飛機速度快飛機速度慢翼剖面又稱翼型

a、升力與機翼面積成正比；b、升力和飛機速度的平方成正比。同樣條件下，飛行速度越快升力越大；c、升力與翼型有關(guān)，通常不對稱翼型機翼的升力較大；d、升力與迎角有關(guān)，小迎角時升力(系數(shù))隨迎角直線增長，到一定界限后迎角增大升力反而急速減小，這個分界叫臨界迎角。機翼和水平尾翼除產(chǎn)生升力外也產(chǎn)生阻力，其他部件一般只產(chǎn)生阻力。

升力的大小主要取決于四個因素：

翼型并不是在任何情況下都能產(chǎn)生大的升力。如果攻角α大到一定程度，氣體將不再附著翼型表面流過，在翼型上方氣流會發(fā)生分離，翼型前緣后方會產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致阻力急劇上升升力下降，這種情況稱為失速。

五、模型飛機受到的阻力模型飛機飛行時所受到的阻力模型飛機飛行中受到與飛行方向相反的力。阻礙模型飛機前進的力1、摩擦阻力摩擦阻力的大小，取決于空氣的黏性。模型飛機表面光滑程度和與空氣接觸面積的大小。所以減小摩擦阻力主要從表面光滑著手。

約占總阻力35％－40%2、壓差阻力

將一塊平板垂直地放在水平流動的氣流中，平板的前面正對著迎面吹來的氣流，氣流受到平板阻礙，速度急劇減小，壓強大大增加，向被平板分開的氣流，繞過平板，來不及聚攏，形成一個很大的渦流區(qū)，渦流區(qū)的壓強很小，這樣平板的前后就產(chǎn)生了壓強差，形成了壓差阻力。所以模型飛機各部分都應(yīng)盡可能使之成為流線形。壓差阻力約占總阻力15％－20％;3、誘導(dǎo)阻力

誘導(dǎo)阻力是隨著升力而產(chǎn)生的，或者說是由升力“誘導(dǎo)”而產(chǎn)生的，所以稱誘導(dǎo)阻力。當(dāng)機翼產(chǎn)生升力時，由于機翼下表面的壓力大，機翼上表面的壓力小，因此機翼下表面的氣流力圖通過翼尖從下面向上表面流動，于是，翼尖部分的氣流發(fā)生扭轉(zhuǎn)，形成翼尖渦流，阻礙飛機向前飛。誘導(dǎo)阻力約占總阻力30％－40％

減小誘導(dǎo)阻力的方法有：①加大機翼的展弦比；②改變機翼的形狀，橢圓形機翼誘導(dǎo)阻力最小，梯形次之，長方形最大；③改變翼尖形狀，從翼根到翼尖逐漸變薄;加裝整流條或加裝小翼4、干擾阻力

氣流流過物體結(jié)合處時，氣流被擾動而成為不穩(wěn)定氣流，產(chǎn)生的阻力叫干擾阻力。

減小干擾阻力的方法是制作模型飛機時，把邊角結(jié)合處的地方，做成圓弧形或加裝整流條。六、飛行調(diào)整的基礎(chǔ)知識飛行調(diào)整的基礎(chǔ)知識飛行調(diào)整是飛行原理的應(yīng)用。沒有起碼的飛行原理知識，就很難調(diào)好飛好模型。根據(jù)其接受能力、結(jié)合制作和放飛的需要介紹有關(guān)基礎(chǔ)知識。同時也要防止把航?；顒幼兂蓪ｉT的理論課。

1、飛機的平衡和穩(wěn)定

（1）平衡

在天平的兩邊放上相等的重物，則這個天平就處于平衡狀態(tài)。在杠桿的支點兩邊，

如果力和力臂的乘積相等，

則這個杠桿就平衡了，飛機的重心就像杠桿上的支點，機翼和尾翼的升力，像杠桿上的力。要想使飛機上的俯、仰力平衡，就必須使重心兩端的力矩相等。即：A·a=B·b。我們在手投滑翔調(diào)整所做成的模型飛機時，有時增加或減少機頭的配重，這就是在移動重心的位置（從而改變a、b的長度）；調(diào)整機翼或尾翼的角度，就是在改變機翼或尾翼的升力（2）穩(wěn)定。

模型飛機在飛行中會不斷地受到來自各方面的干擾（如陣風(fēng)和不穩(wěn)定的氣流等），破壞原來的平衡狀態(tài)。如果在外來干擾消除后，模型飛機本身有能力恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，這種能力就叫做模型飛機的穩(wěn)定性或安定性。

例如一個正立的不倒翁，外力使它偏離了中立位置后，只要你一放手，它就會自己重新立起來。這就是具有穩(wěn)定性的不倒翁。如果把它倒立過來，只要稍有振動它就會倒下來，這就是不穩(wěn)定的不倒翁。飛機上的重心位置，機翼、尾翼的形狀，機身的長度，以及機翼的上反角等都對飛機的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

例如，飛機的尾翼，有時就像箭羽一樣在保持著飛機的航向或俯、仰飛行姿態(tài)。飛機的上反角也對飛機的橫向穩(wěn)定性有幫助作用。

影響模型飛機的穩(wěn)定性的重要因素還有重心的位置和翼型的形狀。概括地講，重心在模型上的相對位置越靠前、越靠下，模型的穩(wěn)定性越好。翼型的前緣半徑越大，中弧線彎曲越小，穩(wěn)定性越好。3、平飛水平勻速直線飛行叫平飛。平飛是最基本的飛行姿態(tài)。維持平飛的條件是：升力等于重力，拉力等于阻力。

4、爬升前面提到模型平飛時如加大馬力就轉(zhuǎn)為爬升的情況。爬升軌跡與水平面形成的夾角叫爬升角。一定馬力在一定爬升角條件下可能達到新的力平衡，模型進入穩(wěn)定爬升狀態(tài)(速度和爬角都保持不變)。穩(wěn)定爬升的具體條件是：拉力等于阻力加重力向后的分力(F=X十Gsinθ)；升力等于重力的另一分力(Y=GCosθ)。爬升時一部分重力由拉力負擔(dān)，所以需要較大的拉力，升力的負擔(dān)反而減少了。

和平飛相似，為了保持一定爬升角條件下的穩(wěn)定爬升，也需要馬力和迎角的恰當(dāng)匹配。打破了這種匹配將不能保持穩(wěn)定爬升。例如馬力增大將引起速度增大，升力增大，使爬升角增大。如馬力太大，將使爬升角不斷增大，模型沿弧形軌跡爬升，這就是常見的拉翻現(xiàn)象。七、檢查校正和手擲試飛檢查校正和手擲試飛

1、檢查校正

一架模型飛機制作裝配完畢后都應(yīng)進行檢查和必要的校正。檢查的內(nèi)容是模型的幾何尺寸和重心位置。檢查的方法一般為目測，為更精確起見，有些項目也可以進行一些簡單的測量。

目測法是從三視圖的三個方向觀察模型的幾何尺寸是否準確。正視方向主要看機翼兩邊上反角是否相等；機翼有無扭曲；尾翼是否偏斜或扭曲。側(cè)視方向主要看機翼和水平尾翼的安裝角和它們的安裝角差；拉力線上下傾角。俯視方向主要看垂直尾翼有無偏斜；拉力線左右傾角情況；機翼、水平尾翼是否偏斜。

小模型一般用支點法檢查重心，選一點支撐模型，當(dāng)模型平穩(wěn)時，該支點就是重心的位置。

檢查中如發(fā)現(xiàn)重大誤差，應(yīng)在試飛前糾正。如誤差較小，可以暫不糾正，但應(yīng)心中有數(shù)，在試飛中進一步觀察。模型飛機三視圖正視圖側(cè)視圖俯視圖2、手擲試飛手擲試飛的目的是觀察和調(diào)整滑翔性能。方法是右手執(zhí)機身(模型重心部位)，高舉過頭，模型保持平正，機頭向前正對風(fēng)向下傾10度左右，沿機身方向以適當(dāng)?shù)乃俣葘⒛Ｐ椭本€擲出，模型進入獨立滑翔飛行狀態(tài)。手擲方法要多次練習(xí)，要注意糾正各種不正確的方法，比較普遍的毛病有：模型左右傾斜或機頭上仰；出手不是從后向前的直線，而是繞臂根劃弧線；出手方向不是沿機身向前，而是向上拋擲；出手速度太大或太小。出手后如模型直線小角度平穩(wěn)滑翔屬正常飛行，稍有轉(zhuǎn)彎也屬正常狀態(tài)。但不能側(cè)傾急轉(zhuǎn)。模型產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎的原因可能是因為方向舵偏的太多或左右機翼重量相差的太多或左右機翼的安裝角不同。遇有下列不正常的飛行姿態(tài)，就應(yīng)進行調(diào)整，使模型達到正常的滑翔狀態(tài)。（1）模型發(fā)生波狀飛行的原因有四種

①頭輕，即模型的重心位置在正常位置的后面，則模型飛行時抬頭，模型向上飛時易失速，失速后掉下