王自平
上期筆者介紹了LA-8電動像真水上模型飛機的原型機資料、設計思路和材料選擇,本期將為大家介紹其制作工藝和調試飛行方法。
制作工藝
在材料選擇部分,曾提到模型以單層吹塑紙為主要材料。這種材料在加工時,特別是在制作曲面時有一定難度,需做特別處理。除了蒙皮,模型的連接件和一些受力結構用到了輕木、EPS硬泡沫材料、碳纖片(管)、易拉罐罐體的鋁皮、尼龍、棉線等材料。它們不僅容易獲取,而且對加工工藝要求不高,重量輕、強度適中,基本能滿足模型對飛行性能和外觀像真的需求。
1.機翼的制作
為縮小模型箱尺寸,LA-8電動像真水上模型飛機的機翼為兩截插接式(圖1),左右機翼以直徑4mm的碳纖管連接。插接口的一端為直徑4mm的碳纖管(用作管芯),埋在左側機翼根部并伸出一小截;另一端為內徑4mm的圓管(用于插接管芯),由易拉罐罐體的鋁片卷成,外纏棉線用502膠水埋在對應的右側機翼根部。此外,該處還粘接了一個直徑2mm的碳纖定位銷(圖2)。
機翼主梁用厚2mm的輕木片制作,上下貼碳片加強。每側機翼各有7片翼肋,其中第一(靠近翼根)、第二和第五翼肋為輕木片,其余均為KT板。在各片輕木翼肋與主梁連接的轉角處粘接一個自帶直徑2mm通孔的尼龍固定件,用于機翼、兩個電機和兩邊小浮筒的安裝。因為固定件受力較大,所以必須先在其上纏一層棉線,再用502膠粘接在輕木結構的轉角處。
副翼的操縱機構是一根直徑0.4mm的鋼絲,其上套有一根內徑0.8mm的自制鋁導管(用易拉罐罐體的鋁皮制作)。鋼絲與安裝在機翼一側根部的舵機(2g)相連。副翼搖臂處有一個M2快裝調節(jié)螺釘,用于舵角的調節(jié)(圖3)。這種操縱機構的操縱虛位小、調整方便可靠、重量輕。
2.機身的制作
LA-8在水上滑行起飛時,就像一艘能飛的快艇(圖4)。模型的船式機身不僅要具備較好的強度和剛度,還要注意控制重量。
機身縱橫向的隔框均用KT板按圖紙制作,機頭部分用EPS硬泡沫塑料結合單層吹塑紙制作(圖5、圖6)。機腹滑水面則用厚3mm的珍珠板制作。船式機身機翼安裝位的框架為受力結構,用厚3mm輕木片制作、泡沫膠粘接。橫梁上下貼碳片加強,并在轉角位置粘接自帶M2內螺紋孔的尼龍固定件。在機身內部縱向隔板的兩側內置兩根自制的直徑0.8mm鋁導管,其中一根導管內是通向垂尾主梁后側的直徑0.4mm鋼絲,用于控制升降舵,另一導管內的鋼絲用于控制方向舵(圖7)。由于模型采用了“T”形尾翼,因此對垂尾需特別進行加強,在水平尾翼和垂尾主梁的連接位置粘接尼龍固定件。
因為船式機身的表面由幾種材料組成,所以在單層吹塑紙、EPS泡沫塑料和珍珠板的結合處應特別注意粘接牢固和表面平整。曲面蒙皮部分使用了單層吹塑紙,可用局部加熱方法彎制。接觸水面的部位涂抹環(huán)氧膠,以增加光潔度和硬度。有條件的還可加裝水舵,方便模型飛機在復雜水域自如地滑水飛行(圖8)。
3.發(fā)動機機頭罩的制作
發(fā)動機機頭罩是LA-8輕型水陸兩棲飛機的外觀特征之一,也是保障模型飛機像真外觀的關鍵。筆者的LA-8模型飛機,兩個發(fā)動機機頭罩均由兩塊EPS硬泡沫塑料加工成型而后再粘接組合(圖9)。
由于機頭罩的外形曲面較復雜,因此先按照三視圖用EPS硬泡沫制作帶有曲面形狀的毛坯,然后挖去中間部分減重,最后打磨成空殼結構。模型上用到的小型無刷電機需內置在機頭罩中,故其前端是電機安裝位,須用結實的輕木片加固。安裝電機時,用3顆自攻螺釘將其固定在用輕木片制作的安裝座上,導線順著機翼主梁引出,在機翼根部插接電調(圖10)。機頭罩的后端內置一個自帶M2內螺紋孔的尼龍固定件,安裝時用一個M2螺釘穿過此處,與機翼主梁轉角處的尼龍固定件緊固即可。筆者還自制了螺旋槳軸的尼龍固定件,有效減輕了機頭罩處的重量。
4.各活動翼面的制作
模型飛機的副翼、升降舵、方向舵均由兩片輕木片制作,靠鋁質鉸鏈保障精準操控。鉸鏈片用易拉罐罐體的鋁皮制作,不僅易于加工,而且重量輕、不生銹;鉸鏈軸則用直徑0.5mm的醫(yī)用不銹鋼絲制作(圖11)。組裝時先將鉸鏈成品置于兩片輕木片中,再在輕木上粘接蒙皮。用這種方法加工的活動翼面不僅結構簡單,而且具有良好的剛性。成品翼面平整、重量輕。
“T”形尾翼的組裝依靠尼龍固定件(圖12)。先將自帶M2內螺紋孔和直徑2mm通孔的尼龍固定件分別粘接在水平尾翼的主梁正中間和垂直尾翼的主梁上方,然后用M2螺釘連接牢固。方向舵、升降舵的搖臂均為直徑0.4mm的鋼絲,其上套內徑0.8mm的鋁導管,并通過M2快裝調節(jié)螺釘進行舵角調節(jié)(圖13)。
5.螺旋槳整流罩的制作
螺旋槳整流罩同樣是保證模型飛機像真度的關鍵部件,用強度較好的PVC發(fā)泡塑料加工成型(圖14)。制作時按圖紙削制好毛坯,并利用M3長螺釘將其夾固在電動臺鉆上進行加工:先用粗砂板打磨出有較好同心度、帶圓錐曲面的整流罩外形;然后用細砂紙加水打磨;接著給要去掉的部分(安放槳軸、槳軸螺帽以及三葉螺旋槳槳根的空間)劃線,并用工具處理。由于加工后整流罩中心孔內徑為3mm,而螺旋槳槳軸中心孔為M2內螺紋孔,因此還要在該位置粘接一個外徑3mm、內徑2mm、長5mm的金屬導圈。這個導圈用厚0.5mm的鋁片制作,并以M2螺釘連接整流罩和螺旋槳槳軸。需要注意的是,加工后必須對螺旋槳和整流罩做平衡處理,以減小電機在工作時的震動。
6.座艙玻璃和電池艙艙門的制作
LA-8的座艙玻璃不僅面積大,而且外觀呈流線形,是模型制作的難點之一。座艙擋風玻璃用廢棄的X光膠片制作。首先用卡紙剪出座艙擋風玻璃的展開形狀,將其置于機身座艙處反復比較,確認形狀合適后用膠片剪出這個形狀(圖15),然后對前座艙擋風玻璃、中艙和后艙玻璃進行包邊處理。包邊的材料采用廢棄的深灰色多股電線塑料導線,將其剖開一條縫,去掉線芯后嵌入膠片,并用針蘸502膠逐點固定(圖16)。接下來用泡沫膠粘接經(jīng)過包邊處理的膠片和機身的吹塑紙蒙皮,并用寬4mm的膠片條在座艙內加強粘接部位。最后用白色塑料片處理機翼和座艙玻璃罩接合處的過渡線條(圖17)。
電池艙的位置可有效調整模型飛機的重心位置(一般在機翼前緣翼弦28%-30%處)。經(jīng)測試,這架模型的電池應放在座艙正面擋風玻璃前約10mm處,電池艙門開口設在模型中線偏左側。電池艙門用易拉罐罐體的鋁皮結合有彈性的泡沫塑料制作,注意艙口不能損壞機身的縱向隔框。因為電池的裝取頻繁,所以專門在艙門上內置了一個彈簧卡扣(圖18)。
7.小浮筒的制作
LA-8機翼上的兩個小浮筒用EPS硬泡沫塑料制作(圖19)。先按圖紙取樣做毛坯,然后打磨成小浮筒實物部件,并在觸水部位涂抹環(huán)氧膠,以增加光潔度和硬度;接著用梯形輕木塊制作浮筒支撐臂,成品為單層吹塑紙蒙皮、泡沫膠粘接成的框架-蒙皮空心結構;梯形輕木塊上端粘接一個自帶M2內螺紋孔的尼龍固定件,用于小浮筒與機翼內第五翼肋的連接固定;支撐臂與機翼下端面用直徑2mm的定位銷固定。雖然上述方法的制作步驟有些繁瑣,但做好的小浮筒重量輕、強度高。
調試飛行
LA-8電動像真水上模型飛機的調試飛行比較簡單(圖20)。由于它采用了上單翼布局,具有良好的橫側穩(wěn)定性,且“T”形尾翼使得整機尾力臂相對較長、俯仰穩(wěn)定性適中,因此只要兩個電機沒有明顯差異,模型的飛行性能就有基本保證,不僅可在水面上平穩(wěn)起降,還能完成簡單的特技動作(圖21)。該機的翼載荷不大,電機的功耗低,即使搭配小容量電池,也不影響有效飛行時間。
試飛時可對各活動翼面角度做合理調整,以模型能自如操控為宜。如果裝上活動起落架,這款模型飛機還可實現(xiàn)陸上滑跑起飛和小場地慢速飛行;如能加裝自動收放起落架,就可成為真正的水陸兩棲飛行器(圖22)。(未完待續(xù))