陳康生
泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)是在紙模型滑翔機(jī)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新發(fā)明,趣味性更強(qiáng)。下面以前緣下彎泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)、凹凸翼型泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)和翻滾飛翼為例,簡單介紹此類模型的制作步驟、重心調(diào)整、操控方法和飛行原理。
四、前緣下彎泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)
1.制作步驟
制作時,先將模型圖紙(圖1)按正確比例(標(biāo)準(zhǔn)A4紙大小)打印出來,然后用剪刀剪出零部件和測量工具的紙樣板,用透明膠帶把它們貼在泡沫塑料薄片上后,再用剪刀沿著紙樣板裁剪成形。在使用透明膠帶時,建議用紅色記號筆在其上畫上波浪圖案,方便之后加固模型時辨認(rèn)加強(qiáng)部位(圖2)。裁剪時,先剪機(jī)翼的前后緣部分,再剪翼尖和翼根部分(圖3、圖4)。
接下來將裁剪好的泡沫塑料薄片和紙樣板一并夾在書中,并讓紙樣板上的機(jī)翼前緣彎折提示線(虛線)對準(zhǔn)書本邊緣(圖5)。沿提示線將機(jī)翼前緣向下彎折,同時用角度紙樣板校正下彎角度(圖6)。然后以同樣的方法處理機(jī)翼翼尖位置的升降副翼(圖7、圖8)。將前緣下彎,是為了讓機(jī)翼產(chǎn)生更大升力;將升降副翼上翹,是為了讓機(jī)翼形成“S”翼型,保證模型滑翔機(jī)的俯仰平衡。
處理好左右機(jī)翼的形態(tài)后,將二者沿翼根對齊用透明膠帶連接(圖9)。將左右機(jī)翼對折,并沿機(jī)翼中縫撕開右側(cè)機(jī)翼上用于連接的膠帶,另一半膠帶仍然留在左側(cè)機(jī)翼上(圖10)。把膠帶彎出上反角后再與右側(cè)機(jī)翼粘貼,并檢查上反角是否達(dá)標(biāo)(圖11、圖12)。
為增加機(jī)翼的強(qiáng)度,可采用在機(jī)翼前緣彎折處粘接塑料吸管的方法。制作時先剪一段11cm長的塑料吸管,然后將其對折剖開,取一半吸管再次對折剖開,得到一段11cm長的1/4塑料吸管(圖13、圖14)。將它放在機(jī)翼前緣彎折處,用透明膠帶固定(圖15、圖16)。最后用熱熔膠連接左右機(jī)翼上加強(qiáng)用的塑料吸管(圖17)。這樣,一架前緣下彎的泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)就做好了。
2.重心調(diào)整
做好模型滑翔機(jī)后,首先要進(jìn)行手?jǐn)S試飛。如果模型的飛行軌跡基本呈直線下滑,表明已被調(diào)整至正常滑翔狀態(tài);如果模型不停地波狀飛行,表明頭輕;如果模型一直往下沖,表明頭重(圖18)。
針對頭輕或頭重的問題,需對模型滑翔機(jī)進(jìn)行配重??蓪⑵胀娋€的線芯——細(xì)銅絲粘接在翼根位置用作配重:頭輕的話把銅絲向機(jī)頭位置伸直,頭重的話把銅絲向機(jī)尾位置彎曲(圖19、圖20)。
3.操控方法
泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)的操控方法基本相同。操縱者手持一塊硬紙板,利用在水平前行時將板傾斜一定的角度會產(chǎn)生上升氣流的原理,讓模型滑翔機(jī)平穩(wěn)飛行(圖21)。此時需注意將模型保持在紙板靠上位置,因?yàn)樵撎幧仙龤饬髯顝?qiáng)(圖22)。
如果將紙板的一端傾斜,就能改變模型滑翔機(jī)的飛行方向(圖23)。當(dāng)紙板向左上方傾斜時,左邊機(jī)翼受到的升力增加,模型會向右盤旋飛行;當(dāng)紙板向右上方傾斜時,右邊機(jī)翼受到的升力增加,模型會向左盤旋飛行。
模型滑翔機(jī)的航向可由左右機(jī)翼的升降副翼來調(diào)整(圖24)。如果模型在飛行中向右偏航,增加左升降副翼向上翹起的角度,或減小右升降副翼向上翹起的角度;如果向左偏航,增加右升降副翼向上翹起的角度,或減小左升降副翼向上翹起的角度。調(diào)整后若出現(xiàn)頭輕現(xiàn)象,則同時適當(dāng)減小左右升降副翼向上翹起的角度。
五、凹凸翼型泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)的制作
凹凸翼型模型滑翔機(jī)的制作步驟與前緣下彎模型滑翔機(jī)的類似,先用紙樣板和剪刀裁剪出泡沫塑料薄片,然后用筆桿壓出機(jī)翼前緣的弧度,并用圖紙自帶的翼型樣板校正機(jī)翼的上弧和底弧,最后粘接左右機(jī)翼并用1/4塑料吸管做加強(qiáng)處理(圖25—圖28)。一些重量特別輕的凹凸翼型泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī),憑借雙手或胳膊產(chǎn)生的微弱上升氣流就能飛得很好(圖29)。
六、翻滾飛翼
1.制作步驟
翻滾飛翼的圖紙見上期,制作時先將紙樣板貼在泡沫塑料薄片上,然后用剪刀把4片飛翼剪開,并將其短邊剪齊(圖30、圖31)。去掉紙樣板,將成形的泡沫塑料薄片飛翼對折(圖32)。取兩片折好的飛翼,用透明膠帶將二者短邊對齊粘接,外形近似一個棗核。兩片飛翼粘接位置的最大垂直距離為1片飛翼紙樣板的短邊長度(稍寬些可增加翻滾飛翼的飛行穩(wěn)定性)。至此,一架翻滾飛翼就做好了(圖33、圖34)。飛行時以向內(nèi)旋轉(zhuǎn)方式放飛翻滾飛翼,并利用傾斜的紙板操縱飛行(圖35、圖36)。
2.飛行原理
翻滾飛翼之所以能飛行,是因?yàn)轳R格納斯效應(yīng)。這一效應(yīng)最早由德國科學(xué)家馬格納斯于1852年發(fā)現(xiàn),描述了在粘性不可壓縮流體中運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)圓柱受到升力作用的現(xiàn)象:當(dāng)物體在氣流中移動并旋轉(zhuǎn)時,會繞著通過質(zhì)心的軸旋轉(zhuǎn);上方氣流與旋轉(zhuǎn)物體附面層相向而行,流速加快,下方氣流與附面層方向相反,流速減慢;旋轉(zhuǎn)物體的上方流速加快、靜壓力減小,下方流速減慢、靜壓力增大,上下壓力差導(dǎo)致產(chǎn)生了升力(圖37)。足球、高爾夫球、乒乓球等在馬格納斯效應(yīng)的作用下,都會改變飛行軌跡。雖然翻滾飛翼是個空心圈,但當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時會成為一個旋轉(zhuǎn)物體,不僅可在馬格納斯效應(yīng)的作用下翻滾飛行,而且能在傾斜紙板制造的斜坡上升氣流中持續(xù)飛行。
七、外國泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)創(chuàng)意作品
雖然泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)出現(xiàn)的時間不長,但涌現(xiàn)了很多創(chuàng)意作品。1996年,日本模友Mitsuhiro Nagamatsu出版了一本名為《幻想的翅膀》的書,介紹了很多由他本人設(shè)計(jì)的鳥類、蝴蝶、飛馬等生物造型的泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)(圖38-圖40)。
托馬斯·布奇華是一個德國技校的高年級教師,他和學(xué)生創(chuàng)造性地將泡沫塑料切成薄片,并制作了翼龍、蝠鲼等海洋生物外形的“跟屁蟲滑翔機(jī)”(圖41)。他的學(xué)生還制作了雙翼機(jī)和飛人外形的泡沫塑料薄片模型滑翔機(jī)。在“跟屁蟲滑翔機(jī)”的啟發(fā)下,有些模友還利用了轎車的前機(jī)箱蓋和風(fēng)擋玻璃產(chǎn)生的斜坡上升氣流進(jìn)行泡沫塑料飛翼創(chuàng)意飛行(圖42)。