博采眾長出新意介紹一款新型F1C專用啟動器

與國內(nèi)許多專業(yè)運動員一樣，筆者一直使用著20世紀80年代研制的F1C模型發(fā)動機啟動器。這種啟動器需配用專門的電源，整套裝置的體積和重量都很大，外場飛行時尤其不便攜帶。在最近幾年的F1國內(nèi)外賽場上，出現(xiàn)了五花八門的小型F1C模型發(fā)動機啟動器。筆者博采眾長，在它們的基礎上研制了一款體積小、重量輕、易 攜帶、使用可靠的F1C模型發(fā)動機啟動器，下面介紹一下它的主要特點。

1.提高電機使用電壓

因為在啟動F1C模型發(fā)動機時，只需短暫地用到啟動器里的電機，所以筆者通過提高啟動器使用電壓（高于額定電壓30%左右）這種“不太正規(guī)”的方法，來增加電機的瞬時功率和轉(zhuǎn)速，而不必擔心過熱或燒毀的問題。這樣一來，就可為啟動器選用功率較小的電機，從而減小整套裝置的重量和體積。

這個設計思路源自亞拓新出的一款通用型啟動器。它采用了額定電壓僅9.6V但轉(zhuǎn)速較高的550直流電機，配用減速比1：5的齒輪減速器和容量 2 200mAh時、電壓11.1-12.6V的3S鋰電池。這款通用型啟動器的總體配置方案非常成功，其體積和重量小，不僅功率充足，而且扭矩相當大，能輕松啟動多款發(fā)動機。

2.增加地面穩(wěn)固件

雖然亞拓的通用型啟動器能啟動多款發(fā)動機，但需手持使用，不適合F1C模型較為特殊的啟動方式。因此筆者在設計新啟動器時，除了借鑒亞拓啟動器的總體配置方案外，還參考了澳大利亞選手羅伊的啟動器外觀——在機體上安裝了兩條不銹鋼材質(zhì)的可折疊“腿”。當它的兩條“腿”邁開時，能在地面形成3個支撐點，可穩(wěn)固自身位置并抵消F1C模型發(fā)動機啟動時的反沖力。當兩條“腿”收起并貼合在機體兩側(cè)時，整套啟動器的尺寸達到最小，非常便于攜帶。

3.自制齒輪減速器

筆者設計的這款F1C專用啟動器與亞拓通用型啟動器的配置基本一致，均選用了額定電壓9.6V的550直流電機，并配用了容量2 200mAh、電壓11.1-12.6V的3S鋰電池，但二者的齒輪減速器不一樣。

在設計時，筆者原計劃選用容易買到的手槍式電鉆中的行星式減速器總成，用作啟動器的齒輪減速器，使減速比達到1：6。但因為買到的行星式減速器總成采用的是兩級減速傳動，且每級減速比都是1：6，總減速比達1：36，體積和重量都比較大，還有一些啟動器不需要的功能，所以不能直接套用。最后筆者選用了行星式減速器總成中的部分零件，對其結(jié)構(gòu)做了改裝，再將改裝后的齒輪減速器與電機搭配使用。試驗表明，改裝后的齒輪減速器不僅達到了減輕重量、簡化結(jié)構(gòu)的目的，而且非常適用于F1C模型發(fā)動機。

5.超速離合器

亞拓通用型啟動器中有一個超速離合器，功用是：當模型發(fā)動機能自主工作，且轉(zhuǎn)速超過由啟動器電機帶動的摩擦頭的轉(zhuǎn)速時，其上的單向軸承可使摩擦頭與電機脫離，改為由模型發(fā)動機帶動旋轉(zhuǎn)，啟動器停止工作。考慮到這種超速離合器的結(jié)構(gòu)既不復雜，也不會增重許多，筆者在新型F1C專用啟動器上也安裝了超速離合器。

6.開關觸發(fā)方式

在過去，F(xiàn)1C模型發(fā)動機的啟動器大多使用腳踏式開關，不僅增加了整套裝置的重量，還增大了發(fā)生啟動故障的概率。

現(xiàn)在有些新型電動啟動器使用了碰觸開關，運動員只要將模型發(fā)動機整流罩往摩擦頭上一頂，啟動器就會自動開始工作；一旦模型發(fā)動機離開摩擦頭，啟動器就會自動停止工作，用起來非常方便。但缺點是這類觸碰開關多采用銅觸點直接碰觸的方式，容易在電路接通和斷開的瞬間產(chǎn)生電火花。時間一長，銅觸點直接碰觸開關表面還會出現(xiàn)燒蝕斑點，造成接觸不良。

最好的解決辦法是，將微動開關與固體繼電器搭配使用，取代銅觸點直接碰觸的方式。但由于微動開關的行程較小、結(jié)構(gòu)精細，不能承受過大的壓力，因此必須對推動它動作的部件行程進行限位，以保證微動開關能長期、可靠地工作。此外，輔助復位彈簧也是必須的，它能幫助微動開關在每次結(jié)束工作時干脆利落地復位并切斷電源。

在國外比賽時，筆者看到有的啟動器直接把電機安裝在燕尾形的滑軌上，使用時只要讓電機向一個方向滑動幾厘米，就能接通電源并啟動裝置。這種方案通常采用銅觸點直接碰觸開關。如澳大利亞選手羅伊的啟動器，電機就被安裝在支架上，使用時支架繞著電機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一個很小的角度，就會觸發(fā)啟動器的碰觸開關。

筆者認為用轉(zhuǎn)動行程觸發(fā)開關比滑軌方式更實用，于是在設計新型啟動器時采用了這一方案。但因銅觸點直接碰觸開關的效果不太理想，故換成了微動開關，并用1個固體繼電器與之搭配，提高了系統(tǒng)的可靠性。

7.供電系統(tǒng)

因為模型發(fā)動機啟動器的電機和電熱塞對電壓的要求不同，所以之前多年都是用單獨的電源為二者供電。近年來不少人改用鋰電池為啟動器的電機供電，大大減輕了供電系統(tǒng)的體積和重量。

而在使用鋰電池為啟動器電機供電后，如果還為電熱塞單獨提供電源（鎳鎘或鎳氫電池組），無疑會增加啟動裝置的重量和使用維護的復雜度。于是有人開始嘗試用鋰電池配合電子降壓模塊來給電熱塞供電。這樣一來，啟動器只需要1塊鋰電池用作電源，既減輕了重量，又簡化了使用、檢查、充電、維護等工作。筆者在新型啟動器上就用到了這種方式。最新款的電子降壓模塊不僅能方便快捷地調(diào)節(jié)電池電壓，而且供電電壓非常穩(wěn)定，能通過的電流相當大（筆者選用的電子降壓模塊工作電流為5A）。一般將電熱塞的供電電壓調(diào)整到2V左右。

8.電流表

在電熱塞的供電電路里加裝1個小電流表很有必要。筆者在自行研制的新型F1C啟動器上安裝了1個指針式電流表，雖然外觀看著“老氣”，但可以非常直觀地顯示電熱塞和供電系統(tǒng)的工作狀況，反而比數(shù)字式電流表更實用。

使用者可通過調(diào)整并聯(lián)在電流表兩端的小電阻的阻值，讓指針刻度在電熱塞正常工作時達到全量程的2/3。這樣一旦發(fā)現(xiàn)電流表的指示刻度異常，就可根據(jù)變化情況迅速判斷電熱塞或電源是否有故障，并能直接診斷出故障類型。如果指針一動不動，說明電熱塞已燒毀或者電源電路已斷開；如果指示刻度偏小，說明供電電池充電不足導致電路電壓發(fā)生變化，或者電熱塞的電熱絲已經(jīng)“沖偏”；如果指示刻度偏大，說明電路中有局部短路；如果指針時動時不動，說明電路中很可能存在虛焊或接觸不良的點。

為了美化外觀，筆者對啟動器上的鋁合金零部件全部進行了陽極化處理，并配上部分不銹鋼零部件，整套裝置看起來很有現(xiàn)代感。啟動器包括電源、電熱塞電源線、電夾等配件在內(nèi)，總重在1kg左右，折疊后長約320mm，與F1C模型機頭大小差不多。新啟動器在實際使用中方便可靠，基本達到了設計目標。