P5B模型滑翔机训练浅谈.doc

精品文档国际航联遥控模型滑翔机比赛有很多项目，包括遥控牵引模型滑翔机系列（f3b/j、f3h等）、遥控电动模型滑翔机（f5b）、遥控手掷模型滑翔机（f3k）和遥控火箭推进模型滑翔机（s8e/p）等。这些项目在起飞方式与飞行科目等方面虽有较大差异，但对选手的操纵要求却有很多相似之处必须对气流有较强的感知判断能力，并据此对模型飞机进行控制，达到竞时、竞速及定点着陆等竞赛要求。 国内开展较多的项目主要有遥控电动模型滑翔机（p5b）、遥控手掷模型滑翔机（f3k/p3k）和遥控火箭推进模型滑翔机（s8d）等3项（前缀由f改为p的项目为普及级，主要是基于各项目发展现状及不同选手的水平层次对比赛器材或内容做了适当更改）。这3个项目中，p5b项目在国内开展较为广泛。除了每年的全国航空航天模型锦标赛，各地举办的模型公开赛上也经常能看到p5b模型飞机的身影。此外，青少年比赛中，还有进一步降低难度的p5b-1、p5b-2等普及级项目。 目前国内p5b项目比赛分留空时间与定点着陆两项内容。每轮比赛时间为7分钟，最大测定时间为300秒。模型从出手开始计飞行时间，动力结束时计动力时间，模型着陆停止前进时计时结束（即留空时间）。留空时间每1秒换算成1分，若超过最大测定时间着陆，则每超过1秒扣1分。定点得分以模型着陆停稳后机头在地面的垂足到靶心的距离（x）确定，计算公式为：y=100-4x。比赛最终成绩以留空时间得分与定点着陆得分之和减去动力时间得分（每1秒换算为1分）为该轮原始分，最后再以每批次各选手原始分为基础按千分制换算为正式得分。 在此，笔者结合自己在遥控模型滑翔机训练中积累的一些经验，从模型飞机的配置、调整试飞、操纵训练技巧及操纵手与助手的配合4方面对p5b项目中模型飞机调整和操纵训练进行详细介绍。 一、模型飞机的配置 俗话说，“工欲善其事，必先利其器”，模型飞机是影响比赛成绩的关键一环。p5b项目除要求模型具备极高的爬升速度，以尽量缩短动力飞行时间外，同时还要求模型具有较强的滑翔和稳定性能。目前国内比赛中技术领先的p5b模型可在7秒动力时间内爬升至150200m（图1）。而根据竞赛规则要求，p5b模型使用的动力电池电压应低于8.4v，因此不仅要选择重量较轻、容量较大的2s锂聚合物电池组（标称电压7.4v、最高电压8.4v），还要选用高kv值电机和大电流电子调速器以获得较大功率。 据笔者统计，历年的比赛选手们使用的p5b模型中，动力电机主要采用28系列外转子电机（kv值在2 000以上）或以内转子电机与齿轮减速器搭配使用（图2）；电调多选用5070a竞赛级电调（图3）；电池多是2s锂聚合物电池（容量1 300 2 000mah，放电倍率30c45c，图4）。此外，作为动力输出至关重要的一方面，螺旋桨的尺寸需根据所选电机的参数进行合理搭配。目前国内选手的参赛模型大都装配碳纤维折叠桨，特别是德国cam折叠桨。该桨性能较好，比普通折叠桨质量轻，而且高速旋转时不易变形（图5）。 二、p5b模型的调整与试飞 高性能的模型会使操纵手训练时更有底气。在系统的操纵训练前，首先要对模型进行充分的调整与试飞。 1.地面的基本调试 （1）移动电池位置调整整机重心，将其调至距机翼前缘30%40%处。 （2）检查各舵面并调整舵机中立位置。由于p5b模型一般都有襟副翼，因此要在遥控器上设置好襟副翼的混控模式，主要包括巡航和降落（刹车）两种模式。在巡航模式中，要将两侧副翼下放23mm，并相应调整水平尾翼向下12mm；在降落模式中，将两侧副翼下放59mm，并相应调整水平尾翼向下46mm。 （3）检查螺旋桨连接器，调整折叠桨与桨罩间的松紧螺丝，使其在关闭动力后能完全收合。 （4）调整遥控器的油门锁定开关，并根据电调说明书设置相应的电调刹车，确保关闭动力后电机轴不再旋转。 2.试飞 调整完毕后，应在静气流天气条件下进行试飞。先以70%左右油门操纵模型爬升至3050m高度后平缓改出，然后关闭动力进行低空试飞，检查螺旋桨是否收合，并在未开启襟副翼模式的情况下对各舵面进行微调，使模型飞机保持平稳飞行姿态（图6）。随后，再逐一开启襟副翼的巡航与着陆模式进行检查，根据情况对遥控器设置进行微调。 三、操纵训练技巧 模型的调整与试飞完成后，就可进行正式的操纵训练了。操纵训练一定要循序渐进，才能逐渐掌握基本的操纵技巧。 p5b项目操纵训练可分为起飞爬升阶段与改出、对气流的判断和对飞行时间的控制以及降落航线的建立和定点着陆等。 模型起飞时，对操纵手与助手的配合默契度要求很高。操纵手开启动力前，助手应手持模型重心处，根据风向调整机头朝向上风区（图7）；当操纵手开启动力并确认可以出手时，助手应尽力以合适角度掷出模型（图8）。模型掷出后，操纵手应操纵模型以8090大仰角爬升，并尽量维持其直线爬升避免偏航。待模型爬升到150200m左右时，果断使其改出。在训练初期，若操纵手对模型未完全适应，可缩短动力飞行时间，使模型在较低空域改出后进行操纵训练。 改出是动力爬升阶段结束后难度很高的一个动作。虽然时间很短，但对随后的飞行影响却很大。模型改出动作良好，才能维持动力爬升阶段结束时模型达到的最大高度。赛场上时常能看到模型改出失败，导致模型下坠损失高度的情况。正确的改出动作是在关闭动力的同时借助模型上升速度一步推杆到位使模型转入平飞。推杆操纵量的大小要做到在推杆后使模型刚好改平而又没有高度损失。改出动作需要长期的刻苦训练才能掌握。 要使模型获得较长的留空时间，需掌握以下两个要领：第一是确保模型在整个飞行过程中始终保持姿态平稳，以比较合理的高度损失换取留空时间；第二要掌握对上升气流的合理利用，尽可能借助上升气流维持甚至增加模型的飞行高度。 所谓保持平稳姿态，就是使模型在巡航飞行中机翼无大幅度抖动，并保证它不出现波状飞行现象。比赛中，p5b模型在空中的巡航路线如图9所示。操纵手将模型改出后使其继续向上风区保持直线飞行。前行100300m后，由于模型远离操纵手，因此其姿态会变得不易识别。此时操纵手应操纵模型向下风区大半径水平转弯，在缩短模型与自身距离的同时使其完成360转弯，随后再继续操纵模型向上风区前进。在模型转弯过程中，对其各舵面的操纵都要慢打慢放、由小到大。例如利用副翼操纵模型转弯时，在将副翼操纵杆向某一方向打出后，升降舵协同拉杆使模型转弯的同时，应慢慢将副翼操纵杆先向反方向回打，然后向转弯方向打一点，而后再放回来。这样慢慢往复操纵，才能使模型始终以平稳姿态完成转弯。此外，转弯过程中还应随时注意风向变化对模型姿态的影响，及时根据模型姿态对风向作出判断并对舵面加以修正。 模型在飞行中，应尽量保持直线，减少操纵次数。操纵手应仔细观察模型的飞行姿态， 通过其姿态的轻微变化收集气流信息。要避免模型完全随风飞行，而应使其按自己设想的线路飞行，并在维持飞行方向的过程中感受气流状态及变化。 当模型姿态发生变化时，操纵手应采取相应的措施对它进行控制。若观察到其一侧机翼上浮，根据不同天气可采取以下操作： 1.对流活跃，风较大的天气。上浮一侧机翼下方可能存在较强热气流，应操纵模型转入上浮机翼的那一侧飞行。 2.对流不活跃，微风的天气。在下风方向一定距离外可能有上升气流，导致周边气流被吸入，应操纵模型往下风区飞行。 3.大风，乱流天气。机翼的上浮可能是由乱流造成的，应操控模型继续按原路线飞行。 在训练与比赛时，模型的留空时间要尽量达到最大测定时间5分钟（300秒）。如遇到较强的乱流天气，可在模型爬升阶段适当增加12秒的动力时间提高模型改出高度。 对于p5b项目，定点着陆也至关重要。特别是在比赛中，选手们的动力时间与留空时间分数接近时，定点着陆得分将直接影响比赛的总成绩。操纵手应建立良好的降落航线，在降低模型高度的同时，通过转弯或摆动机翼减小其着陆速度，以便更加精确地定点。同时，操纵模型着陆时还要注意对其飞行时间的掌控，最大化接近满分飞行时间。 比赛中，一般在留空时间临近4分钟时，就要对模型的高度进行控制。在逐渐降低飞行高度的同时，操纵手要操纵模型向下风区转向飞行。在距离留空满分时间截止还有2030秒时，应维持模型在20m左右高度飞行，并逐渐使模型转向操纵手身后，绕着陆点靶心的扇形航线飞行（图10）。待距满分留空时间截止还剩10秒时，应操纵模型向着陆点作直线飞行，有襟副翼的模型可开启着陆（刹车）模式使其适当减速（图11、图12）。在直线飞行阶段，操纵手应站在距离靶心后方2m处操纵模型逐渐降低高度到约1m并控制好飞行速度，在观察着陆点的同时操纵模型一步步接近着陆点靶心，适时推杆定点着陆（图13、图14）。着陆航线要根据风向和风速作适当调整，操纵模型转向的时机选择、模型在操纵手身后的飞行时间与高度的掌控等都需要在长期的训练中逐步积累经验。 四、操纵手与助手的配合 除了操纵手自身的训练外，操纵手与助手的配合在比赛中也很重要。助手的作用并不仅仅只是起飞阶段放飞模型，在比赛过程中还要向操纵手准确报时提醒并观察模型飞行（图15）。 比赛中，助手一般要准备12块秒表（一块记录比赛总时间，另一块记录模型留空时间）。在起飞阶段，助手奋力将模型掷出后，应以正计时方式读秒向操纵手报告动力飞行时间，并及时提醒操纵手关闭动力操纵模型改出。模型进入无动力滑翔后，助手应观察其它模型飞行情况并结合本队模型姿态，告知操纵手气流变化情况，指挥操纵手