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行原理简介要了解飞机的飞行原理就必须先知道飞机的组成以及功用，飞机的升力是如何产生的等问题。这些问题将分成几个部分简要讲解。 一、飞行的主要组成部分及功用 到目前为止，除了少数特殊形式的飞机外，大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成： 1. 机翼机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。 2. 机身机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。 3. 尾翼尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。 4.起落装置飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。 5.动力装置动力装置主要用来产生拉力和推力，使飞机前进。其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。现在飞机动力装置应用较广泛的有：航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。除了发动机本身，动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。 飞机上除了这五个主要部分外，根据飞机操作和执行任务的需要，还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。 二、飞机的升力和阻力 飞机是重于空气的飞行器，当飞机飞行在空中，就会产生作用于飞机的空气动力，飞机就是靠空气动力升空飞行的。在了解飞机升力和阻力的产生之前，我们还要认识空气流动的特性，即空气流动的基本规律。流动的空气就是气流，一种流体，这里我们要引用两个流体定理：连续性定理和伯努利定理： 流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。 连续性定理阐述了流体在流动中流速和管道切面之间的关系。流体在流动中，不仅流速和管道切面相互联系，而且流速和压力之间也相互联系。伯努利定理就是要阐述流体流动在流动中流速和压力之间的关系。 伯努利定理基本内容：流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。 飞机的升力绝大部分是由机翼产生，尾翼通常产生负升力，飞机其他部分产生的升力很小，一般不考虑。从上图我们可以看到：空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流，分别沿机翼上、下表面流过，在机翼后缘重新汇合向后流去。机翼上表面比较凸出，流管较细，说明流速加快，压力降低。而机翼下表面，气流受阻挡作用，流管变粗，流速减慢，压力增大。这里我们就引用到了上述两个定理。于是机翼上、下表面出现了压力差，垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力，从而翱翔在蓝天上了。 机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正压力的作用，一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右，下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右。 飞机飞行在空气中会有各种阻力，阻力是与飞机运动方向相反的空气动力，它阻碍飞机的前进，这里我们也需要对它有所了解。按阻力产生的原因可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。 1.摩擦阻力空气的物理特性之一就是粘性。当空气流过飞机表面时，由于粘性，空气同飞机表面发生摩擦，产生一个阻止飞机前进的力，这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小，决定于空气的粘性，飞机的表面状况，以及同空气相接触的飞机表面积。空气粘性越大、飞机表面越粗糙、飞机表面积越大，摩擦阻力就越大。 2.压差阻力人在逆风中行走，会感到阻力的作用，这就是一种压差阻力。这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。飞机的机身、尾翼等部件都会产生压差阻力。 3.诱导阻力升力产生的同时还对飞机附加了一种阻力。这种因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力，是飞机为产生升力而付出的一种“代价”。其产生的过程较复杂这里就不在详诉。 4.干扰阻力它是飞机各部分之间因气流相互干扰而产生的一种额外阻力。这种阻力容易产生在机身和机翼、机身和尾翼、机翼和发动机短舱、机翼和副油箱之间。 以上四种阻力是对低速飞机而言，至于高速飞机，除了也有这些阻力外，还会产生波阻等其他阻力。 三、影响升力和阻力的因素 升力和阻力是飞机在空气之间的相对运动中（相对气流）中产生的。影响升力和阻力的基本因素有：机翼在气流中的相对位置（迎角）、气流的速度和空气密度以及飞机本身的特点（飞机表面质量、机翼形状、机翼面积、是否使用襟翼和前缘翼缝是否张开等）。 1.迎角对升力和阻力的影响相对气流方向与翼弦所夹的角度叫迎角。在飞行速度等其它条件相同的情况下，得到最大升力的迎角，叫做临界迎角。在小于临界迎角范围内增大迎角，升力增大：超过临界临界迎角后，再增大迎角，升力反而减小。迎角增大，阻力也越大，迎角越大，阻力增加越多：超过临界迎角，阻力急剧增大。 2.飞行速度和空气密度对升力阻力的影响飞行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力与飞行速度的平方成正比例，即速度增大到原来的两倍，升力和阻力增大到原来的四倍：速度增大到原来的三倍，胜利和阻力也会增大到原来的九倍。空气密度大，空气动力大，升力和阻力自然也大。空气密度增大为原来的两倍，升力和阻力也增大为原来的两倍，即升力和阻力与空气密度成正比例。 3，机翼面积，形状和表面质量对升力、阻力的影响机翼面积大，升力大，阻力也大。升力和阻力都与机翼面积的大小成正比例。机翼形状对升力、阻力有很大影响，从机翼切面形状的相对厚度、最大厚度位置、机翼平面形状、襟翼和前缘翼缝的位置到机翼结冰都对升力、阻力影响较大。还有飞机表面光滑与否对摩擦阻力也会有影响，飞机表面相对光滑，阻力相对也会较小，反之则大.在讨论牛顿和伯努利的发现的章节里，我们已经一般性的讨论了飞机比空气重而机翼为什么能够维持飞行的问题。或许这个解释能够最好的简化为一个最基本的概念，升力就是机翼上空气流动的结果，或者用日常语言来说，就是因为机翼在空气中的运动。 由于机翼利用其在空气中的运动产生力量，下面降会讨论和解释机翼结构以及前面讨论的牛顿和伯努利定律的材料。 机翼是一种利用其表面上运动的空气来获得反作用力的结构。当空气收到不同的压力和速度时，其运动方式多种多样。但是这里讨论的是限于飞行中飞行员最关心的那些部分，也就是说机翼是用来产生升力的。看一下典型的机翼剖面图，如机翼的横截面，就可以看到几个明显的设计特征如图 请注意机翼的上表面和下表面的弯曲(这个弯曲称为拱形)是不同的。上表面的弯曲比下面的弯曲更加明显，下表面在大多数具体机翼上是有点平的。在图25 中，注意机翼剖面的两个极端位置的外观也不一样，飞行中朝前的一端叫 前缘，是圆形的，而另一端叫尾缘，相当的尖，呈锥形。 在讨论机翼的时候经常使用一条称为弦线的参考线，一条划过剖面图中两个端点前缘和后缘的直线。弦线到机翼上下表面的距离表示上下表面任意点的拱形程度。另一条参考线是从前缘划到后缘的，叫“平均弯度线”。意思是这条线到上下表面轮廓是等距离的。机翼的构造通过成形来利用空气的对应于特定物理定律的作用使得提供大于它的重量的作用力。它从空气获得两种作用力：一种是从机翼下方空气产生的正压升力，另外就是从机翼上方产生的反向压力。 当机翼和其运动方向成一个小角度倾斜是，气流冲击相对较平的机翼下表面，空气被迫向下推动，所以导致了一个向上作用的升力，而同时冲击机翼前缘上曲面部分的气流斜向上运动。也就是说，机翼导致作用于空气的力，迫使空气向下，同时也就提供了来自空气的相等的反作用力，迫使机翼向上。如果构造机翼的形状能够导致升力大于飞机的重量，飞机就可以飞起来。 然而，如果所有需要的力仅仅来自于机翼下表面导致的空气偏流，那么飞机就只需要一个类似风筝的平的机翼。当然，情况根本不是这样；在特定条件下被扰乱的机翼尾部气流会足够导致飞机失去速度和升力。支撑飞机所需力的平衡来自机翼上方的气流。这里它是飞行的关键。大部分升力来自机翼上部气流的下洗流(因机翼所产生的下降气流)的结果，这个事实必须透彻的理解才能继续深入的研究飞行。然而，给机翼上表面产生的力和下表面产生的力指定一个具体的百分比是既不正确也达不到实际目的。这些(来自上下表面的力以及他们的比例)都不是恒定值，他们的变化不仅取决于飞行条件还和不同的机翼设计有关。 应该明白不同的机翼有不同的飞行特性。在风洞和实际飞行中测试了成千上万种机翼，但是没有发现一种机翼能够满足每一项飞行要求。重量，速度和每种飞机的用途决定了机翼的外形。很多年前人们就认识到产生最大升力的最有效率的机翼是一种有凹陷的下表面的勺状机翼。后来还认识到作为一种固定的设计，这种类型的机翼在产生升力的时候牺牲了太多的速度，因此不适合于高速飞行。然而，有一个需要说明的有趣事情，通过工程上巨大的进步，今天的高速喷气机又开始利用勺状机翼的高升力特性这个优势。前缘(Kreuger)襟翼和后缘(福勒)襟翼从基本机翼结构向外延伸时，直接的把机翼的外形变化为经典的勺状形态，这样就能够在慢速飞行条件下产生大的多的升力。 飞行原理简介另一方面，特别流线型的机翼有时候风阻力很小，没有足够的升力让飞机离地。这样，现代飞机机翼在设计上采取极端之间的中庸，外形根据飞机的设计需要而变化。图26显示了部分更加普通的机翼剖面。螺旋桨是一个旋转的翼面，适用于任何机翼的诱导阻力，失速和其他空气动力学原理也都对螺旋桨适用。它提供必要的推力有时也是拉力使飞机在空气中移动。发动机的动力是用于旋转螺旋桨的，它进而产生的推力非常类似于机翼产生升力的方式。产生的升力大小依赖于桨叶的形态，螺旋桨页迎角和发动机的转速。螺旋桨叶本身是扭转的，因此桨叶角从毂轴到叶尖是变化的。最大安装角或者最大节距在毂轴处，而最小节距在叶尖。如图5-3 扭转的原因是为了从毂轴到叶尖产生一致的升力。当桨叶旋转时，桨叶的不同部分有不同的实际速度。桨叶尖部旋转的比靠近毂轴部位的要快，因为相同时间内叶尖要旋转的距离比毂轴附近要长。从毂轴到叶尖安装角的变化和相应变化就能够在桨叶长度上产生一致的升力。如果螺旋桨叶设计成在整个长度上它的安装角相同，那么会低效，因为随着空速的增加，靠近毂轴附近的部分将会有负迎角，而叶尖会失速。如图学习遥控飞机的一些成功秘诀 相信对于许多遥控机迷们而言，第一次成功的独立飞行，并且让爱机平安降落后的感动，至今都是难以忘怀的吧！因为当初的那份感动，而持续保有对于遥控飞行狂热的人，相信也是很多的。其实，不论什么事情，只要有兴趣或者是有强烈的进取心的话，要变的专精是很自然又快速的事情。现在就抱着你浓厚的兴趣和强烈的进取心来学习一些能使你的“飞行事业”更上一层楼的飞行知识吧！ 1飞行前的想象练习。关于遥控飞机的操作，如果已经变的可以独立操作的话，那么当飞机朝着你飞过去的时候，“升降舵就保持这样，将副翼跟方向舵反向”等这些问题，则无需一个个思考，指尖也会很自然的将握杆往正确的方向移动。也就是说，将机体的方向先捉到脑海里，而且指尖正确反应的思考模式已经在脑海里架构好了。要让这个思考模式更加地具体化，最好的手段就是想象练习。“想象练习”，意思是事先将飞行的动作先在脑海里演练一遍。当你能够独立飞行后，在执行飞行动作时，最常思考的问题，不再是该打什么舵？而是接下来该执行什么动作？而此时如果你可以在脑海里先思考一遍，也就是假想飞行看看，这样应付起来就能显很从容多了！而且想象练习最厉害的就是无论何时何地都可以实施。只要带着明确的目的跟意识，不论是怎么样子的飞行，都可以利用想象在脑海里描绘实行。 2飞行时掌握正确的起飞状态。起飞的状态怎样才算正确呢？首先，刚开始的重点是小心谨慎的油门运作。严禁急躁的将油门打开，在感觉上是一步步慢慢的将油门打开，然后让飞机慢慢的滑行，使其加速并保持充分的助跑距离。因为飞行场所的大小和机种的不同，所需助跑的距离都会不同，一般的引擎飞机，最少需要 2030公尺的助跑距离，但助跑距离也并非是愈长愈好。在助跑中巧妙的利用方向舵操作来抑制蛇行，尽可能的保持直线前进。在长助跑距离之间慢慢的让它加速，从头到尾要将机体一致性的加速跟充分的滑行距离当做一个连续动作。这会在助跑距离较长时，防止起飞之后的失速，并将其有效转换成飞行时所需的速度，同时也可以使下一个动作爬升，在执行上更为完美。接着让飞机充分的加速，到达可以起飞的速度之后，再一次轻轻的升高升降舵，进入爬升的状态。 3飞行时的爬升状态。在爬升的时候，要常常保持和缓的角度来进行。大约维持在25度至30度是标准的上升角度，避免高攻角的爬升。在轮胎离开滑行路线的瞬间，会因为引擎的反扭力以及螺旋桨气流效应的影响，而让飞机的左翼倾向于容易出现下降的感觉，因此在有些情况下需要利用副翼来做修正。保持和缓的角度以直线继续上升，到达一定的安全高度后，向左边或向右边来进行90度的空中转弯，接着再让升降舵回到中立点，进行水平飞行。而以上这些就是完成正确起飞的连续动作。 由于遥控机迷们的心态不同，对于本身的要求也会不一样，即使是满足于现状也无妨。可是如果你有考虑过将来要在比赛场上出现，或者是希望象标准飞行一样飞的真实一点的话，则应该以正确飞行为目标来练习。正确的水平直线飞行看起来很简单，事实上却非常的困难，在遥控飞行界里常能听到“水平直线飞行3年”这句话。如何进行正确的水平直线飞行呢。 进行正确的水平直线飞行之前，要暂时先决定水平直线飞行的左右回转的位置，从往返于这两点的飞行开始进行练习。刚开始的阶段往往是需要常常修正舵面的。因此在看得到飞机的范围里，左右回转的点的间隔还是宽一点较好。从自己所站的位置来决定，参考附近地面上的目标物来决定回转的位置，并且想象有根柱子立在那里。在飞行中不仅要注视飞机，还要将周围的风景也收纳在视野里。掌握一定的高度跟位置。特别得注意的是飞机的倾斜，即使进行直线飞行，在飞机往左或往右的时候，会有一点倾斜而无法保持水平的例子非常多。以操控者所站的位置来看，飞行高度在100150公尺低翼机的话，位于外侧的主翼只可以看到一半的程度，而若是中、高翼机的话，外侧的主翼只将只能看到一点点的程度。你可以利用这项基本的原则来做为判定水平状态的一个标准。另外你也可以让伙伴站在滑行路线的两端，一边飞行一边接受指示增减倾斜度，掌握住在不同位置所看到的机体形状。由于飞行可能会在顺风跟逆风中交互进行，在逆风的情况下，飞机的速度会相对减弱；顺风的话则情况相反。因此，油门的运作就变的很重要。对于水平直线飞行而言，油门半开的程度，足以应付引擎的马力了。正确的水平直线飞行还包含了适当的油门控制，不论是顺风或是逆风，都能保一定的速度。 在一定的高度跟位置、机体不会倾斜、固定的飞行速度，结合这三个要素，多多进行重复同样的操作的练习，就可以做到基本正确的水平直线飞行的操控了。 能够得心应手的做到基本正确的水平直线飞行之后，接下来就要开始画出正确的轨迹练习了。这一个步骤是为了要在一定的空间里，做出正确的飞行，并且要以能够确实的记住操控杆的位置为目的。如果能够让飞机在你所想要的位置以及高度进行飞行的话，相信你的遥控飞行将会更有趣。 对遥控飞机来说，练习做出正确的飞行路线是很困难的。而且遥控飞机的动作还是在三度空间内来执行的！所以，为了要能描绘出正确的轨迹，要假想在天空里有环形跑道在的情况下进行练习。首先在刚开始要以正确的水平直线飞行来作发展，为了要让往返飞行都在同一轨迹上，要从记住“P”字型转弯开始。P字型转弯的路线就跟字面一样，就象要写出P这个字一样。方法就是开始的地点跟结束地点要一致，再来的飞行方向就是正反向的回转。大约是呈现270度的左转弯与90度的右转弯的情况，当然你也可以采取左右相反的方向来进行，利用这些来加以组合成P字型转弯。P字型转弯的重点，在于随着风向的变化会让飞机上下移动，利用巧妙的升降舵操作来控制它，并且在正确的地点让飞机折返。在这个时候更需要要求自己利用想象来决定交叉点跟折返地点。 利用P字型转弯跟水平直线飞行组合，而能够重复做出正确的飞行路线之后，下一个步骤就要开始水平8字型飞行练习。反复正确做出左转弯与右转弯，正确的画出 8字型是比想象中还要困难。在引擎的反扭力跟螺旋桨的气流效应的影响下，即使做出同样的摇杆的行程量，也会造成左右转弯无法取得一致的情况。如果这时再加上顺风或是逆风等要素，操控杆的控制就更加复杂了。理论上，如果是在上风处进行左转弯，在下风处进行右转弯的话，不均等的回转半径和高度上的损失就会影响较小。所以建议你在离地飞行时，最好能在这种情况下多练习几次，熟悉到一定程度后，再尝试看看相反的方向。如果水平8字的飞行练习，不能保持一定的左右回转半径跟高度的话，交叉点就会不断的改变了。所以，利用来回交叉点的位置，也可以做为判断练习飞行技巧的一项标准。 以上所介绍的飞行知识可以说是由易到难、由浅入深，循序渐进了，相信对爱飞一族是有所帮助的，当然，师傅领进门，修行在个人，你的爱机能否如你所愿，自如的在蓝天下飞翔还是得靠你自己的努力啊。升力体的概念与历史 相对于传统飞行器，升力体是一种完全不同的概念。它没有常规飞行器的主要升力部件机翼，而是用三维设计的翼身融合体来产生升力。这种设计可消除机身等部件所产生的附加阻力和机翼与机身间的干扰，从而有可能在较低的速度下获得较高的升阻比，达到提高全机性能的目的。 在上个世纪的中叶，在飞机设计和飞行实践中，人们逐渐发现了机翼和机身之间有存在有气动干扰，同时也就萌生了利用机身产生一部分附加升的想法。从1922年开始，出现了一系列“具有翼型的机身”的设计，如1922年的RB.2和1947年加拿大的CYB3型飞机。到了1963年，美国NASA开始为返回式飞船进行一系列的选型研究，其基本设计就是升力体。从1963年到1975年，NASA进行了M2.F1、M2.F2、M2.F3、HL10、X 24A和X24B共5种升力体的试飞研究，其中不乏一些已经成功试飞的原型机。 碟形升力体的设计从1997年开始，作了一系列低速升力体的研究工作。最初，参考俄罗斯升力体的外形设计了第一个低速升力体方案。但是在自由飞遥控模型的试飞中，发现该设计存在一些严重的问题，导致其安定性与操纵性不佳，而且升阻比不高。因为这个最早型号的升力体起飞离地都相当困难，离地后俯仰安定性也很差，所以导致了一次严重的坠毁事故。 在实验研究的基础上，又设计了一种全新的低速碟形升力体。为了提高其升阻比和改善操纵性、安定性并能充分发挥升力体的优势，改进后的升力体被设计成一个飞翼的气动外形。它与第一个升力体外形有很大不同。其主体是一个扁平的碟状体，由其提供飞行中所需要的绝大部分升力。为改善横向操纵性，在碟状体的尾部了小翼。这对飞行的俯仰安定性可产生有利的影响。 在确定了平面形状后，气动设计的重点主要是选择合适的翼型。由于飞翼特殊的气动布局，为了保证俯仰安定性，理应选择S翼型。经过分析和筛选，最后在十几种S翼型当中，选取了NACA5H15翼型。这种翼型具有15%的相对厚度，既有足够的空间来安装遥控设备、油箱和发动机，又不至于因为厚度过大而引起后部气流分离。碟型体后部的两个突出小翼采用了对称翼型，安装角为0度。小翼之所以突出在圆盘轮廓之外，主要是为了避免大迎角下，碟形体产生气流分离所导致的舵效降低。当升力体迎角很大时，这一部分处于比较“干净”的气流之中，可以保证升降副翼的操纵效率。因为这个升力体的尾力臂短，因此为保证航向的稳定，垂直尾翼的面积必须做得比较大；从结构强度和外表美观的角度出发，我们采用了垂尾布局。 飞翼这种气动布局的重心位置非常关键。通常情况下，重心应当在平均气动弦的20%以内，以保证足够的俯仰安定性。这个碟形升力体的重心们于中弦线上25CM 处，相当于平均空气动力弦的18%处。我们将发动机安装在机头正中，使螺旋桨中心与中弦线重合；拉力线有3度的下拉角和1度的右拉角。下拉比较大的原因主要是为了保证升力体俯仰力矩的平衡，使之在有动力和无动力时操纵感觉不至于相差过大。起落架采用前三点式，有利于起飞滑跑时控制方向。要注意的一点是，在起落架装好后应使升力体具有2度的停机角，以免造成滑跑起飞时“拉不起来”。 结构与制作由于升力体的形状比较特殊，故不适合采用常规的结构。为简化制造工艺我们将这个升力体分为三大块：中机身、左侧机体和右侧机体。中央机身与常规航模的机身结构相同，只是要将其侧板做成需要的翼型。我们在机身中预留有一个载荷舱，位于重心处。这个升力体的左、右半机体的材料采用聚苯乙烯泡沫塑料，挑选密度较小的一种（13kg/m3）手工切削打磨而成。这两部分加工，需利用数个卡板来保证外形的准确与左右完全对称。然后将中机身与左右装机体用乳胶粘接，在施加一定压力并固化12小时后，这个升力体便初具规模。 升降副翼用110mm木条搭成构架结构。这种结构重量轻、刚性好，只是加工有些费时。两侧突出的小翼直接在侧面机体上搭出来，再插上垂直尾翼，最后蒙上一层纸或绢就大功告成了。 注意，在蒙纸或绢时切不可用涂布油，因为涂布油会融化泡沫塑料，所以只能采用稀释后的乳胶。制作中也可采用了普通的报纸蒙皮：下表面两层，上表面一层。将报纸沿纤维垂直于飞行的方向裁剪合适后，涂刷按1：2稀释后的普通乳胶，粘贴于升力体的表面，待干透后再刷一层乳胶。宋处理后的表面平整光滑，且具有足够的强度，唯重量稍大。 该升力体在试飞中表现出良好的飞行品质。其起飞着陆与常规模型相比并无多大区别；只是降落时拉杆量较大原因是在较小的展弦比下，需要较大的迎角才能产生足够的升力。该升力体的操纵性很好。由于其横侧方向很灵敏，因此如果没有把握，试飞时最好利用遥控设备上的衰减开关，将副翼的舵角设的小一些。升力体在重心位置时的俯仰特性很好，既有足够的稳定性，又能够满足操纵性的要求，操纵它飞行的感觉很“舒服”。飞行时需要注意的一点是，由于形状特殊，升力体在空中的姿态不容易看清楚，因此最好在天气较好，能见度高的情况下飞行。升力体的概念与历史 相对于传统飞行器，升力体是一种完全不同的概念。它没有常规飞行器的主要升力部件机翼，而是用三维设计的翼身融合体来产生升力。这种设计可消除机身等部件所产生的附加阻力和机翼与机身间的干扰，从而有可能在较低的速度下获得较高的升阻比，达到提高全机性能的目的。 在上个世纪的中叶，在飞机设计和飞行实践中，人们逐渐发现了机翼和机身之间有存在有气动干扰，同时也就萌生了利用机身产生一部分附加升的想法。从1922年开始，出现了一系列“具有翼型的机身”的设计，如1922年的RB.2和1947年加拿大的CYB3型飞机。到了1963年，美国NASA开始为返回式飞船进行一系列的选型研究，其基本设计就是升力体。从1963年到1975年，NASA进行了M2.F1、M2.F2、M2.F3、HL10、X 24A和X24B共5种升力体的试飞研究，其中不乏一些已经成功试飞的原型机。 碟形升力体的设计从1997年开始，作了一系列低速升力体的研究工作。最初，参考俄罗斯升力体的外形设计了第一个低速升力体方案。但是在自由飞遥控模型的试飞中，发现该设计存在一些严重的问题，导致其安定性与操纵性不佳，而且升阻比不高。因为这个最早型号的升力体起飞离地都相当困难，离地后俯仰安定性也很差，所以导致了一次严重的坠毁事故。 在实验研究的基础上，又设计了一种全新的低速碟形升力体。为了提高其升阻比和改善操纵性、安定性并能充分发挥升力体的优势，改进后的升力体被设计成一个飞翼的气动外形。它与第一个升力体外形有很大不同。其主体是一个扁平的碟状体，由其提供飞行中所需要的绝大部分升力。为改善横向操纵性，在碟状体的尾部了小翼。这对飞行的俯仰安定性可产生有利的影响。 在确定了平面形状后，气动设计的重点主要是选择合适的翼型。由于飞翼特殊的气动布局，为了保证俯仰安定性，理应选择S翼型。经过分析和筛选，最后在十几种S翼型当中，选取了NACA5H15翼型。这种翼型具有15%的相对厚度，既有足够的空间来安装遥控设备、油箱和发动机，又不至于因为厚度过大而引起后部气流分离。碟型体后部的两个突出小翼采用了对称翼型，安装角为0度。小翼之所以突出在圆盘轮廓之外，主要是为了避免大迎角下，碟形体产生气流分离所导致的舵效降低。当升力体迎角很大时，这一部分处于比较“干净”的气流之中，可以保证升降副翼的操纵效率。因为这个升力体的尾力臂短，因此为保证航向的稳定，垂直尾翼的面积必须做得比较大；从结构强度和外表美观的角度出发，我们采用了垂尾布局。 飞翼这种气动布局的重心位置非常关键。通常情况下，重心应当在平均气动弦的20%以内，以保证足够的俯仰安定性。这个碟形升力体的重心们于中弦线上25CM 处，相当于平均空气动力弦的18%处。我们将发动机安装在机头正中，使螺旋桨中心与中弦线重合；拉力线有3度的下拉角和1度的右拉角。下拉比较大的原因主要是为了保证升力体俯仰力矩的平衡，使之在有动力和无动力时操纵感觉不至于相差过大。起落架采用前三点式，有利于起飞滑跑时控制方向。要注意的一点是，在起落架装好后应使升力体具有2度的停机角，以免造成滑跑起飞时“拉不起来”。 结构与制作由于升力体的形状比较特殊，故不适合采用常规的结构。为简化制造工艺我们将这个升力体分为三大块：中机身、左侧机体和右侧机体。中央机身与常规航模的机身结构相同，只是要将其侧板做成需要的翼型。我们在机身中预留有一个载荷舱，位于重心处。这个升力体的左、右半机体的材料采用聚苯乙烯泡沫塑料，挑选密度较小的一种（13kg/m3）手工切削打磨而成。这两部分加工，需利用数个卡板来保证外形的准确与左右完全对称。然后将中机身与左右装机体用乳胶粘接，在施加一定压力并固化12小时后，这个升力体便初具规模。 升降副翼用110mm木条搭成构架结构。这种结构重量轻、刚性好，只是加工有些费时。两侧突出的小翼直接在侧面机体上搭出来，再插上垂直尾翼，最后蒙上一层纸或绢就大功告成了。 注意，在蒙纸或绢时切不可用涂布油，因为涂布油会融化泡沫塑料，所以只能采用稀释后的乳胶。制作中也可采用了普通的报纸蒙皮：下表面两层，上表面一层。将报纸沿纤维垂直于飞行的方向裁剪合适后，涂刷按1：2稀释后的普通乳胶，粘贴于升力体的表面，待干透后再刷一层乳胶。宋处理后的表面平整光滑，且具有足够的强度，唯重量稍大。 该升力体在试飞中表现出良好的飞行品质。其起飞着陆与常规模型相比并无多大区别；只是降落时拉杆量较大原因是在较小的展弦比下，需要较大的迎角才能产生足够的升力。该升力体的操纵性很好。由于其横侧方向很灵敏，因此如果没有把握，试飞时最好利用遥控设备上的衰减开关，将副翼的舵角设的小一些。升力体在重心位置时的俯仰特性很好，既有足够的稳定性，又能够满足操纵性的要求，操纵它飞行的感觉很“舒服”。飞行时需要注意的一点是，由于形状特殊，升力体在空中的姿态不容易看清楚，因此最好在天气较好，能见度高的情况下飞行。固定翼飞机各部位名称详解模型飞机一般与载人的飞机一样，主要由机翼、尾翼、机身、起落架和发动机五部分组成。 1、机翼是模型飞机在飞行时产生升力的装置，并能保持模型飞机飞行时的横侧安定。 2、尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰安定，垂直尾翼保持模型飞机飞行时的方向安定。水平尾翼上的升降舵能控制模型飞机的升降， 垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞行方向。 3、机身将模型的各部分联结成一个整体的主干部分叫机身。同时机身内可以装载必要的控制机件，设备和燃料等。 4、起落架 供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。前部一个起落架 ，后面两面三个起落架叫前三点式；前部两面三个起落架，后面一个起落架叫后三点式。 5、发动机 它是模型飞机产生飞行动力的装置。模型飞机常用的动力装置有：橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、动机。空气动力学空气动力学入门篇 (1)空气动力学是十分重要的，这一点每个人似乎都知道。特别是当我们越开越快的时候。如果你不信在当今的遥控车比赛中，空气动力学扮演一个重要的角色，你可以试试不用车壳裸跑，就会发现巨大的差别。但不幸的是，空气动力学所包含的物理学和数学知识是非常复杂的。所以，在以下的文章，我们用一些现实生活中的事例和图片，为大家解释一下空气动力学的效果。你是否留意过，多年以来，汽车变的越来越曲线化呢？ 有着柔和的表面和浑圆的边角。 反观几十年前的汽车，多数具有样子凶狠的鬼面罩、锋利的边角、外倾的车头和车尾、数个带碟子的天线，尾鳍，还有各式各样向外突出的东西。以下方图片为证： 这种进化的原因是因为所有有突出的形状或者锋利的边角的东西都会产生阻力，这种阻力会使车变慢。 一般来说，水滴形状是最好的，也就是说它产生最小的空气阻力。近代的研究指出，企鹅形状的物体阻力甚至更小。无论什么形状，其重点是：空气在形状平缓的物体的表面流动，是最有效率的。 平缓的表面，使空气在流动时不会破裂成很多小旋涡。基本上，任何尖锐、突出形状的物体都会产生旋涡（旋涡就象我们冲厕所看到的水流那样）。旋涡会带走能量，因为空气会自由流动，而不依附于车子的表面。本来这些在空气摩擦中损失的能量是可以用于加速车子的。 我们可以把空气阻力分成两部分来研究：由空气对车的前方的压力，还有由车的后方的真空所产生的拉力。这种分法比较直接，因为要使车子在空气中前进，首先车的前面要拨开空气；当车通过这些空气之后，空气会迅速填补“空”的地方。 车在空气中前进的时候，车首撞击一堆空气，并压缩其中的一部分。其结果使车前方的空气压强增加。大概我们每个人都会记得：“101物理定律”-压力=压强x面积。 因此，全车截面积乘以压强，就等于净阻力。引擎动力要克服这种阻力，因此阻力可以减速你的车，或者消耗更多的能量。 所以，车的纵向截面积越大，产生的阻力就越大。这就是为什么将车壳安装低几毫米（在规则之内），是明智之举。这也是在大的，高速的赛道上，Alfa Romeo 156车壳比Dodge Stratus好的原因。Dodge Stratus的车顶非常宽，所以纵向截面积比较大，产生更多的阻力。不过这不是唯一的原因，以下论述其他原因。 第二部分，是我们经常忽略的。 一辆快速的车，其后部都有相当的延伸。 举两个现实生活中的例子：首先，你是否注意到Le Mans 24小时耐力赛的参赛车辆，都有一个精巧的车尾？理由十分明显，Le Mans车辆有非常可观的长直线形状，这些车可以具有非常高的极速。而且因为是24小时耐力比赛，空气动力效率和燃油经济性也是非常重要的。非常夸张的长车尾保证空气柔和的在汽车尾部会聚，而不会分裂成大旋涡以至从车的表面分散出去。 第二个例子是现代的跑车都使用小型的扰流器，特别是翘背车(hatchback)。扰流器通过消除后挡风玻璃上的小旋涡，以减少阻力。这里要说明一下：扰流器和风翼是不同的，扰流器连接到车体，基本上是车身整体的一部分；而风翼是一个分离的部件，通常风翼放置在车尾上方，并有侧翼。 除了这些现实尺寸的例子，还有更遥控模型化的例子。让我们研究一下Dodge Stratus和Alfa Romeo 156的车壳。 Alfa的车鼻非常倾斜，前挡风玻璃和车顶也比较窄，离车尾部也比较远。 车尾的曲线向内弯曲，以至后端非常窄。 Stratus的车鼻比较生硬，但有巨型前挡风玻璃，其倾斜度也很大。 车顶是在车身的正中央。车后端又大又方。 所有这些特点说明，在阻力方面来说，Alfa无疑是比较优胜的。Alfa的纵向截面积比较小，而尾部也较象Le Mans赛车那样流畅。对于大型高速赛道来说，Alfa是您的最佳选择。 空气动力学入门篇 (2)第二部分：下压力动力力学的另一重要方面是下压力。下压力是一个伟大的发明，它可以是车胎产生更多的抓着力，而无须增加车的重量。也就是说：你可以用更快的速度过弯。但是其缺点是：更多的下压力通常意味着更多的阻力。 制造下压力 有两种解释下压力的方法，一种是简单的，但另一种比较复杂。 让我们先来看看简单的一种。 扰流器、风翼、倾斜的车鼻所有这些东西都是为了把空气“铲”向上方。 空气被抬起，车子就被向下压， 因为“作用力=反作用力”。所以更大的表面积，或者更倾斜的角度，可以产生更多的下压力。 图：空气被向上推，车子被往下压 现在我们来解释一下比较复杂的说法。 一个现实中的风翼的形状，就象飞机的机翼一样，不过它是反向的。飞机机翼产生升力；但汽车风翼产生反向的升力，这是下压力的另一种说法。 升力（或者反向升力，无论怎么说其实是一回事）是由于风翼上下表面的不同压强所产生的。为了更容易解释，重新提醒一下：“压力=压强x面积”。所以更大的压强差，或者更大的表面积，可以增加下压力。 但是为什么会产生不同的压强呢？让我们仔细研究一下示意图，你可以看到风翼的上表面比较平直，而下表面比较弯曲。这意味着空气在上表面流动的路径，比在下表面更直，也更短。下表面空气被迫沿着曲线流动，因此走了更长的距离。根据柏努利定理，一定体积的流体总能量是守恒的（除非加热流体，或者机械的改变流体的体积）。如果假定空气的流动方向不是改变太多的话，我们可以近似的认为：如果空气（或者其他流体）速度增加，其压强就会下降。从能量守恒的角度，我们可以认为，空气的能量更多的用于保持粒子速度，那剩下用以维持施加于物体表面压强的能量就减少了。 简单的说，在风翼的下表面，空气在相同的时间内走了更长的距离，其速度就更快，导致压强下降。 上下表面的压强差产生一个净向下的力，这就是下压力。 所以，如果你要找什么适当形状的东西来产生下压力的话，就找倾斜的，或者反向机翼形状的，越大越好。 压力中心点 但是，比下压力的大与小，还有更多需要讨论的东西。就是所谓的“压力中心点”（CP）。就象重力分布一样，这里是下压力分布，或者说压强分布。这表述得更清楚一些。 让我们开始研究压力中心点和重心（重力中心点，或者说质量中心点）。 重心是一个想象中的点，整部车的质量集中于这一点。所以，你将车的所有部分的所有质量与其所在的位置进行计算，就可以得到重心，简称 CG。其好处是你可以用一个点来计算，而不需要分别处理车的所有部分。只有一个点的重力是等于整车的重力，这就是重心。 压力中心点也是类似的原理，空气作用于整个车体，我们可以把所有这些作用力换算成作用在一个压力中心点上的压力。通常这个力可以分成两个分量：一个是向下的下压力，一个是向后的阻力。 因此，你可以建立一个计算机模型来模拟车体的空气动力学特性，计算出压力中心点。另外，你也可以仔细的研究你的车，估算出压力中心点和重心的相对位置关系。 让我们举个例子：羽毛球的球体。 羽毛球大约95%的质量是分布在前端的半圆球上，很显然，重心就在半圆球附近。 但是从空气动力学来看，如果你看看哪里产生大多数的空气压力， 那会在后方羽毛所在的地方。 羽毛组成了一个很大的表面，当羽毛球在前进的时候，这个表面把空气向外推。 因此，压力中心点应该在羽毛附近，相对来说比较靠后的地方。 当你用球拍打羽毛球，球体几乎马上掉头，以半圆球朝着前方飞行。为什么会这样呢？首先你需要了解一些基本的物理知识： 以下的图表阐述了：两个大小相等但是方向相反的力，作用在不同一条直线上，就会产生扭距。 图：两个相同的反向力作用在不同一条直线上产生扭距 在空气动力学的情况中，这意味着当重心不在压力中心的正前方的时候，扭距就会出现，以改变这种状况。这两个力越大，或者中心和压力中心之间距离月大，扭距就越大。 图：侧向飞行回到羽毛球的例子。来自球拍的作用力（红色），是作用在重心上的，方向是远离打球者。而空气动力（蓝色），在这里是纯粹的阻力，作用在压力中心点上，方向朝着打球者。如果重心不是准确的在压力中心前方，就会产生一个扭距来改正这种状况。也就是说，重心在压力中心的正前方，是物体移动时最稳定和最自然的姿态。 在图画中，假设羽毛球正在朝屏幕的左方前进。 图：直线飞行在飞镖中也有一样的情况。质量主要集中在前端，因此重心也在前方。 而压力中心就在后方的箭羽附近。同样的，如果你在玩飞镖的时候标头朝后扔出去，飞镖也会马上改变方向，镖头朝前飞。 这并不令人惊奇，或许你会想：对于汽车来说，压力中心点在重心的后方（而且通常在上方）。虽然不象羽毛球或者飞标那种极端的情况，但是效果是一样的。 压力中心点越靠后，当你的车偏离方向的时候，改正偏离的扭距就越大。 也就是说，压力中心点在重心的后方越远，车子就越稳定，可以很容易的保持方向，或者走直线。 那么怎样改变压力中心点的位置呢？基本上，可以通过改变风翼的位置。向后移动风翼，压力中心点也随之后移。向前移动风翼，压力中心点就向前移。 在这里，前挡风玻璃的位置和大小也是很重要的因素。一个在车子前方的大面积挡风玻璃意味着压力中心也相应的移向车子的前方。 一个现实中的例子是：Dodge Viper. 我们很难用它高速的转弯。图：Dodge Viper不过，这不是压力中心点的全部，其高度也是很重要的因素。因为阻力是作用于压力中心点的，而推进车辆的力是作用于重心的，所以其产生的扭距向后轮施加更多的压力，同时减少前轮的压力。 图：超级燃料改装车的压力中心点(CP)和重心(CG) 图：作用在CP和CG上的力产生一个扭距这个扭距使车子向后倾，就象那些机械狗玩具那样。 这说明，当你把风翼装的更高，将获得更多的后轮抓着力，但是会减少转向。 图：风翼装得相当高我们再次使用超级燃料改装车的例子，我不大认为他们可以将风翼装的那么高而不使车后倾。这里的第一个理由是：他们只需要后轮的抓着力！前轮的抓着力并不重要，因为它们只是支持车直线行驶。第二个理由是：风翼越高，空气越“整齐”。整齐的意思就是没有紊流。 空气动力学入门篇 (3)第三部分：压力分布 在整篇文章中，有一样东西我是始终保持沉默的，因为我想它违反了遥控模型所有范畴的定律。这东西是地面效应。 地面效应可以提供比风翼和扰流器更有效率的下压力，因为在贴近地面或者水面的时候，我们可以获得一些特别的效应。 大家还记不记得俄罗斯的大型水上飞机 Ekranoplan？ 图：大型水上飞机 Ekranoplan 举个熟悉一点的例子：大家都记得一级方程式赛车历史上著名的“地面效应年代”吧。 图：一部地面效应的赛车，请留意车的裙边！当年的赛车跑起来太疯狂了。这就是为什么最后赛会对底板、最低车高等其他方面作出严格规定，以限制地面效应的使用。 我们的观点是：地面效应，能够比风翼或者扰流器，在相同的空气阻力下更有效地产生下压力（或者升力，对于水上飞机来说）。 现在我们来概括这个定理： 如果你将车壳后端的防撞器(bumper)以下的部分剪掉，在后轮的后面留下一个大缺口，这会产生某种形式的地面效应。当然，后防撞器的形状必须保持完整，这也是定理的一部分。 因为您现在车的后方有巨大的缝隙，所以在车子行走时，空气就会从缝隙被吸出。同时，空气从车壳的其他某部分被吸入。如果车壳上没有什么孔，而且在轮子那里剪去的部分有良好和紧凑的曲线，那么，空气就只能从车底被吸入。换句话说，您的车子就好象把它自己吸在赛道上一般。这是一个非常棒的效应，我们推荐您尝试一下。 大家注意，车壳后面的缺口也向外弯曲一点。 这实现了两方面： 第一，它增加了整个缺口的强度，防止车壳在高速时向内弯曲而碰到轮子；第二，它产生了有如扩散器的效果。 我猜您现在一定很感兴趣：什么是扩散器，它是做什么用的。如果你没兴趣的话，按Page Down键吧 ;-) 扩散器是一个半管道形状的装置，与车的下端连成一体。 越向车的后方，扩散器就变得越宽，也越高。 扩散器工作原理如下：在车子底下流动的空气，比在车旁边流动的空气，体积扩张的更大。那么，越多的空气向车的后方移动，其气压就越低。于是车底的低压力就将车子吸到路面上。 另外一个好处是：从扩散器流出的气流，正好填补了尾风翼下方的低压区，使风翼的效率更高。 那么，我们如何将这些知识运用到遥控车上呢？ 很简单，就是把整个车壳做成一个大的扩散器形状的东西。 图：看到平路跑车和扩散器的相似之处了吗？ 对于房车(touring car)来说，办法就是剪掉车壳的后防撞器以下的整个部分。 但是我的个人爱好是将车壳下端由前到后逐渐向外弄弯一点。 如图所示： 图中的形状从上方看，车壳是梯形的，后面比前面要宽。 当然，本来就前面已经比后面宽的车壳，就不需要特意把它弄弯了。 这个小技巧的优点是：在非常高速的情况下，车壳会有点变形，以对抗车子下方的吸力，这使它有可能阻碍了车架或者轮子的运动。 这个小技巧解决了此问题。 当我们谈到我刚才保持沉默的东西： “空气阻力和下压力都和速度的平方成正比”。 您可以感受到它的作用：在低速时，比如非常紧的发夹弯，基本上只有车子的机械平衡在起作用。 但是在速度越来越快的时候，空气动力的效应就逐渐登场了，甚至从某种观点来说，空气动力处于支配的地位。 通常来说，车子在接近极速时的操控，几乎主要决定于空气动力的平衡。请记住这一点。 比如说您的车子在几个发夹弯中转向不足，但是在其他弯角表现良好，那就不要尝试增加前端的下压力；因为那样在发夹弯中根本一点效果都没有，反而使车子在其他弯角失去平衡！空气动力学入门篇 (4)第四部分：流体分割“流体分割”，顾名思义，就是描述“流体”如何在物体表面上“分割”。事实上，流体分割是产生湍流的开始。在低速时，我们可以把流体看作是沿着不同的“层”流动的，每层是比较平直的流动，且没有旋涡产生，各层也不互相扰乱。从能量的角度来说，这种情况是非常有益的，因为层状流动只损耗很小的能量。 当流速超过临界