![航空模型设计与制作](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/727/25449727/b_25449727.jpg)
1.2 航空模型分类
1.2.1 航空模型的操纵形式
对于航空模型的分类,一直没有明确的界定。根据航空模型操纵形式的不同,通常可将其分为三大类:自由飞行类、线操纵圆周飞行类、无线电遥控飞行类。国际航空联合会(简称“FAI”或“国际航联”)将这三类模型分别编号为F1、F2、F3。这三类模型又各自设有子项目。FAI针对航空模型制定的分类项目代号以 F 开头,以数字代表控制方式,以英文代表竞赛项目。
1.自由飞行类
自由飞行类航空模型在世界上有一项比赛,即世界自由飞行航空模型锦标赛。它是由 FAI 主办的航空模型世界锦标赛之一,每两年举行一次。它的比赛项目主要有F1A-国际级牵引模型滑翔机、F1B-国际级橡筋航空模型和F1C-国际级活塞发动机航空模型三项留空时间比赛。每个参加国(地区)每个项目可派三名选手参加个人和单项团体赛。
F1A-国际级牵引模型滑翔机如图1-11所示;F1B-国际级橡筋航空模型如图1-12所示;F1C-国际级自由飞航空模型如图1-13所示。
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图1-11 F1A-国际级牵引模型滑翔机
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图1-12 F1B-国际级橡筋航空模型
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图1-13 F1C-国际级自由飞航空模型
2.线操纵圆周飞行类
线操纵圆周飞行类航空模型是航空模型运动开展较早的项目,在飞行过程中,运动员在地面通过规定直径和长度的操纵线改变航空模型的飞行高度和姿态,围绕自己做圆周飞行或特技飞行。它的比赛项目主要有F2A-国际级线操纵竞速航空模型、F2B-国际级线操纵特技航空模型、F2C-国际级线操纵小组竞速航空模型、F2D-国际级线操纵空战航空模型。
线操纵航空模型是人类历史上第一种可以直接控制的航空模型。它具有可操纵性好、刺激、可观赏性好和经济等优点。线操纵航空模型竞速比赛对发动机的要求比较严格,须使用组织者提供的燃料,并且对操纵线也有要求。飞行成绩的速度单位以千米/小时表示。每次比赛可进行三次正式飞行,取最好成绩作为正式比赛成绩。
F2A-国际级线操纵竞速航空模型如图1-14所示;F2B-国际级线操纵特技航空模型如图1-15所示;F2C-国际级线操纵小组竞速航空模型如图1-16所示;F2D-国际级线操纵空战航空模型如图1-17所示。
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图1-14 F2A-国际级线操纵竞速航空模型
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图1-15 F2B-国际级线操纵特技航空模型
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图1-16 F2C-国际级线操纵小组竞速航空模型
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图1-17 F2D-国际级线操纵空战航空模型
3.无线电遥控飞行类
无线电遥控飞行类航空模型的控制方式是地面的运动员仅通过无线电遥控航空模型改变其飞行轨迹。FAI对无线电遥控飞行类航空模型的分类很多,主要有F3A-国际级发动机特技航空模型(F3A-Aerobatic Power Models)、F3B-国际级遥控模型滑翔机(F3B-Remote Control Model Glider)、F3C-国际级直升机模型(F3C-Helicopters)、F3D-国际级绕标竞速航空模型(F3D-Pylon Racers)、F3F-国际级山坡牵引滑翔机(F3F-Slope Soaring Gliders)、F3G-国际级动力滑翔机(F3G-Motor Gliders)、F3H-国际级越野滑翔竞速模型(F3H-Soaring Cross Country Racing)、F3I-国际级空中拖曳滑翔模型(F3I-Aero Tow Soaring Models)、F3J-国际级热气流留空滑翔机(F3J-Thermal Duration Gliders)、F3P-国际级室内花样航空模型(FAI新推出)、F3N-遥控直升机3D花式特技(俗称“3D飞行”)。
中高级水平人员涉及的模型包括:F3C-国际级直升机模型(F3C-Helicopters),如图1-18所示;F3G-国际级动力滑翔机(F3G-Motor Gliders),如图1-19所示;F3P-国际级室内花样航空模型,如图1-20所示。
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图1-18 F3C-国际级直升机模型
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图1-19 F3G-国际级动力滑翔机
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图1-20 F3P-国际级室内花样航空模型
4.其他类型
除F1、F2、F3之外,常见的还有一些以F开头的航空模型。
1)F4-像真航空模型(Scale Models)
F4-像真航空模型是仿照载人和载物飞机制作的比例像真模型。
F4A-自由飞像真航空模型(F4A-Free Flight Flying Scale Models)如图1-21所示;F4B-线操纵飞行像真航空模型(F4B-Control Line Flying Scale Models)如图1-22所示;F4C-无线电遥控像真航空模型(F4C-Radio Controlled Flying Scale Models)如图1-23所示;F4D-橡筋动力室内自由飞像真航空模型(F4D-Free Flight Indoor Scale Models)如图1-24所示;F4E-CO2(高压气体)或电动动力室内自由飞像真航空模型如图1-25所示。
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图1-21 F4A-自由飞像真航空模型
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图1-22 F4B-线操纵飞行像真航空模型
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图1-23 F4C-无线电遥控像真航空模型
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图1-24 F4D-橡筋动力室内自由飞像真航空模型
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图1-25 F4E-CO2(高压气体)或电动动力室内自由飞像真航空模型
2)F5-无线电遥控电动机动力航空模型
F5A-电动花式特技航空模型(F5A-Aerobatic Models)如图1-26所示;F5B-动力滑翔机(F5B-Motor Gliders)如图1-27所示;F5C-直升机(F5C-Helicopters)如图1-28所示。
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图1-26 F5A-电动花式特技航空模型
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图1-27 F5B-动力滑翔机
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图1-28 F5C-直升机
1.2.2 航空模型的动力驱动方式
现代航空模型按动力驱动方式分为活塞发动机航空模型、喷气发动机航空模型、橡筋动力航空模型和无动力模型滑翔机等。活塞发动机航空模型如图1-29所示;喷气发动机航空模型如图1-30所示。
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图1-29 活塞发动机航空模型
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图1-30 喷气发动机航空模型
橡筋动力航空模型如图1-31所示;无动力模型滑翔机如图1-32所示。
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图1-31 橡筋动力航空模型
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图1-32 无动力模型滑翔机
1.2.3 航空模型的机架类型
按机架类型分,航空模型主要有多轴(多旋翼)飞行器、固定翼飞行器、航空模型直升机、滑翔机等。
1.多轴(多旋翼)飞行器
多轴(多旋翼)飞行器的工作原理是电动机带动螺旋桨产生升力,并通过调节成对出现或以对称形式出现的螺旋桨产生的转矩和升力来控制飞行器在空间直角坐标系下的动作,包括俯仰、横滚、航向。目前,常见的多轴(多旋翼)飞行器包括:四轴四旋翼飞行器,如图1-33所示;四轴八旋翼飞行器,如图1-34所示;六轴六旋翼飞行器,如图1-35所示;八轴八旋翼飞行器,如图1-36所示。多轴(多旋翼)飞行器的特点是飞行稳定,可以在空中保持定点悬浮,在飞行控制器的配合下可以完成定点巡航、失控保护等功能,多用于拍摄、探测、消防、农业种植等。如图1-37所示的八轴八旋翼植保无人机,也是近几年的发展趋势。
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图1-33 四轴四旋翼飞行器
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图1-34 四轴八旋翼飞行器
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图1-35 六轴六旋翼飞行器
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图1-36 八轴八旋翼飞行器
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图1-37 八轴八旋翼植保无人机
2.固定翼飞行器
固定翼飞行器泛指比空气重,由动力装置驱动,机翼固定在机身上,且不会相对机身运动,靠空气对机翼上、下表面压力差形成的升力飞行的航空器,是目前最常见的航空器之一。固定翼飞行器通常分为军用与民用两种,民用飞机除客机和运输机以外,还有农业机、森林防护机、航测机、医疗救护机、游览机、公务机、体育机、试验研究机、气象机、特技表演机、执法机等。固定翼飞行器的主要形式如图1-38所示。
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图1-38 固定翼飞行器
3.航空模型直升机
航空模型直升机是将真实的直升机按照一定比例缩小,并将其外观和内部主要结构做一定程度简化和调整,它与真实的直升机有很多相通之处,如图1-39所示。直升机发动机驱动旋翼提供升力,将直升机悬在空中,单旋翼直升机的主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨,机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨,通过调整尾桨的螺距可以抵消不同转速下主螺旋桨产生的反作用力。双旋翼直升机通常采用旋翼相对反转的方式来抵消旋翼产生的不平衡升力。航空模型直升机的特点是机动性高、速度快,许多航空模型玩家喜欢使用航空模型直升机完成高难度技术动作。
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图1-39 航空模型直升机
4.滑翔机
滑翔机是一种没有动力装置,且重于空气的固定翼飞行器,如图1-40所示。它可以由飞机拖曳起飞,也可用绞盘车或汽车牵引起飞,更初级的还可从高处的斜坡上下滑到空中。在无风的情况下,滑翔机在下滑飞行过程中依靠自身重力的分量获得前进动力,这种损失高度的无动力下滑飞行方式称为滑翔。在上升气流中,滑翔机可像雄鹰展翅那样平飞或升高,通常称为翱翔。滑翔和翱翔是滑翔机的基本飞行方式。
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图1-40 滑翔机