第5章模型制作.docx
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第5章模型制作
第五章模型制作
第一节航空模型的材料
制作航空模型所用的材料品种很多,有木材竹材塑料复合材料纸纺织品等非金属材料,还有少量的铝钢铜钛合金等金属材料。
一、木材和竹材
早期的模型飞机几乎全用木材或者竹材做骨架,上面蒙上纸或者很薄的丝织物。
现代的模型飞机虽然用了大量的新材料,特别是各种塑料,但到目前为止,木材和竹材仍然占有相当重要的地位。
1、木材和竹材的优缺点
木材和竹材不但具有材料好找、价格便宜、加工容易粘结方便等优点,而且有着较高的比强度。
比强度是指材料的极限强度和材料的比重之比。
例如松木拉伸的极限强度是800千克力/厘米3普通钢是5000千克力/厘米3;但松木的比重是0.52克力/厘米,钢的比重是7.8克力/厘米3,所以
钢的比强度是:
=641
松木的比强度是:
=1538
可见,松木的比强度大约是钢的2.4倍。
木材的比强度高对于航空模型来说是一个非常显著的优点。
但是,木材和竹材有三个较大的缺点:
第一、木材和竹材有木纹木结竹结等,这会给强度带来损害。
但木纹不见得全是缺点,正确地选择木纹,对增加描写飞机的强度会有很大好处。
第二、木材和竹材当它的含水量变化的时候往往会发生扭曲变形,这会给飞机模型的性能带来不利影响。
第三、目前用于模型飞机的木条和木片,大多是用电锯加工的。
用这种方法从圆木加工成材,出材率大约只有20%-30%,也就是说有大约70%的材料浪费掉了。
2、模型飞机常用的木材
模型飞机的不同部位要采用不同的木材。
制作翼豚蒙皮圆条整形件等,要采用比重很小而又有一定强度的木材。
我国常用泡桐木做这种材料,它的比重大约是0.28克力/厘米3。
对于高级的模型飞机可以使用轻木(巴尔萨),它的比重大约是0.15克力/厘米3。
但我国只有西双版纳出产轻木,价格比较昂贵。
制作翼梁、机身衍条等受力部件,要采用比重不一定很小而强度较大的木材。
常用云杉、红松、桦木做这种材料,它们的比重大约是0.5克力/厘米3。
制作螺旋桨和发动机架,要采用有较大强度和硬度的木材。
常用桦木、柞木、层压板等。
制作框架、局部加强片、机身头部或翼根的蒙板等,要采用各向同性的层板。
常用的有0.5毫米厚的三层航空层板,2毫米厚的五层航空层板和8毫米厚的三层椴木层板等。
模型飞机常用的木材性能见表5-1模型飞机常用的木材性能表。
表5-1
3、木纹纹理的正确选用
从圆木的不同位置锯出来的木片有弦切木片、径切木片、斜切木片等三种如图5-1所示。
弦切木片。
这类木片不稳定,干燥后容易产生翘曲,因此,一般不用这类木片制作模型飞机。
在锯圆木时要合理下料,尽量减少出现弦切木片。
图5-1木版的纹理
径切木片:
这类木片的横向强度不大,容易变曲,不宜用来制作平板零件。
如果要用它制作平板零件,必须在结构上加强横向强度,可以通过增加同木纹垂直的加强条来解决。
这种木片却是制作曲面蒙皮的好材料。
斜切木片:
这类木片的剖面木纹是倾斜的。
木纹倾斜45度时最稳定,不易变形,横向受力也较好。
这类木片适合专制作平整的平板零件,比如整体的水平尾翼、存在尾翼、舵面、后缘条等。
4、竹材的特性
从性能上看,竹材和木材相比有三点不同:
第一,竹材的比重大约是0.9克力/厘米3。
一般比木材大;第二,竹材顺纹抗拉强度大,大约是2000千克力/厘米3,是木材的4-5倍。
她的抗拉强度比普通铝还要大;第三,竹材容易弯曲,加温后可以弯曾各种复杂的形状,而木材是做不到这一点的。
使用竹材一般要削去竹肉,只要竹青和竹皮部分(见图5-2)
图5-2竹皮、竹青和竹肉
二、塑料和复合材料
塑料和复合材料的比强度高,化学稳定性好,不容易变形。
一般塑料的比重大约在0.83-2.2克力/厘米3之间,大约是铝的一半。
泡沫塑料的比重只有0.02-0.03克力/厘米3之间。
因此,塑料和复合材料是在航空模型中除木材以外使用最广泛和最有发展前途的材料。
航空模型常用的塑料合和复合材料有硬质泡沫塑料、注塑料、板材热压件、玻璃钢和石墨纤维等。
此外还有热缩性的塑料蒙皮,它将逐渐代替传统的绵纸尼龙绢蒙皮。
1、硬质泡沫塑料
常用的硬脂泡沫塑料有具苯乙烯硬泡沫塑料、聚氯乙烯硬泡沫塑料、聚苯乙烯硬泡沫塑料吹塑纸。
在航空模型中硬脂泡沫塑料是使用最多的。
可以根据模型德不同要求,选择不同强度和比重的塑料。
加工硬脂泡沫塑料很方便,可以用加工木材的方法进行,也可以用电热丝切割,还可以用模塑的方法成批生产。
2、注塑件和板材热压件
可以用注塑件和板材热压件的材料很多,常用的有聚乙烯、聚苯烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。
在航空模型中注塑件主要用来制作螺旋桨、桨帽、整流罩、发动机架、各种接头和摇臂等。
也有整架模型飞机都注塑的。
注塑件的特点是可以制作各种复杂的零件,大批生产效率高,成本也较低,但由于模具较贵,不适合少量和单件生产。
板热压件可以用来制作薄壳机身、舱盖、罩壳、翼尖等。
生产这些塑料的设备简单,模具费低,因此,可以组织小批量生产。
3、玻璃钢
玻璃钢是用玻璃纤维和数脂胶结合而成的。
它在航空模型中可以用在木结构的局部加强和表面加强上。
也可以用在硬泡沫塑料的表面加强上,形成复合夹层结构。
还可以单独制作成薄壳件,如机身、整流罩等。
它的特点是强度大、重量轻、加工方便,适合单件生产。
4、石墨纤维
石墨纤维在航空模型中用在结构的局部加强上。
它往往同树脂胶结合使用利用预制的石墨纤维树脂片,贴在翼梁或其他需要加强的部位。
三、其他非金属材料
1、纸
常见的书皮纸、绘图纸、白板纸、卡片纸等,都有一定的钢性,可以用来制作小型纸模型飞机的机翼、尾翼、机身等。
绵纸可以用作构架式模型飞机的蒙皮。
在大多数情况下,绵纸蒙皮要刷上涂料,以保证它的气密性和张紧度。
有些初级构架式模型飞机用拷贝纸、打字纸、油封纸、卷烟纸等制作蒙皮。
用这些纸可以不刷涂料,因为这些纸的气密性比绵纸好的多,而且蒙上以后只要喷上一点水就会张的很紧。
用来蒙皮的纸最重要的是抗拉强度要好。
近年来出现了许多新型纸张,其中有一种类似布的“不织布”纸用来作模型飞机蒙皮很有发展前途,因为它的强度接近于布,比纸大许多倍,气密性也好。
2、纺织品
有些较大的构架式模型飞机,用生绢、绝缘绸、尼龙纱等纺织品制作蒙皮。
这些蒙皮不但重量轻,而且强度大。
还有一些新型的伞翼机、帆翼机和其他柔性机翼的模型,它们的机翼多使用气密性较好的轧尼龙绸或油胶尼龙绸。
3、橡胶
在模型飞机上橡胶材料主要用来作动力橡筋,其次是橡胶机轮,以及使用甲醇燃料的橡胶软油箱和泡沫橡胶减震垫等。
四、金属材料
除了极少数全金属模型飞机以外金属材料在模型飞机上使用的数量不大。
目前在模型飞机上常有的金属材料有铝、钢、铜、钛合金等。
1、铝
如果不算发动机,在模型飞机上使用的金属材料以铝合金为最多。
如橡筋动力模型飞机的硬铝管机身、自由模型飞机和竞速模型飞机的铝合金前身,还有铝合金整流罩、摇臂、机翼插销、起落架、发动机架等。
近年来出现了铝箔蒙皮。
这种蒙皮是把铝箔蒙在木版上或泡沫塑料芯子上作成的。
铝箔蒙片的结构强度大、抗侵蚀性能好,而且在阳光下闪闪发亮,模型飞机飞到很远还能看到。
2、钢
在模型飞机上所使用的钢材除螺丝钉以外,主要是各种钢丝。
如线操纵模型飞机的操纵钢丝,一般用直径0.25-0.5毫米的单股钢丝,也有用合股钢丝的;机翼连接用钢丝如F1A国际级牵引模型滑翔机和F1B国际级橡筋动力模型飞机的机翼接头,一般用直径2-4毫米的弹簧钢丝;起落架用钢丝,模型飞机的起落架大都用弹簧钢丝制作,钢丝的直径决定于模型飞机的大小和起落架的结构形式,一般用直径2-3.5毫米的。
另外,还用到马口铁,一般用来制作油箱。
3、铜
箔铜片主要用来制作油箱,其它铜材主要用来制作摩擦件和油管等。
4、钛合金
钛合金轻而强度大,近年来广泛应用在模型飞机的成力部件上。
航空模型常用的金属材料性能表见表5-2航空模型常用的金属材料性能表。
表5-2
第二节粘和剂和涂料
模型飞机上各个零件的结合,几乎都依靠胶合。
因为胶合结构重量轻、强度大、应力分布均匀、外形光滑整齐、工艺简单。
所以制作模型飞机离不开胶合剂。
制作模型飞机常用的胶合剂有快干胶(硝化纤维溶剂)、白乳胶、酪素胶、501和502胶、树脂胶等。
各种胶合剂的性能和成分差异很大,必须很好地了解才能根据需要,选择最合适的胶合剂。
模型飞机上涂覆涂料的作用是防护、美化、形成薄膜张紧蒙皮,并增加蒙皮强度。
不同的涂料有不同的作用。
常用的涂料有涂布油、硝基漆、有机玻璃液、环氧漆、泡沫塑料涂液、乳胶漆等。
一、粘和剂
粘接是在制作模型飞机过程中进行结合加工的主要手段。
在所有模型飞机结构中,除了要经常拆装的部件外,很少有使用钉子和楔子连接的地方。
因此,粘合剂就成了制作模型飞机不可缺少的重要的材料。
在模型飞机制作中常用的粘合剂有快干胶、乳胶、各种合成树脂胶和素胶等。
1、快干胶
快干胶是一种在木结构模型飞机上使用最普遍的传统的粘合剂。
快干胶是用喷漆稀料或者丙酮等溶剂溶解硝酸纤维素(如乒乓球、可燃性照相底片或其他赛璐珞制品)制成的,特点是在常温常压下干燥快,不怕水;缺点是在干燥过程中挥发出有毒气体会污染空气,而且容易着火燃烧。
另外,快干胶不能粘节聚苯乙烯硬泡沫塑料。
2、乳胶
乳胶的化学名称为聚醋酸乙烯乳酸。
这是一种近年来才在我国航模制作中使用的粘合剂,目前已十分普遍。
他的优点是本身虽是水溶性的,但固溶后不溶于水,在他固化过程中对空气没有污染,不宜燃。
缺点是固化时间长和固化后不能长时间浸水。
乳胶不仅可以用来粘接木材,还是硬泡沫塑料的理想粘合剂,乳胶稀释后还可当作涂料使用。
3、合成树脂胶
合成树脂胶的种类很多,如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚脂、聚氨脂胶(即“乌利当”)等。
其中环氧树脂对木材、金属、陶瓷、玻璃、橡胶等都有很好的粘结性能,只是对塑料差一些。
它可以在常温常压下固化,收缩率很低,不怕水,稳定性好。
因此,在航空模型制作的各种粘合中,使用环氧树脂都有良好的效果。
环氧树脂同玻璃布结合使用可以制成玻璃钢零件。
常用的型号有E-51(即618),E-44(即6101),E-42(即634)等。
不饱和聚脂的流动性比环氧树脂好,多用来制作另一类玻璃钢零件。
酚醛树脂和脲醛树脂在航空模型中主要用来粘结木材。
聚氨脂胶用来粘结软性泡沫塑料。
4、502胶
502胶是一种@-氰基丙烯酸脂类粘合剂,它是一种无色透明液体。
使用很方便,不许加热、加压,在室温下就能迅速固化。
可粘结金属、玻璃、橡胶、木材、塑料(但聚乙烯、聚四氟乙烯不能粘结)等。
502胶的耐水性不好,固化后很脆。
由于胶液很稀,对于多孔性的材料容易渗透。
因此,并不是很好的木材粘合剂。
5、素胶
素胶是一种在航空工业中使用了多年的木材粘合剂,后来也在航空模型中广泛应用。
但由于使用不方便,目前已被新的粘合剂所代替了。
6、不干胶
不干胶也叫压敏胶。
它是一种不用等待固化就有良好粘结强度的粘合剂。
近年来在航空模型套材中逐渐被广泛应用。
二、涂料
涂料可以使模型飞机的表面光滑,美观,并有一定的抗浸蚀能力。
涂布油、硝基漆、有机玻璃液、环氧漆、泡沫塑料涂液、乳胶漆等都是航模分机常用的涂料。
1、涂布油
涂布油它是一种硝基涂料。
也叫硝基皮尺清漆。
但和硝基清漆不同,涂布油的收缩率大,漆膜同性好,因此,它可以使蒙皮张紧,增加气密性和防止侵蚀。
涂布油易燃,使用时要注意防火,它的溶剂通常用喷漆烯料,挥发时污染空气,可以采用刷涂,但最好采用喷涂。
2、硝基漆
有色硝基漆是美化模型飞机的主要涂料。
它用喷涂烯料作溶剂,干燥快,不怕水,但易燃,挥发时对空气有污染,可以采用刷涂,但最好采用喷涂。
3、有机玻璃涂液
有机玻璃涂液一般是用丙酮、甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯、等溶剂将有机玻璃溶解而制成的一种涂料。
把它涂在硝基漆的外面可以起到增加光泽和防腐蚀的作用。
在使用甲醇燃料的模型飞机上,必须涂上有机玻璃涂液,防止甲醇的侵蚀。
有机玻璃涂液易燃,挥发时污染空气。
4、族聚氨脂油漆
脂肪族聚氨脂油漆是近年来才发展起来的一种涂料,它的色泽鲜艳,光泽好,漆膜坚硬,抗腐蚀能力强,是模型飞机使用的理想材料。
它的缺点是喷涂操作比较复杂,而且有几种配料具有毒性,对操作者的健康不利。
5、泡沫塑料涂料
在泡沫塑料模型飞机上必须涂刷不会溶解泡沫塑料的涂料。
常用的泡沫塑料涂料有以下几种:
(1)涂料:
涂料是用聚醋酸乙烯乳液稀释后制成的。
把它刷在泡沫塑料模型的表面上能起增强和保护作用。
它的优点是以水为溶剂,在干燥过程中没有污染。
缺点是干燥的时间长,干燥后受湿度变化的影响比较大。
(2)聚乙烯醇涂料:
把聚乙烯醇粉末先在水中浸泡4-8小时,然后再蒸煮,使它溶解在水中,就可以配制成聚乙烯醇涂料.它的特点与乳胶涂料相似,但价格比前者低得多。
(3)酒精涂片涂料:
把酒精(即虫胶)溶于酒精中就可以制成这种涂料,它干燥速度快,表面硬度大,不怕水,受湿度变化的影响小。
(4)酒精松香涂料:
把松香(即松脂)溶于酒精中就可以制成这种涂料,它的性能同酒精涂片类似,但没有颜色。
(5)明胶涂片:
这是一种用白明胶(即鱼鳞胶)和聚乙烯醇各一份,加水十份加热溶解制成的涂料.它干燥后胶膜的硬度比前者涂料的大,但会受湿度变化的影响。
(6)乳胶漆涂料:
这是一种乳胶基的漆,可以喷洒在泡沫塑料模型的表面而不会把它溶解.
有些涂料,如涂布油,硝基漆,有机玻璃等,都能够溶解聚氧乙烯泡沫塑料,不能直接喷涂在泡沫塑料上.如果要喷涂,必须先涂刷保护层。
第三节制作工具
一、工具种类
制作模型飞机所使用的工具范围很广,从简单的一把小刀到复杂精密的机床和电子仪器都用得上.但在开始建立航空模型小组的时候,没有必要一次就把许多工具备齐,可以随着制作模型飞机品种的不断增加而逐渐添置自己动手制作。
1、必备的工具:
在制作航空模型的工具中,手工具占绝大多数.必备的工具有:
小刀,木锉,(粗细),锔子,砂纸,手钻,小钳子,剪刀,螺丝刀,小锤子,大头针,工作板,三角尺,直尺和工作服等,如图5-3所示。
图5-3必备工具
2、进一步的工具:
在置备了必要的手工具的基础上,如果有条件,还可以置备以下工具:
木刨子、手摇钻、钢锯、各种钢锉、钢直角尺、钢板尺、角尺、卡尺、天平、铁剪、台钳、钳工锤、钳工铲刀。
各种螺丝刀、夹钳、铁钳、电烙铁、电吹风机、各种木工铲刀、各种刻刀、各种扳手、套筒、各种钻头、丝锥、板牙、圆规、绘图仪、计算器、电热丝切割器、汽油喷灯等,如图5-4所示。
图5-4进一步的工具
(一)
图5-4进一步的工具
(二)
3、小型机械;如果要建立一个航空模型工作室,还要置备以下各种小型机械:
直径六毫米的手电钻直径十八毫米的小钻台,约一米的小车床,砂轮机,小电锯,喷枪,气泵,充电机等,如图5-5所示。
图5-5小型机械
4、测量仪表:
主要有万用表、秒表、示波器、千分尺、求积仪、长钢尺、转速表、风速表、量杯、小磅秤、弹簧秤,有条件可设置小型风洞和空气动力天平,如图5-6所示。
图5-6测量仪表
二、工具箱
有了工具还得有工具箱,以便使用和保管工具。
制作航空模型的工具箱如果是放在室内的,可以作大一些。
它实际上是一个小的工具柜子。
如果要携带外出,就要设计的紧凑、小巧、轻便一些。
图5-7是一种可以携带的工具箱。
图5-7可携带的工具箱
另外,还有一种专门在外场试飞时使用的工具箱。
它只要是用来携带外场飞行时所必须的工具,因此要更加小巧和轻便。
对于不同的航模项目,飞行工具箱的设计也有很大区别。
图5-8时一种飞行工具箱。
图5-8飞行工具箱
三、工作台与工作室
制作航模还必须要有适当的工作台,另外还需要布置一个制作航模的工作小角或工作室。
第四节模型飞机的结构与制作
一、决定模型飞机结构的几个因素
最简单的手掷模型飞机是由机身、机翼、尾翼(包括水平尾翼和垂直尾翼)三部分组成的。
较复杂的模型飞机,除了机身,机翼、尾翼以外,还包括发动机和起落架等,如图5-12所示。
图5-12模型飞机的组成
模型飞机的结构,主要指机身、机翼和尾翼的结构。
当模型飞机的外形选定之后,就要考虑机身、机翼和尾翼等应该采用什么结构才能把这架模型飞机制作出来,使它在各种飞行状况下具有足够的强度和刚度,不发生损坏,不发生较大形变,而且重量轻、成本低、制作工艺简单等。
为了确定模型飞机应该采用那哪种结构,需要了解模型飞机的构造同哪些因素有关。
1、模型飞机的结构同它在飞行过程中所承受的作用力有关
模型飞机在飞行过程中,不但受到重力的作用,而且受到空气动力的作用,再加上模型飞机加速等原因,它所承受的作用力是很大的。
在正常飞行时各部分所受到的升力和重力的分布情况如图5-13所示。
图5-13机翼各部分受力情况
这两种力对机翼作用结果使机翼受到向上翘的弯曲力矩,翼根处的弯曲力矩最大,翼尖处的弯曲力矩最小。
显然,机翼的结构强度应该是翼根处最大,向翼尖方向逐渐减小。
模型飞机机翼结构强度可以按以下步骤估算:
(1)先估算模型飞机在飞行中机翼要承受的最大作用力F
最大作用力F可以由以下式计算:
F=G*N*f
式中G是模型飞机的重量,用千克来做单位,N是最大过载系数,过载系数是指模型飞机的升力Y和它的飞行重量G的比。
一般模型飞机的过载系数在4-6之间。
f是安全系数,一般模型飞机的安全系数可以在1.2-2.0之间选取。
例如,一架重量G=1千克力的线操纵模型飞机,它在飞行中的最大过载系数N=6,取安全系数f=1.5,那么这架模型飞机要承受的最大作用力F是:
F=G*N*f=1*6*1.5=9(千克力)
可见,模型飞机要承受的最大作用力是它的重量的好几倍。
(2)再估算机翼各处的弯曲力矩M
我们知道,力矩等于力乘以力臂。
要估算某处的弯曲力矩,首先要知道产生弯曲力矩的作用力和力臂。
为了简化,假设机翼各处所承受的作用力是均匀的。
对于翼根A处的弯曲力矩Ma,它是由单只机翼所承受的作用力产生的,这个作用力等于整架飞机在飞行中所承受的最大作用力F的一半,也就是F/2。
这个力的作用点就是单只机翼的中点,力臂等于单只机翼中点到翼根的距离,如果机翼的翼展是l,那么力臂就是l/4,见图4-3。
因此,翼根A处的弯曲力矩Ma可以由下式求得:
Ma=F/2*l/4=1/2*G*n*f*l/4
如上述模型飞机的翼展l=140厘米。
那么Ma=1/2*6*1.5*140/4≈158(千克力*厘米)用同样的方法可以求出机翼各处的弯曲力矩。
比如求单只机翼的中点B处的弯曲力矩,它是由半只机翼所承受的作用力产生的,这个作用力等于F/4,它的力臂是l/8。
所以机翼B弯曲力矩为:
Mb=1/4*1*6*1.5*140/4≈39(千克力*厘米)
由以上估算可以知道,翼根处的弯曲力矩最大,离翼根越远,弯曲力矩越小。
(3)最后估算机翼各处的结构强度
为了简化,我们假设机翼由单根矩形截面的翼梁组成。
如果知道了翼梁某处的弯曲力矩M(以千克力*厘米做单位),翼梁材料的极限强度a(以千克力*厘米做单位),翼梁的高度h(以厘米作单位),那么翼梁的宽度b可以由下式求得:
如果翼梁采用松木制作,松木的极限强度σ=650千克力/厘米,翼梁的高度h=1.5厘米,那么翼根A处的翼梁宽度b应该是:
单只机翼中点B处的翼梁宽度b应该是:
由以上估算可以知道,翼根处翼梁的宽度最宽,离翼根越远,翼梁可以越来越窄。
这说明翼根处结构强度要高,离翼根处越远,结构强度可以越来越低。
2、模型飞机的结构跟所用材料有关
模型飞机的结构在很大程度上取决于所用的材料。
如果有比重很小的轻木,对较小的飞机可以采用整体木结构,对较大的模型飞机就可以采用全蒙板的硬壳结构。
如果使用比重比轻木大一些的泡桐木,可以采用蒙板和构架结合的结构。
如果使用比重较大的松木或椴木,就只能采用蒙纸的构架式结构。
近几年来,比重很小的硬泡沫塑料和强度较大的玻璃纤维应用在模型飞机上,整体结构和夹层结构就成为比较理想的方案了。
因此,在制作模型飞机时要根据自己能找到的材料来决定采用哪一种结构。
3、模型飞机的结构同工艺方法有关
在决定模型飞机的结构的时候,还要考虑制作这种结构所要用到的工艺方法。
比如要制作构架式模型飞机,就需要掌握切割和粘合木材的工艺方法;要制作全硬壳式机身就需要掌握双向弯曲木板的工艺方法,或者掌握塑料成型的方法。
掌握工艺方法,是模型飞机结构得以实现的保证。
另外,价格、储运、包装以及比赛规则等因素也在一定程度上影响着模型飞机的结构。
二、各种结构模型飞机
1.木结构模型飞机有整体式和构架式两类。
整体式是指用整块木板制作机身、机翼的结构形式。
构架式是指用加工好的木条和木片制作机身、机翼的骨架,再在骨架的外面蒙纸或蒙板的结构形式。
在模型飞机中,只有手掷、弹射等少数小型模型飞机采用整体式结构,大多数模型飞机都采用构架式结构。
为了保持构架式模型飞机的良好外形,对机翼前缘、后缘、翼尖以至发动机罩等零件,一般用整块木板或整条木条制作成曲面形状。
木结构模型飞机可以做得很轻,刚性也比较好。
但这种模型飞机很“脆”,受冲撞后往往造成严重损坏,而且制作也比较麻烦、费工。
用玻璃纤维环氧树脂对木结构进行局部加强,是弥补木结构上述缺点的一种好办法。
2.塑料结构模型飞机
塑料是近几年来在模型飞机制作中广泛应用的材料.由于塑料制作简便重量轻,强度大,它给模型飞机的结构带来了革命性的变化.
三、模型飞机的结构制作工艺
(一)机翼
模型飞机在飞行过程中,全部重量几乎都由机翼产生的升力来负担,它的受力情况见图5-14。
图5-14机翼受力情况图5-15机翼上弯曲力矩的分布
加上气流冲击和模型加速等外因,机翼在飞行中的受力是很大的。
各种外力形成使机翼向上翘的弯曲力矩,这个力矩从翼尖向翼根逐渐增大,到翼根处受力最大(图5-15)。
所以机翼的结构强度应是翼根处最大,逐渐向翼尖处减小。
机翼的结构大体上有硬板式和构架式两种。
目前大部分模型的机翼都是构架式结构,只有少数如弹射、竞速等模型的机翼是硬板式结构。
近年来有人利用整块的硬泡沫塑料制作简易模型以及特技和空战等模型的机翼,效果很好。
随着各种轻型材料的出现,硬板式结构的机翼也会多起来。
1.硬板式机翼的制作:
(1)以弹射模型机翼的加工过程为例(图5-16)。
图5-16硬板式机翼翼型的加工过程
其步骤是:
a.选择厚度合适的桐木片,画出机翼的正面形状,将阴影部分削去。
B.将机翼的厚度按左边视图的要求向翼尖部锉薄。
C.锉机翼的后半部分。
D.锉机翼的前部。
E.锉出圆滑的翼型外形,再用砂纸打磨。
左右机翼都作好后,从中心线处用刀裁开或用手弓锯锯断(图5-17),再按图5-18的方法将裁开的端面磨出一斜角。
最后按图5-19所示胶合机翼。
图5-17切断图5-18磨上反角胶合断面
图5-19胶合上反角图5-20翼型卡板
注意保持正确的上反角,两个机翼的迎角要相等。
为了将翼型做准确,可用翼型卡板(图5-20)不断检查。
(2)硬泡沫塑料机翼的加工:
可用于模型制作的泡沫塑料较多,常用的是可发性聚苯乙烯,很多仪器设备用它作包装材料。
泡沫塑料可用电阻丝熔切。
先按图5-21做一个电阻丝支架。
电阻丝可用直径0.2毫米的电炉丝,长350毫米,在两端加12V左右的电压使之升温,即可用来切割。
图5-21电阻丝支架
如需用更长的电阻丝,则要适当地加大两端的电压。
电阻丝两端电压的调整,要根据实际熔切的情况来定。
因为就是同样材料的泡沫塑料,发泡的程度不同,熔切的温度也不同。
熔切时电阻丝的温度越高,熔切表面的质量越难保证。
所以电阻丝两端加的电压,只要电阻丝刚刚可以熔切就可以了。
然后做两个机翼翼型样板,如图5-22所示。
将其固定在选好的泡沫塑料块两端,就可用加热的电阻丝按图示方向