固定翼篇
目录:
一.飞行原理
二.硬件介绍
三.制作指导
一.飞行原理
1.飞机飞行时受到的作用力
飞机在飞行时会受到4个基本的作用力:升力(lift)、重力(weight)、推力(thrust)与阻力(drag)。
升力
机翼的运动在穿越空气时,会产生一股向上作用的力量,这就是升力。机翼的前进运动,会让
上下翼面所承受的压力产生轻微的差异,这个上下差异,就是升力的来源。由于升力的存在,飞机才能够维持在空中飞行。
产生升力的主要原因:
后弦
(有翼型固定翼)伯努利定律是空气动力最重要的公式,简单的说流体的速度越大,静压力越小,速度越小,静压力越大,这里说的流体一般是指空气或水,在这里当然是指空气,设法使机翼上部空气流速较快,静压力则较小,机翼下部空气流速较慢,静压力较大,两边互相较力,于是机翼就被往上推去,然后飞机就飞起来,以前的理论认为两个相邻的空气质点同时由机翼的前端往后走,一个流经机翼的上缘,另一个流经机翼的下缘,两个质点应在机翼的后端相会合,经过仔细的计算后发觉如依上述理论,上缘的流速不够大,机翼应该无法产生那么大的升力,现在经风洞实验已证实,两个相邻空气的质点流经机翼上缘的质点会比流经机翼的下缘质点先到达后缘
  (平板固定翼)攻角(迎角): 当飞机的机翼为对称形状,气流沿着机翼对称轴流动时,由于机翼两个表面的形状一样,因而气流速度一样,所产生的压力也一样,此时机翼不产生升力。但是当对称机翼以一定的倾斜角(称为攻角或迎角)在空气中运动时,就会出现与非对
称机翼类似的流动现象,使得上下表面的压力不一致,从而也会产生升力。
重力
重力是向下的作用力。由于飞行员可以决定飞机的载重大小,所以某种程度上,你可以说这是人为可以控制的力量。除了燃料随着旅程慢慢消耗之外,飞机的实际重量在航程中不大容易变动。在等速飞行中(飞机的速度与方向保持一定不变),升力与重力维持着某种平衡。
推力和阻力
引擎驱动螺旋桨后,所产生的前进力量就是推力。大多数情况下,引擎越大(表示马力越足),所产生的推力就会越大,飞机前进的速度也就越快(直到某个极限为止)。只要任何交通工具运动前进,永远都会遇到一个空气动力学上的障碍:阻力。阻力会让飞机产生一股向后的拉力,道理很简单,当你的运动穿过大气层的分子时,这些分子就会产生撞击推挤,阻力就是这么来的。这可以简称为“风阻”。 推力为飞机加速,不过机身受到的阻力才是决定真正飞行速度的关键。当飞机的速度增加,相对地,阻力也会增加。飞机的速度每提高一倍,实际上将会产生四倍的阻力;最后,向后作用的阻力与引擎产生的推力相等,飞机就会因此保持一定的速度飞行。
2.航模常用术语
1、翼展——机翼(尾翼)左右翼尖间的直线距离。(穿过机身部分也计算在内)。
2、机身全长——模型飞机最前端到最末端的直线距离。
3、重心——模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心。
4、尾心臂——由重心到水平尾翼前缘四分之一弦长处的距离。
5、翼型——机翼或尾翼的横剖面形状。
6、前缘——翼型的最前端。
7、后缘——翼型的最后端。
8、翼弦——前后缘之间的连线。(前后弦的距离称为弦长,如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长
9、展弦比——翼展与平均翼弦长度的比值。展弦比大说明机翼狭长。
10、迎角——机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
11.翼载荷——指整机载荷(质量)跟翼面面积的比值。
12.推重比——指飞机动力系统产生的推力跟整机重量的比值。
3.机翼详细介绍
1.翼型介绍
常见翼型
.全对称翼:上下弧线均凸且对称。
.半对称翼:上下弧线均凸但不对称。
.克拉克Y翼:下弧线为一直线,其实应叫平凸翼,有很多其它平凸翼型,只是克拉克Y翼最有名,故把这类翼型都叫克拉克Y翼,但要注意克拉克Y翼也有好几种。
.S型翼:中弧线是一个平躺的S型,这类翼型因攻角改变时,压力中心较不变动,常用于无尾翼机。
.内凹翼:下弧线在翼弦在线,升力系数大,常见于早期飞机及牵引滑翔机,所有的鸟类除蜂鸟外都是这种翼型。
4.飞行控制
序言:
图1-3显示穿过机身的三道想像轴线。籍着你的控制,飞机可以围绕一
道、或多道的轴线旋转运动。
1.垂直轴:飞机由上往下通过机身重心,有一道垂直轴(vertical axis),正好穿过座舱与机腹的位置。飞机围绕这道轴线偏航(yaw)。
2.纵轴(longitudinal axis)也称“长轴”,从机头穿透机身的中心,从机尾拉出来。当飞机进行滚转(roll)或者侧倾(bank)动作时,会沿着这道轴线旋转机身。
3.侧轴:从一边的机翼末端,穿过机翼、机身,再从另一边机翼延伸到末端拉出来的轴线,就成为侧轴(lateral axis)。围绕着侧轴,飞机可以进行俯仰(pitch)动作。
正文:
4.1.1副翼
副翼(aileron)是位于机翼后缘的可移动的控制片。它们的功用,是让飞机随着你所希望的方向进行侧倾与滚转动作。当你往右打副翼时,两片副翼就会在同一时间内,以彼此相反的方向偏摆。左翼的副翼放下,左翼所承受的升力就会提高;右翼的副翼升起,右翼的升力便会降低。升力的差异,将会让飞机向右侧倾。
副翼让某一侧的机翼所承受的升力提高,同时减少另一侧机翼的升力。两翼升力的差异可以让飞机侧倾。
4.1.2转弯的原理
图2-1中的飞机 A 代表在平直飞行状态的飞机。
以上清晰的图解告诉我们,升力沿着垂直方向(向上拉拽飞机),可让飞机保持腾空状态。当然,如果升力可以向上拉拽,同时它也可以向左或右产生小规模的分力。这些分力发挥作用时,飞机就会转弯。图2-1中的飞机 B 显示出飞机侧倾时的升力总和。部分升力将飞机向上拉拽(升力的垂直部分),部分升力则将飞机朝转弯的方向拉拽(升力的水平分力)。这些箭头分别代表构成整体升力的每道分力。也就是说,带动飞机转弯的是升力中的水平分力。因此,侧倾角度愈大,升力的水平分力愈大,转弯的速度也会愈快。
总结:如何转弯    答案:用副翼来转弯
4.1.3补偿重力的影响
在飞机转弯时,总和升力会被折散成分力,这表示原来承托飞机重量的垂直升力减少了(请回头参阅图2-1中的飞机B)。这时飞机会朝当时作用力最大的方向移动,也就是向下的重力。我们可以随时在进入转弯动作时,稍微提高我们的升力来抵消重力的影响,即你可以往下拉升降舵,以加大机翼(主翼)的攻角,因而小幅度提高机翼的升力。然而。攻角加大,相对的阻力也会跟随提高,飞机的速度将因此降低。进行小坡度转弯时(30度左右或一下),你并不需要担心这类减速现象。不过在进行大坡度转弯时(45度或以上),可能就需
要额外的动力来避免空速过度降低,即你需要加大油门量。