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第二部分

 syguang 2012-08-17

第二部分--泡沫飞机与骨架飞机的对比

第二部分
同一尺寸不同工艺的重量对比---制作两架标准尺寸模型,其中详细介绍木制骨架模型的工艺步骤。附图纸、制作过程图片

第一个问题解决了,接下来笔者面临了第二个问题,小飞机飞的很不错,但这是泡沫主翼结构,非常传统的气动布局且不带副翼,这与笔者最终希望制作的室内超轻模型相差很大,第二个问题是:如果用木制骨架结构来作一架带副翼的小飞机,是否能做到更轻呢?对于这个问题,只有通过作两架飞机对比一下才能得到最真实的答案。
对比.jpg


对于机型,笔者选择了网上比较流行的飘飘机水机版。


借助朋友的CNC泡沫切割设备,笔者制作了一幅翼展为80mm的泡沫主翼,其重量仅为30克,为保证主翼强度,笔者在机翼下表面进行了0.1mm炭片加强,前缘部分贴了两条即时贴加强。
泡沫主翼加强后.jpg

尾翼使用KT板制作,机身部分是用轻木制作的薄壳式机身,制作过程稍后会有详细介绍。浮筒部分则是选择的成品进行了蒙膜等再加工。最终,泡沫版小水机不含电机座及所有电子设备的重量是135克。


泡沫结构小飞机完成.jpg


接下来的目标就是以泡沫版小水机的重量为基准,制作木制骨架结构的小水机,在保证强度的前提下控制重量以期达到要求。

首先是主翼的制作,通过翼型设计软件绘制翼肋非常方便,只需要确定翼根弦长、翼尖弦长、翼肋数量、上下梁的尺寸、前后缘的尺寸、减轻孔位置和减轻孔相对翼型厚度的比例就可以绘制制作一副机翼所需要的全部翼肋的图纸。使用喷墨打印机打印到背胶打印纸上,再把背胶纸贴到轻木片上进行裁切。
笔者制作主翼的方法很偷懒,先在梁的材料上按翼肋的宽度画线,然后依次把翼肋贴在下梁上,通过切割垫上网格作参照,确保梁与翼肋的垂直。接着粘上梁,就是要注意如果主翼要带上反角的话,翼根翼肋在粘上梁时要调整角度,其角度为1/2个上反角的角度,另一半机翼也要如此处理。接下来是前缘和后缘的粘接,根据笔者的经验,后缘木质要硬一些的,不仅可以有效地校正主翼的变形,还可以很好的避免蒙皮后,没有翼肋支撑的后缘会因蒙皮的收缩力较大而导致凹陷。
木制机翼骨架.jpg

本架飞机设计为D-BOX结构,主翼强度得到了有效保证,但是重量方面不太理想。蒙板前重量是3.5克,蒙板后重量达到10.4克,还没算腹板的重量。
木制机翼重量对比.jpg


蒙板过程笔者的制作习惯是先蒙下表面,因为下表面弧度小。与制作套材不同,笔者更习惯于用有余量的木片进行蒙板,粘接牢固后再把多余部分切除。接下来蒙下表面的蒙板,笔者在这里会用到502胶水配戴的小细管,这样就可伸到内部点胶,非常方便。

主翼下表面蒙板.jpg 主翼上表面蒙板.jpg 主翼上表面蒙板时的用胶.jpg

蒙好后切掉多余部分
接下是把主翼后缘削出斜面,通过一条中心线定位,顺木纹方向切削即可,其作用是保证副翼的活动量,且尾翼的制作更是最常用到的方法,减少重量,降低阻力。



切削后缘.jpg

制作翼尖时,笔者选用了2.5mm厚的轻木片,结果强度很差,尤其是横纹使用、还挖了很大的减轻孔时,因此必须依靠通过纵向木纹纹的木条进行加强,前后、上下共4条,如图所示
制作翼尖.jpg 翼尖完成图.jpg


接下来进行副翼的制作,绘图软件提供了整根翼肋的图纸,在切割翼肋时,副翼翼肋要保留好,并且做好编号
副翼翼肋.jpg


通过切割垫的小方格参照,可保证翼肋的平行,不过缺点是导致切割垫上残留些许胶水。副翼的后缘采用1mm轻木片,并在每个翼肋的对应位置开槽。如果此前的加工精度有误差,可能导致待粘后缘的部件翼肋长短有偏差。没有关系,用直尺比出直线,切断多余部分即可。图中完成副翼的小三角块即舵角部分的加强块。厚度要在3mm以上
副翼制作时的偷懒办法.jpg
在对接左右两片主翼前,笔者预埋了副翼舵机接线,本架飞机采用了双舵机分别控制左右副翼,翼根处笔者选用了4芯插头,两颗舵机的正负极电源线共用2个插头,而信号线分别使用2个插头
在翼根翼肋上开槽.jpg 在翼根翼肋上开槽1.jpg


主翼骨架完成之后,笔者开始机身及尾翼的制作,机身的制作中借鉴了一些MINI DLG的制作方法,翼台的加强、主翼的固定,尾管的固定等。在这里要感谢任南老师以及其套材设计者王志刚老师给予的提示。
由于本架飞机的机身截面是矩形,因此加工极其简单,首先进行侧板和翼台加片的切割。
机身拼合后.jpg 机身侧板.jpg
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2009-6-5 16:21



之后制作机身格框,作为一款电动小飞机,它的强度要求远比DLG(侧甩式无动力滑翔机)低很多,所以机身部分非常简单,需要用层板(并不是航空层板,普通2mm三合板即可)制作的格框只有2个,1个位于机翼前缘用来固定主翼的定位插销,另1个是用来拧固定机翼的螺丝、并有固定尾管的用途。
机身拼合时,可先把座舱部分和机身主体做几个点的粘接,这样机身和座舱就成为一体了,这样做的好处是蒙上下表面的蒙板时连同座舱部分也可以一次蒙好。笔者在机身中部添加了1个矩形框用于安装电子设备,保证机身粘接不扭曲只需注意2点:1、格框是有厚度的,所以格框侧面要打磨成斜面。2、在侧板上画好格框粘贴的参照线,先粘窄格框,再粘翼台定位孔的格框,最后粘安装电子设备的矩形框。如图所示

待续







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