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第4章 国际级线操纵特技模型飞机(F2B)(1)

国际级线操纵特技模型飞机(F2B),通过运动员娴熟、精准的操纵技术来完成比赛规定动作,被称为航空模型项目中的“空中芭蕾”。

一架性能优异的F2B特技模型飞机,不仅可以充分展示模型飞行过程中流畅、清晰、惊险、优美的飞行轨迹,还可以有效降低运动员的操纵难度,提高运动员完成动作的成功率,使运动员在比赛中体现真实的飞行水平,并获得优异成绩。

国家队教练员朱建成和牛安林制定了我国国际级线操纵特技模型飞机的发展路线,即全天候、仿真、优美、科学、高成功率、百花齐放的技术路线。国家队的运动员具有鲜明的与众不同的技术风格和模型飞机设计、美化方案。这里将韩新平、牛安林、张伟的具有代表性的模型飞机介绍出来,以便为读者提供技术参考资料。

第一节 韩新平的国际级线操纵特技模型飞机

韩新平是我国著名航空模型运动员,6届团体世界冠军和5届个人世界冠军获得者,2008年奥运圣火传递新疆石河子站首棒火炬手。

韩新平1992年入选国家队预备队,1994年成为国家队正式选手,并在同年的世界线操纵航空模型锦标赛上一举获得团体和个人两项世界冠军,从此开始了他的“双五连冠”生涯。1994~2002年实现国际级线操纵特技模型飞机(F2B)项目团体和个人世界冠军“双五连冠”。2004年由于美国没有及时给予签证,在少赛一轮的情况下仍获得个人世界亚军。2006年在西班牙同牛安林、张伟一起夺回团体世界冠军。

从1992年开始,韩新平的模型飞机经历了4次重大的技术变革。从当初的以意大利“超级虎”60发动机为动力的运动型飞机,逐步过渡到了以日本齐藤SAITO-FA72和SAITO-FA82a四行程发动机为动力的像真飞机。螺旋桨经历了三叶精制层板桨、三叶碳纤桨、两叶木桨的变化。

韩新平的飞机特点是操纵较为灵活,飞机结构较强,可靠性较高,比较适合全天候飞行。模型飞机仿真于螺旋桨战斗机,美化方案以鲜艳的线条为主。

一、动力系统

该机使用SAITO-FA72四行程发动机,这款发动机是专为轻巧模型飞机设计生产的,铝质汽缸活塞,专利凸轮顶杆机构。该发动机相对于其他品牌的四行程发动机具有如下特点:设计巧妙、做工精细、结构轻巧、工作稳定;实际使用时飞行节奏均匀、具有较大的剩余马力、结构简单实用、利于维护调整、使用寿命长、油耗和噪声较低;仅有430克的自重,大大降低了模型飞机的结构重量[1] ,提高了模型飞机的飞行性能。

重新制作了固定汽化器来替代发动机的原装遥控汽化器,进气喉管内径改为7.8毫米。进气管适当加长,目的是在原有基础上进一步提高发动机的工作稳定性。

使用三叶木质螺旋桨替代原有的两叶木质螺旋桨。其特点是动作更柔和舒缓,在保持较小的转角下减小原两叶桨动作较为生硬的感觉。螺旋桨直径330毫米,螺距150毫米。

使用自然吸入式恒压油箱,容积158毫升。自然吸入式恒压油箱较好地解决了四行程发动机使用冲压式油箱后期不稳定的问题。

二、模型飞机

韩新平的这架新模型参考了过去性能最好的模型飞机的重要技术参数。主要是翼载荷28.5克/分米2,尾力臂适当加长。美化方案采用了传统运动机方案。模型飞机采用轻木框架硬壳结构。机翼前缘至最高点是轻木D形盒,后部框架结构并蒙绢。机身为层板隔框加桐木条作为框架外表蒙轻木板。全机外表再蒙棉纸。发动机架为桦木制作。机翼的襟翼不再是全通式,这样有利于减少飞机做动作时的摆动。机翼为可拆式,连接使用线切割工艺加工的铝合金接插件(具体介绍见本章第三节)。

机身头部是可拆整体机头罩,这种方式有利于发动机的散热和维护,同时也提高了飞行性能。

三、飞行

韩新平的新主机具有良好的飞行性能。由于追求模型飞机的像真化,所以模型飞机的结构重量较大,韩新平在2006年世锦赛中使用的模型飞机,翼载荷较大,接近31克/分米2,其使用的SAITO-FA56发动机马力较小,所以比赛时的天气对飞行影响较大。新飞机加大了模型飞机的尺寸,增加了总升力面积,翼载荷降到了28.5克/分米2,加之使用SAITO-FA72发动机,增加了剩余马力。新飞机的飞行性能优秀。抗风性和操纵性均非常好。

目前飞行时,发动机可以以一种较为富油的状态飞行,模型飞机的飞行节奏非常好。

使用19.8米的操纵线,每圈的飞行时间控制在5.1秒左右。飞行达到了优美、有节奏、转角小、动作准确的要求。

第二节 牛安林的国际级线操纵特技模型飞机

牛安林是我国航空模型老资格的优秀运动员和教练员。20世纪80年代初就是我国国家队正式队员,并多次获得国际级线操纵特技模型飞机(F2B)项目团体世界亚军和个人前3名。1994年起同朱建成一起联合执教国家队,并自己兼运动员。1994年在世界线操纵航空模型锦标赛上获得国际级线操纵特技模型飞机(F2B)项目团体世界冠军和个人世界亚军。1994~2002年执教并亲自参与实现国际级线操纵特技模型飞机(F2B)项目团体和个人世界冠军“双五连冠”。2004年由于美国没有及时给予签证,在少赛一轮的情况下仍获得团体第3名。2006年在西班牙同韩新平、张伟一起夺回团体世界冠军。

牛安林经历了“文革”后中国航空模型运动的所有发展阶段,模型飞机的技术也经过了各个变革阶段。从1992年开始经过以意大利“超级虎”60发动机为动力的运动型飞机,逐步过渡到了以日本齐藤SAITO-FA56四行程发动机为动力的像真飞机。螺旋桨经历了三叶精制层板桨、三叶碳纤桨、两叶木桨的变化。

牛安林的飞机特点是操纵较为灵活,飞机结构轻盈合理,比较适应全天候飞行。模型飞机仿真于螺旋桨运动飞机,美化方案以鲜艳的色块为主 。

一、动力系统

该机使用SAITO-FA56四行程发动机,这款发动机是专为轻巧模型飞机设计生产的,铝质汽缸活塞,专利凸轮顶杆机构。该发动机相对于其他品牌的四行程发动机具有如下特点:设计巧妙、做工精细、结构轻巧、工作稳定;实际使用时飞行节奏均匀、具有较大的剩余马力、结构简单实用、利于维护调整、使用寿命长、油耗和噪声较低;仅有410克的自重,大大降低了模型飞机的结构重量,提高了模型飞机的飞行性能。

重新制作了固定汽化器来替代发动机的原装遥控汽化器,进气喉管内径改为7.2毫米。进气管长20毫米,目的是在原有基础上进一步提高发动机的工作稳定性。

2006年参加世界锦标赛时使用两叶木质螺旋桨,直径330毫米、螺距150毫米。

现在使用三叶碳纤螺旋桨替代原有的两叶木质螺旋桨。其特点是动作更柔和舒缓,在保持较小的转角下减小原两叶桨动作较为生硬的感觉。螺旋桨直径310毫米,螺距170毫米。

由于发动机剩余马力较小,所以将消声器截掉2/3,以增加发动机马力。

使用自然吸入式恒压油箱,容积135毫升。自然吸入式恒压油箱较好地解决了四行程发动机使用冲压式油箱后期不稳定的问题。

二、模型飞机

牛安林的这架模型是仿真一款螺旋桨运动机。美化方案采用了纯色运动机方案。模型飞机采用轻木框架硬壳结构。机翼前缘至最高点是轻木D形盒,后部框架结构并蒙绢。机身为层板隔框加桐木条作为框架外表蒙轻木板。全机外表再蒙棉纸。发动机架为桦木制作。机翼的襟翼不再是全通式,这样有利于减少飞机做动作时的摆动。机翼为可拆式,连接使用线切割工艺加工的铝合金接插件。

机身头部是可拆整体机头罩,这种方式有利于发动机的散热和维护,同时也提高了飞行性能。

这架模型机构重量较重,总重2800克,翼载荷30.5克/分米2。

由于模型飞机较重,所以发动机使用截短的消声器并使用含25%硝基甲烷的成品燃油,使用碳纤螺旋桨以提高螺旋桨效率。通过这些措施基本消除了模型飞机超重带来的不利影响。

牛安林的这架模型飞机拆卸后包括:机头罩、机身、垂直尾翼、内侧和外侧机翼、襟翼、水平尾翼。

座舱罩使用有机玻璃经过热压成形然后喷漆而成,座舱内是一个商品的飞行员模型。安放飞行员模型主要是为飞行时模型飞机的视觉轨迹而考虑的。机翼的接插部分除了金属接插件以外还有航空层板制作的接插座。

机身内部的操纵机构由轴、轴承、三角摇臂、连杆等组成。其中轴、三角摇臂是铜质的,连杆由碳纤维箭杆制成。

油箱用马口铁、紫铜管焊接而成,紫铜管是出油管、中间是进气管、上方是注油管。

发动机架使用桦木制成,发动机采取倒装方式。

垂直尾翼与机身采取插接,并由螺钉固定。

飞行所需要的工具,包括:

储油箱:安放在工具箱里,一般容积1.2升左右,可供飞行9个起落;

加油注射器:由于模型飞机的飞行时间靠油量控制,所以加油要精确,使用100毫升的玻璃注射器;

操纵线:操纵线由7根不锈钢丝合成的钢丝绳制成,总直径0.45毫米,长度为19.5米;

操纵手柄:上下线之间的宽度,前后长度均可调。

点火电源: 自制的点火电源,一般用两节SC型镍镉电池串联,并串接一段电阻降压,另有一个表头作为指示,下边连接的是自制的点火夹子。

第三节 张伟的国际级线操纵特技模型飞机

张伟是我国新一代的优秀航空模型运动员,是1996年以来我国国家队在朱建成、牛安林两位教练员主导下培养起来的接班人。1997年和1999年参加世界杯赛取得较好成绩。2000年成为国家队正式队员,同年在法国世界线操纵航空模型锦标赛上夺得团体世界冠军和个人第4名。2002年作为国家队主力运动员,同韩新平、牛安林一起完成了团体世界冠军“五连冠”。2004年由于美国没有及时给予签证,在少赛一轮的情况下仍获得团体第3名。2006年在西班牙同韩新平、牛安林一起夺回团体世界冠军。

张伟一开始就承继了中国国家队高水平的技术路线。经过以意大利“超级虎”51发动机和乌克兰“探索”Retro-60发动机为动力的运动型飞机和像真飞机,过渡到了以日本齐藤SAITO-FA82a四行程发动机为动力的像真飞机。螺旋桨经历了三叶精制层板桨、三叶碳纤桨、两叶木桨的变化。

张伟的飞机特点是操纵较为灵活,飞机结构轻盈合理,较容易掌握、比较适应全天候飞行。模型飞机仿真于螺旋桨运动飞机,美化方案比较素洁并配以少量鲜艳的线条和色块。

这里介绍张伟2000年首次取得团体世界冠军时的模型飞机——“飞越2000”,这是他最具代表性的一架飞机,即便用今天的眼光看依然性能优良 。

“飞越2000”模型飞机重量轻,飞行载荷合理,操纵性能优越,动作节奏均匀,转角清晰,动力系统工作稳定,剩余马力较大,在最大风速10米/秒、无风和雨天等复杂天气条件下,都能够高质量地完成规定动作。

一、动力系统

该机选用乌克兰“探索”Retro-60两行程发动机,这款发动机是专为国际级线操纵特技模型飞机(F2B)设计生产的。该发动机设计巧妙、做工精细、结构轻巧、工作稳定;实际使用时飞行节奏均匀、具有较大的剩余马力、结构简单实用、利于维护调整、使用寿命长、油耗和噪声较低;自重仅有360克,大大降低了模型飞机的结构重量,提高了模型飞机的飞行性能,是F2B项目发展过程中,继主流的OS45、OS50、“超级虎”60之后又一款更加适合F2B项目特点使用的两行程发动机,在欧洲有超过一半的F2B运动员使用。

对发动机原装汽化器做了部分改动,原有进气喉管内径为8.5毫米、长16毫米,改为内径7.8~8毫米(主要是根据不同海拔高度,对进气口面积进行适当的调整)、长23毫米,目的是在原有基础上进一步提高发动机的工作稳定性。喷油孔由原来的1毫米改为1.2毫米,适当增加喷油量,使发动机获得更为合理的油气混合比。

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