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    航天面面观【F3P面面观】

    来源:六七范文网 时间:2019-04-30 04:52:37 点击:

      F3P是国际航联(FAI)新推出的室内花式飞行项目,要求参赛电动特技模型飞机的重量小于300g。F3P比赛分为规定动作(F3P-A)和自选动作(F3P-AM)两部分。其中F3P-A要求选手完成一系列规定动作,而F3P-AM则要求选手在自选音乐的伴奏下完成一系列自选动作。笔者接触F3P已近3年,对国内市场上的F3P模型飞机有一定的了解,对国内F3P发展现状也有一些感受和看法。限于专业水平,以下仅为笔者学习该项目经过的有感而发,一孔之见,欢迎大家批评指正。
      制作材料的演变
      F3P项目在国内出现不到10年,其模型的制作材料历经KT板、珍珠板、EPP板,发展到现在的D板。不同材料制成的模型各有特点:KT板机的刚度不错、价格低廉且取材容易,但强度稍差;珍珠板机的刚度好、重量轻,但脆性大;EPP板机的韧性非常好,强度一般,但制作工艺相对繁琐。2012年初,用进口D板制作的F3P模型飞机开始进入国内模友的视野。D板F3P漂亮的身姿不仅吸引了大量爱好者驻足流连,还引发了一场激烈的关于F3P制作材料革命的大讨论。与此同时,D板F3P在国内热卖。
      D板全称为Depron Aero,是一种闭孔聚苯乙烯泡沫。与轻木相比,这种材料没有纹路,因此不易开裂。更重要的是,只要规格相同,其重量、密度就完全一样。如今,D板已从最初的高性能隔热板材,演变为食品外包装等多用途材料。2005年,D板被首次用于模型飞机的制作。因其特殊结构,D板的重量极轻,强度和刚度相对较高,且易于进行切割、铣削等加工。正是这些特点,使得D板F3P的制作由原先的复杂、繁琐、费时变为简单、容易、快捷。
      在实际使用中,D板可被看作一种韧性好的类KT板材料。但因为与EPP板相比,D板一经碰擦更易断裂或出现折痕,所以D板F3P适用于有一定飞行经验的中高级玩家。
      模型飞机的机型
      F3P项目问世10余年,经过模友们多年的实践与探索,其模型中不乏成熟的机型。但由于操纵水平不同、动作喜好不同,模友对机型的要求也略有不同。因此,个人制作或选购F3P时会有所侧重。想强调侧飞性能,就会考虑增加机身侧面积;想提高升力,就会考虑增加机翼面积;想提高滚转速率,就会考虑减小机翼面积;另外,也有因特殊需求而加设翼刀、翼梢小翼甚至背鳍翼的。从某些意义上来说,F3P模型飞机的机型没有最好的,只有最适合的。
      近年来,国内厂家开始生产F3P,其中就有充分吸收国外出色机型优点、各项性能指标可圈可点的模型;但也出现了一些初看构型独特、涂装华丽,却“不堪一飞”的机型。究其原因,F3P模型飞机的一些设计者往往顾“此”失“彼”,虽在整机的减重上下足了功夫,甚至不惜采用极其考究的镂空工艺,却忽略了其结构强度和刚度上的不足。这样的模型纵然美丽,却毫无飞行品质可言,升空后会出现操纵灵敏度和精确度下降、做滚转动作时反应迟滞、动作幅度稍大机翼就会变形等问题。笔者曾购得一架全机重量(包括动力组和设备)118g的D板F3P模型套材,结果发现还需要进行大量的硬件升级和改造试验才能让它达到做出该项目全套飞行动作的要求。综观国内市面上五花八门的F3P商品套材,可供中高级玩家选择的机型并不多。
      在笔者看来,一架合格的模型飞机必须能完成全套飞行动作。不论是做一般练习,还是做特技飞行,F3P的构型(包括外观造型、气动布局等)都应为最大限度地提高其飞行性能和操纵性能服务,而非绚丽惊艳的外形。模友在制作或购买模型时要明确这个基本理念。
      适用的动力组件
      电动模型飞机的动力组件一般指电机、电调、电池和螺旋桨。动力组件搭配的好坏,在很大程度上决定着模型的飞行性能,F3P也不例外。
      笔者接触F3P项目近3年,期间购买和使用过国内大多数厂家所标称的F3P专用电机的产品。就目前的飞行经历看,“朗宇”、“双天”和“蝎子”算是F3P动力组的佼佼者。其中“朗宇”的F3P专用电机,性价比最高;“双天”的F3P专用电池,虽然在持续大电流放电方面存在不足,但近年来在小型化、轻量化、充放电性能等方面的提高得到越来越多爱好者的认可;“好盈”、“双天”等品牌的小型电调,其线性曲线也相当不错。因此,目前国内市场上出售的电机、电调和电池,基本可满足国内F3P爱好者的需求。但专用螺旋桨的空白却一直没有国内厂家填补,可用在F3P上的螺旋桨型号不多。这一现状,已逐渐成为国内F3P运动蓬勃发展的桎梏。
      以笔者目前使用的一款D板F3P为例,其动力组件包括“朗宇”2204-28电机(KV值1 480)、“好盈”10A电调、7.4V/300mAh电池及8038慢速桨,搭配FUTABA 2.4G接收机、D47舵机和FUTABA S3156舵机。模型总重(包括动力组和设备)约135g。尽管这架模型飞机的动力组和设备优势较为明显,但实际飞行时还是发现有不少动作完成得很勉强。事后分析,原因为其电机、电池与8038慢速桨的匹配度不高。之后,笔者又选用了9047慢速桨和8043慢速桨,发现它们虽然能提供的拉力较8038慢速桨有所增加,但仍有缺憾:其一是小速度平飞和垂直爬升时模型不够平稳,螺旋桨滑流造成扭转作用明显;其二是大速度飞行时模型速度过快,螺旋桨反作用力力矩成倍增加,导致体积小、重量轻的F3P右向滚转不利并直接影响飞行性能,一些特技动作甚至无法完成。因此无论9047慢速桨、8043慢速桨还是8038慢速桨,对特定的F3P模型来说,其所能提供的性能都相当有限。而若将同样尺寸的快速桨用于F3P动力组,则虽能减少反作用力力矩,却因拉力小、震动和噪音大等问题而无法使用。
      反观国外F3P项目的发展,尤其是欧洲的现状,电动模型飞机螺旋桨研发和使用的速度丝毫不亚于油动模型飞机螺旋桨。大直径、小桨距的螺旋桨,在国外F3P赛事中已有精彩表现。它的翼面形状接近油机上常用的APC马刀桨,用在F3P上后模型的转速高、反扭力小、拉力大、效率高。在做慢速飞行、悬停、侧飞和筋斗等动作时非常平稳,做高速飞行时则强劲有力、左右滚转灵活自如,在向下飞行或俯冲时还会产生类似刹车的减速效果,大大改善了F3P的飞行性能,也提高了其观赏性。但由于这类高效率螺旋桨的剖面较薄,且直径较大、转速较高,因此其制作材料和制造工艺须满足轻量化、高刚度、高强度的要求,工艺复杂且价格不菲。
      挑选合适的舵机
      F3P模型飞机的遥控设备包括发射机、接收机和舵机,其中舵机的作用尤其重要。原因是室内花式的飞行动作看似轻飘,实则模型姿态须不时地在舒缓和激越中突然转换。在机体具备足够强度和刚度的情况下,优秀舵机的高精度和执行力是这些动作能保质保量完成的关键。
      国内的F3P爱好者大都为自己的爱机选配了低端舵机,看中的是低廉的价格和较轻的重量。但这种做法,在有意或无意中放弃了扭力、精确度和耐用性等更为重要的性能指标。模型飞机虽有大小、重量级别之分,但无论F3A还是F3P,其对飞行动作完成质量的要求是不变的。笔者建议,如果飞机全机重量(包括动力组和设备)不足140g,则推荐使用D47舵机(用于控制方向舵和升降舵)和FUTABA S3156或FUTABA S3154(用于控制副翼)。在由F3P初级玩家升级为中高级玩家的阶段,要想提高成绩,升级模型的设备是必经之路。
      国内F3P发展现状
      F3P项目虽具备费用相对低廉、外出携带方便等优点,但国内却出现了参与人数众多,表面看似热闹整体水平却不高的现象。由于F3P是室内项目,因此很多爱好者满足于自娱自乐,飞行动作也仅限于悬停、平飞等。而有关部门对这个新兴航模项目没有足够重视,也可能是该项目竞技水平不能迅速提高的原因之一。
      2012年5月9日,笔者从某专业模型论坛得知5月19日在南京航空航天大学将有一场全国性的F3P比赛,高兴之余决定去现场观赛。然而,比赛现场的景象让人颇为失望:尽管模型堆放了一地,参赛选手却只有寥寥几人,且大多来自南京。从选手的整体水平看,也仅有个别人飞得很好,有的选手竟然连最基本的航线动作都飞不直。此外,本次比赛的组织工作虽然井然有序,有些裁判对F3P这个新兴项目的规则却不够熟悉,因此在具体操作上难免出现偏差。综上所述,这场赛事未能反映国内目前F3P项目的真实水平,却从一个侧面折射出当前国内F3P项目的尴尬境况。

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