矢量动力遥控特技三角风筝的制作和调整

矢量动力遥控特技三角风筝的制作和调整 一般的遥控风筝或模型飞机，是通过舵机控制升降舵、方向舵或副翼来改变飞行方向;而矢量动力的遥控风筝或模型飞机，则是通过舵机控制其万向轴上的电机和螺旋桨向上、下、左、右运动来改变飞行方向，且同时通过电子调速器控制无刷电机的转速和螺旋桨拉力的大小。 矢量动力系统实际上就是既能改变飞行方向，又能改变动力大小的动力装置(图1)。矢量动力风筝是近年来对遥控风筝的一种创新设计，使航模爱好者有了新的启发。有的爱好者已将矢量动力系统安装在鹰形、人形等各种风筝以及F22板式遥控喷气模型飞机和遥控室内模型飞机上，甚至有人还设想把矢量动力系统装在遥控模型摩托艇上(图2,图7)。 出于对新鲜事物的兴趣，笔者用现有的材料和零件，制作了一个翼展1.8m的矢量动力遥控特技三角风筝。下面将其使用的材料和制作过程，以及试飞发现的问题和调整的经验介绍给大家，希望同好们在探讨和研制过程中能有新的发现和认识。 一、矢量动力系统的制作 图8是矢量动力系统的设计图，所需的零件见1和图9。 (一)电机万向台的制作 (1)万向台的外环用直径50mm的PVC塑料接头(可从装饰材料商店购买，约3元)制作，高7mm，用粗、细砂纸打磨平整。 (2)按图8中万向台外环设计图所示在外环相应位置钻4个孔: 左右2个为直径2.4mm的孔，用M3的丝锥攻丝;上下2个为直径3mm的孔。 (3)电机安装座用直径35mm的尼龙圆棒(可在绝缘材料商店购买)制作，高7mm，中心钻一个8,10mm的孔。 同样参见图8万向台总装图，在7mm尼龙圆棒的左右两端面各钻直径2.4mm的孔，用M3的丝锥攻丝(以后再用2个M3半扣螺丝拧在上面，用作水平旋转轴);上端也钻1个2.4mm的孔，用M3的丝锥攻丝(以后再用M3×15mm螺丝将有孔的球头摇臂直接拧在尼龙块上)。然后在圆棒上按总装图画出一边长为28mm的正方形，切除三边，使圆片成如图10所示的内部平台的样子。 为让球头摇臂摆动角度更大，在内部平台固定球头摇臂处，用刀从端面向中线两侧切出45?斜角。 将M3螺丝依次穿过外环、限位的套管、有孔的球头摇臂后拧进尼龙块上。 (二)遥控设备安装板 和万向台支架的制作 1.遥控设备安装板的制作 (1)按图8所示，在一块38mm×150mm的椴木三层板的相应位置用手工锯锯出2个长方形舵机孔;在层板背面上下边用502胶粘上3mm×5mm×150mm的松木条。 (2)在固定碳纤管支架处，用刀子刻出2.5mm深、5mm宽的三角形槽。碳纤管的压板用两块三层板粘在一起制成，也要刻出2.5mm深、5mm宽的三角形槽(图11，图12) (3)将压板和安装板上的三角槽对齐后用502胶粘合，再用5mm钻头沿刻好的直槽和斜槽钻出直径5mm圆孔(图13，图14)。 2.万向台铝支架的制作 (1)万向台垂直轴支架用厚2mm、宽7mm、长110mm的硬铝片制作。 硬铝片退火方法:在硬铝片上涂抹蘸水的肥皂液后，放在煤气灶上慢慢烧，直至肥皂 液被烧成深棕色，将其放凉后即可按图纸弯曲。退火后的硬铝片加工后会自然变硬(图15)。 在弯曲好的铝片上按图纸要求前端钻1个直径3mm的孔，后边钻2个直径1.6mm的孔，并用M2丝锥攻丝(图16)。 若无硬铝片，也可用窗帘铝滑道改制，而且无需退火便可直接弯制。窗帘铝滑道一般壁厚约1.5mm，为保证强度铝片宽度应加至10mm。 (2)用4个M2的螺丝和螺母将铝支架固定在遥控设备安装板背面的松木加强条上 )。 (图17 用M3×8mm的机螺丝穿过铝支架一端的直径3mm孔，拧在万向台外环上，做垂直旋转轴。 (三)矢量动力系统 碳纤管构架的制作 1.碳纤管构架的制作 选择直径5mm、内孔直径3.5mm、总长约1m的碳纤管，参照图8制作。 (1)将1m长的碳纤管分别截成:长450mm的立柱、长320mm的向前的斜支撑、长210mm的向后的斜支撑。然后，将立柱和向前的斜支撑按图纸穿过遥控设备安装板，调整好位置后，在孔内滴502胶水固定。 (2)在向前斜支撑碳管与向后斜支撑碳管交叉处，钻直径3mm的穿孔，用什锦钢锉扩孔至3.5mm。 (3)向后斜支撑碳管在与向前斜支撑碳管交叉处分成如图8所示的AB和CD两段。 从D端将树脂胶(914胶)在管内粘上一段直径约3.5mm的木螺丝杆，露出3mm杆头。在立柱碳纤管与向后斜支撑碳管相交处，斜着钻一直径3.5mm的孔，将D端露出的3mm木螺丝杆头涂抹树脂胶后插入孔内粘接。 将长45mm去掉螺钉帽的木螺丝，一端穿过向前斜碳纤管的孔，插入涂抹树脂胶的向后斜支撑碳管的C端，用树脂胶粘接;另一端用树脂胶与B端粘接。 接下来将1.5mm铝片用M2螺丝固定在万向台铝支架上，插入已涂抹树脂胶的A端管内粘接。 2.连接件的制作(图18) (1)碳纤管构架下方是放置电池的层板，其与向前斜支撑和立柱的连接方法是:将内径约5mm的塑料圆珠笔管沿纵向锯出一个开口，套在2个碳纤管上。把层板插入圆柱笔管锯出的缝里(若太窄，可用刀子加宽)，然后用502胶粘牢。为防电池下滑，在层板下端粘3mm×3mm的松木条。 (2)碳纤管构架最下端与风筝纵梁的连接件，也用内径约5mm的塑料圆珠笔管改制。在向前的斜支撑套管与风筝纵梁套管的连接处，用半圆什锦钢锉锉好角度后，涂502胶粘牢。立柱的套管与风筝纵梁用同样方法垂直粘接。 图19和图20为制作完成的矢量动力系统。 二、商品三角风筝的改造 商品三角风筝在风筝专卖店很便宜，翼展1.8,2m的三角风筝一般25元左右一个。注意选择采用不透气、有涂层的尼龙绸料的风筝。 商品三角风筝还需进行以下改造: (1)商品三角风筝中间和两边共有3根直径4mm或5mm的玻璃钢管。其中，两边的玻璃钢管都没有插到最前端，为的是用线放飞时容易升空。但改做遥控风筝后，若玻璃钢管没有插到头，飞行时风筝前端的绸料容易向上翘，产生抬头力矩，使遥控风筝处于“头轻”状态，因此必须换两根稍长些能插到头的玻璃钢管(可在风筝专卖店花5元钱买一根长3m 直径5mm的玻璃钢管，用于更换风筝两边的边梁)。 (2)矢量风筝的设备重约320g，1.8m的三角风筝重约210g，因此改装好的风筝总重达530g。如果原装风筝构造用的是直径4mm的玻璃钢管，那么在负载增加的情况下容易弯曲变形，为此需要用直径5mm的玻璃钢管更换原直径4mm的玻璃钢管，以增加三角风筝的刚性。 (3)为防止着陆时磨损，需要在三角风筝纵梁下面容易接触地面处粘上胶带。 三、三角形矢量动力 遥控风筝的特性 1.动力 三角风筝属于平板翼型，依靠飞行迎角产生升力，其相应的阻力比其他翼型的飞行器大。但因为风筝的重量很轻，1.8m的风筝即使加上所有的遥控设备也只有530g左右，所以维持平飞只需要很小的动力。一个能产生800g推力的无刷电机，把油门操纵杆向前推1/4,1/3位置即可保持风筝平飞;若油门操纵杆再往前推、辅以拉杆就可以使风筝完成筋斗动作了。 翼展1.8,2m的遥控特技风筝，一般采用能产生750,850g拉力的无刷电机和相匹配的螺旋桨。若不做特技动作，在室内飞行，选用能产生300g左右拉力的无刷电机与相匹配的螺旋桨即可。 2.陀螺力矩