上海市创新大赛科学论文-嘉定区青少年活动中心.docVIP

提高“蓝鸟号”橡筋动力模型飞机留空时间的研究 褚建华 摘要： 嘉定区青少年航空模型活动丰富多彩，每年都有近千名青少年学生参加航空模型活动，成绩显著，特别是橡筋动力模型飞机深受广大青少年学生的喜爱。在长期开展这项活动中总结了各种不同橡筋动力模型飞机的优点，本文就“蓝鸟号”橡筋动力模型飞机在比赛规则允许的范围中采用减轻各个零件的重量，合理使用橡筋的动力，改进绕橡筋和调整试飞等方法展开了一系列研究措施，进行总结提炼，从而提高了橡筋动力模型飞机的留空时间，在竞赛中获得优异成绩。 关键词：模型飞机 研究 改进 活动 兴趣 人类不能在空中飞翔，但是可以制造飞行器在空中翱翔。很多学生在幼儿园的时候，就喜欢用纸折纸飞机，然后用力掷向天空，和小朋友比赛，看谁的小飞机飞得远，在空中的时间长。当他们渐渐长大，进入到学校后，对开展橡筋动力模型飞机这一项大家喜爱的科技普及活动更有了浓厚的兴趣。 目前在青少年学生中开展橡筋动力模型飞机活动的器材主要有 “云雀号”杆式直升机、“小蝴蝶”直升机、“云海号”直升机、“蓝鸟号”橡筋动力模型飞机、“浦翔号”橡筋动力模型飞机和“海燕号”橡筋动力模型飞机等。利用这些模型每年都会举行区级和市级的比赛，因此在普及的基础上，许多学校的航模指导老师和学生都会动一番脑筋，研究各种模型飞机，提高橡筋动力模型飞机的留空时间，希望能在参加模型飞机的竞赛中，取得优异的成绩。 我们主要从减轻模型重量、合理使用橡筋动力、调整试飞上加以研究，以提高留空的时间。使橡筋动力模型飞机这个项目，根据竞赛规定，在原有的基础上不断地加以优化和改进。最终目的是让飞机飞得更高，降得更慢，提高橡筋模型飞机的留空时间。 现将我区青少年航空模型竞赛活动中常用的“蓝鸟号”橡筋动力模型飞机为例，根据自己的实践研究，就模型飞机的改进组装和试飞调试进行简要介绍。 一、改进组装 （一）螺旋桨 套材中的螺旋桨有很好的角度，但是塑料的桨叶较厚，重3克。为了减轻重量，先可以用锉刀锉桨叶，使桨叶变薄变轻。锉的时候只锉外面的一面，而且不能使桨叶有缺口。锉好以后用美工刀刮平，再用零号细砂纸打光滑。在操作的过程中要注意两片桨叶是否平衡，如果不平衡，必须将重的一片桨叶再刮去一些直到平衡。这时候，螺旋桨大约只有2克重，重量减轻了三分之一。 （二）机身 套材中的机身宽6mm厚3mm长350mm的桐木条，机身末端装有塑料件，这是便于安装水平尾翼，总重量3克。机身主要研究受力部分的作用（机头至尾钩），尾钩后的机身不受力，可以去掉多有的部件和减轻木料。根据竞赛规则允许，我们不用机身末端的塑料部件，全部用桐木制成，水平尾翼直接贴在木条上，并且经过加工，使机身变成尾端逐渐变细的木条。为了加强机身的牢度，可以在机身上滴上几滴502胶水渗透进木料。这样机身长度没变，重量变轻受力部分变硬，机身重量不到2克。 （三）翼台 翼台是安装机翼的地方，现将“蓝鸟号”橡筋模型飞机上的翼台卡住机身的底去掉，再把翼台面与底相连的后三角条去掉，前三角也减轻一些，翼台和机翼粘结面再去掉二分之一。这样整个翼台从原来的2克减轻至1.3克。 （四）机翼和尾翼 这是决定模型飞机飞行的重要部件，机翼和尾翼主要修整其形状，有好的翼型才能飞出好的成绩，对照其它机翼的优缺点，根据机翼的翼型进行加工，特别是机翼的前缘和后缘形状是不一样的，必须用0号砂纸精心打磨，制造出一对在空气运动中的最佳机翼。对水平尾翼和垂直尾翼在保持尾翼硬度的前提下打磨变成中间厚边缘薄的形状。在安装机翼时，尽量使两片机翼紧密相连，用少量的双面胶或胶水将机翼固定在翼台上，尾翼就直接粘在机身尾部。 （五）机头 原来的机头是套在机身前端的，优化后的机头切去了套子的上部，仅留底部，用细线直接扎紧在机身的顶端，再用502胶水粘住。安装时，要特别注意机头的下拉角和右拉角，下拉角和右拉角的度数为3°左右，这样可以提高模型飞机的抬升力。 （六）尾钩 原有的塑料尾钩可以不用了，用0.7mm细钢丝替代做一只尾钩装在尾翼前30mm的地方，钢丝尾钩可以便于安放橡筋上的8字钩。 （七）橡筋 橡筋是模型飞机的动力，是获取优异成绩的关键。原来套材中1×2的普通橡筋长500mm，弹性差，只能绕200圈左右，释放时动力时间10秒左右。为了提高动力时间，我们选用国际航空联合会制定的FAI动力橡筋。橡筋首先要进行处理，计算长度和转绕圈数，让橡筋发挥最大功效。新橡筋先要用香皂清洗，洗去橡筋上的滑石粉和污垢，晾干。一般橡筋就用两圈，其长度比机头到尾钩的长度再延长30mm左右。橡筋长度一般在1米20左右，重量在2克左右。打好结以后涂上蓖麻油，具体办法可以将橡筋放在手心里，滴上几滴蓖麻油，搓擦一下， 让橡筋上全部有蓖麻油就可以整理好备用。经过润滑处理的橡筋条由于在能量释放过程中摩擦阻力大大减小