直升机飞行之我见 转载

无机翼的飞机8

转载tsmx 天使同行 首发在数码精品世界 相信各位读者朋友对直升机都很熟悉，尤其是在一些灾难紧急救援、森林防火巡视等现场常常能够看到它们矫健的身影。虽然拥有一架真的直升机是一个奢侈的梦想，但如果能拥有一架模型直升机倒是一个不错的选择。因为直升机与模型直升机有着共同的特点：以一个或多个水平旋转的旋翼提供向上的升力，使其可以垂直升降，可以做到停在半空不动，或由前进飞行状态突然改为向后飞行。这个特点正是直升机之所以能在民用乃至军用方面大显身手的原因。模型直升机不但在设计结构和操作原理方面都与直升机保持一致，更因其轻、小、灵、巧的特点，可以做出真机无法表现的特技动作，展现出令人眼花缭乱的飞行性能。随着近年来数控加工工艺的提高，模型直升机产品品质也有了很大提升，使其备受模型爱好者的青睐。 模型直升机与其它模型飞机相比，它对飞行场地相对较低的要求使模型爱好者更容易学习与练习。本文将通过讲述一位爱好者从入门到精通的练习体会来向大家详细介绍这项运动，同时，也会对其练习过程中接触到的几款模型飞机产品的原理、结构、性能一一介绍。 微型电动直升机 “嘉宝” 微型电动直升机(Micro Electric Helicopters)“嘉宝”以电动机作为动力，使用很方便，电池也可反复充电使用。目前世界上最小的电动直升机机身长度仅有约10厘米，“嘉宝”的机身长度也仅有45厘米。尽管它小巧轻盈，但却能完成各种直升机能完成的基本飞行动作，包括：悬停、前进、后退、侧移、转弯，急停等，无论室内、室外都可以玩。使用锂聚合物电池一次充电飞行时间约可以达到10分钟左右。 “嘉宝”属于280级，它有着很典型的微型电动直升机结构，这种结构非常成熟和完善。在机身上面安装了两个电机，其中一个较大的是280规格，由它来提供动力使主旋翼旋转，主旋翼在高速旋转时会产生向上的升力，当升力大于飞机的自重时，飞机就离地升空处于飞行状态。但在主旋翼高速旋转时，会有一个与主旋翼旋转方向相反的扭力产生，这种扭力将会使直升机的主体沿主旋翼转动的相反方向旋转，因此在直升机的尾部有一个尾旋翼，它可以产生侧向的推力来抵消主桨产生的反扭力，这样直升机就可以保持平衡。如尾桨的推力大于或小于主桨反扭力，则直升机翼会延顺时针或逆时针转向。“嘉宝”电动直升机的尾桨是由一个独立的尾电机来驱动的，依靠电子调速器控制尾马达转速来产生不同的推力。直升机除了要实现上升、下降和转向等飞行控制外，还要能进行左右侧移和前进、后退等功能，这些功能要通过两颗舵机以及一系列复杂的旋翼头机构（主旋翼、平衡翼、斜盘）来实现的。当直升机的主旋翼和平衡翼旋转时，舵机的运动致使斜盘往复倾斜，从而实现直升机的右右侧移和前进、后退的功能。 想飞好模型直升机，首先必须熟悉模型的控制模式。直升机的基本操作是：当飞机尾部对着操作者的时候，左手的操作杆，杆向上时飞机向前飞行，向下时飞机后退，杆向左飞机的机头向左转，向右则飞机机头向右转。右手操作杆的上下控制飞机上升和下降，而左右是控制飞机的左右侧移。基本操作方法可以简单几句话说完，但在实际练习中，最好有经验丰富的教练进行指导与演示。独自飞行，很可能一开始不敢加大油门，这样主旋翼产生的升力不够而无法令飞机离地，接着慢慢地把油门逐渐加大，飞机处在了似离地非离地的状态.这个状态下飞机非常不稳定，很可能会或前后、或左右的歪倒。但是如果一开始油门加的过大，飞机一下飞到三四米高，更容易让人慌乱。一般来说，在半米高度直升机模型如果呈自由落体落下，损坏就会比较严重了。正因为模型直升机入门的门槛较高，使得更多的爱好者只能远远的观望。但其实，遵守正确的练习流程，可以将意外坠机减至最低，飞行技术是一步一步来提升的，从被动控制到本能的反应，所需要只是一个熟悉到熟练的过程。 基础练习的第一阶段—熟悉控制飞机的感觉 最初的练习是“蛙跳”，先不用考虑飞多高飞多远，一开始主要面临的问题就是不能让飞机带着自己跑。不能等看到飞机偏左了再修右舵，要主观的控制飞机向前、向后以及左右方的移动，一开始不能飞过去没关系。要做到一下一下地跳过去其实比飞过去容易许多，只要移动方向是按自己意愿的就是进步。（笔者的这一阶段练习始终没找到跳过去的感觉，顶多算是爬过去） 练习飞行的过程中，失误在所难免，一些误操作会导致飞机的损坏，在飞行水平提高的整个过程中，任何一个阶段其实都是练习—维修--再练习--再维修的过程，在这个过程中，不仅飞行操作的水平日渐提高，更能通过对模型一次次地拆卸与组装加强自己对理论知识的学习。对其机械结构、控制原理的认识逐步加强，便渐渐学会发掘通过一些调整以及改动可以令模型的性能得到改善。比如说：怎样调整可以使飞机更灵活？怎样调整可以飞行的更稳定？延长飞行时间的方法有哪些？如何避免尾桨与尾电机频频损坏？ 笔者在某一次维修机体的同时，作了一些改造：尾杆、起落架的加强杆、电池盒的固定杆、以及平衡翼的连杆全部换成了碳材质的；连接各电子设备以及电机的电线也都改短了；一些华而不实的部件干脆拆除，比如电池盒，电池直接用橡筋拴在机身下部，既方便电池更换也减轻了重量；动力电池组也换成了7.2v1800mah的理聚合物电池；为了确保操控精准，两颗舵机也换成了精度更好但重量只有5克的GWS超小舵机。改造完成后的“嘉宝”飞行重量总仅为320克。相比之前的370克的重量，最直接的效果就是单次飞行时间能比原来延长15%。 基础练习的第二阶段—悬停十秒 当操作者可以控制飞机一点点地蹦到房间的各个角落，“青蛙跳”的练习就顺利完成了。但这离飞行还差得很远。下一个目标是悬停十秒。这个阶段的练习相比之前,危险性增大了一些，毕竟飞机要保持一定的高度了，但只要“青蛙跳”练习的扎实，这一关其实也好过，如果把它理解为时间长一点的“青蛙跳”。从一开始蹦起来停留两三秒钟，到能在空中停留五六秒，到最终达成目标—--悬停十秒。其实当操作手可以悬停十秒钟时就会发现，能悬停十秒其实就能悬停一分钟，只要控制飞机的姿态，其实就可以一直让飞机在半米的高度悬停直到电池没电。至此，直升机模型真正意义的“飞”起来了。 基础练习的第三阶段—四面悬停 此前的练习中，始终飞机都要保持着尾部指向操作者自己的，其实就是对尾悬停。接下来要在这个基础上，开始练习飞机往四个方向的移动了。保持对尾悬停之后再练习横向移动的好处是：操作杆的控制方向和飞机移动方向始终保持一致，容易上手。但问题是直升机的飞行并不该是要飞到哪里就飞过去，想回来的话只能倒退回来，而是应该飞到远端之后掉头飞回来。当飞机掉头回来时，飞机不再是机尾指向操作者自己，而是机头指向操作者，这时候我们发现对尾悬停只悬停要练习四个面的其中之一，完整的的悬停练习还要包括对头悬停和对两个侧面的悬停。和对尾悬停不同，当对头悬停时操作杆的控制方向与模型飞机的四个飞行方向完全相反，左手操作杆往前时，因为飞机是机头对着自己，所以飞机虽然是相对自身的往前飞，却是离操作者越来越近，这和对尾悬停时往前飞飞机离操作者越来越远是截然相反的，往左往右的控制也是同样道理。 坦白地讲，这一阶段的练习非常残酷。为什么呢？因为前一阶段是从不会飞到可以飞起来，而在这一阶段里，前一阶段已经养成的操作感会让人出现误操作。当操作者可以稳定的对尾悬停时，其手法就已然形成了操作习惯，要保证飞机的稳定悬停，必须能做到很多操控动作是近乎本能的反应。比如说，一股风从左侧吹过来，感觉飞机一往右偏就马上修左舵，让飞机的控制力刚好抵消掉风对飞机施加的向右横移的力，所以飞机可以稳定的悬停住。但在对头状态时，一看飞机从自己的正前方向右前方飘移，第一反应会忘记自己不再是在对尾悬停而是对头悬停，下意识里还是迅速修左舵。其实当机头对着自己时，虽然看到了飞机向右偏移，但相对飞机自身而言，它其实是在向左的移动。那么，这种下意识的错舵（俗称打反舵）会使飞机更快的向左横移甚至倾斜…这就是很多时候摔坏飞机的原因。当进入四面悬停的练习阶段以后，飞机损坏会明显增多。 笔者在这一阶段，选择了另一架飞机来配合强度逐渐加大的练习，事实上，在这个阶段的飞行的瘾很大，“嘉宝”缺件待修的日子也等很煎熬。这样，就引出了要介绍的第二架模型直升机---“LAMA” 微型电动直升机 “LAMA” “LAMA”的结构与“嘉宝”的最大差异在于主桨产生的反扭力的抵消方式上。“嘉宝”采用传统的尾桨方式，而“LAMA”则是通过尺寸相当，重量相等，转向相反的两幅主旋翼来完成的，当上下两幅转向相反的旋翼转速一致时，反扭力相互抵消，飞机主体不会转动。当顺时针桨转速增加，逆时针桨转速不变。飞机主体延顺时针转动，因而达成飞机的转向。“LAMA”的共轴双桨结构使得模型的重心非常低，因此“LAMA”的自稳定性很好。 当四面悬停练习基本达成，“LAMA”的飞行控制就显得非常简单了，只是要注意一定先调整好各种飞行动作的操作量，每种机型都是有差异的，非常细微的物理差别可能导致的飞行效果大不相同。调整好的“LAMA”不需要过多人为的作操作干预，在无风的室内甚至可以自行稳稳的定在空中，这使得悬停练习变得更加轻松。在四面悬停练习完成后，操作手应可以做到任何时候飞机任意一个面对着自己时，都能购迅速做出响应，并以这一个面为基准维持飞机悬停。如果把悬停比作静的话，接下来的任务就是由静到动再由动到静的练习，就是由悬停状态变为前进状态之后再变为悬停状态。需要注意的是，前进中的飞机是有惯性的，要它再停下来就必须施加比让它前进（或维持前进）更大的力以抵消惯性。和第三阶段的一开始提到的左右横向移动一样，只是现在要熟练掌握的四面悬停基础上向各个方向移动，这也可以令操作者更进一步熟练掌握四面悬停。当四面悬停与各个方向的移动都非常熟练后，就可以练习封闭航线了。如果四面悬停的练习并不顺利也不用沮丧，耐心练习就一定成功，在练习时不能强迫去练习某一个面，一旦感觉不对，马上通过控制机头转向，回到对尾悬停状态。因为任何时候对尾悬停一定是操作者最熟悉的状态。 其实在这一阶段使用“LAMA”以后,坠机事故会少很多。只要悬停基础打得好，很快低空小范围的航线飞行就能像模像样了。“LAMA”与“嘉宝”都属于尺寸较小，重量轻的模型，“嘉宝”经过多次改造，重量已经控制到400克左右，而“LAMA”重量仅为335克。我们知道，飞机越重，飞行所需的升力就越大，要保证升力足够就需要高性能的电机和可以支持大电流的电子调速器，以及大容量大放电倍率的电池，而这些设备的重量也含在飞行重量里。重的飞机不仅会加剧各个部件以及电池电机的损耗，飞行时长也会被严重影响。所以，初学者基础练习阶段，重量轻的小尺寸飞机是比较理想的选择。 模型直升机的飞行动作随着近几十年的发展，目前有两种流行趋势：一种是稳扎稳打，多年来一直延续的3C飞行，它要受正规严谨的训练，在长直的航线中以一个固定的速度完成特技动作，横滚时要保持航线的平直，作筋斗时圆轨迹或方轨迹都要保持在同一平面，力求动作准确优雅，3C飞行有着国际航联规定的多套飞行动作用于训练和比赛；另一种是非常惊险刺激的3D飞行（3D泛指三维动作，模型沿自身XYZ的三个轴，或分别或同时做出各种滚转的动作）飞行中多是令人眼花缭乱的真直升机完全做不到的动作，例如在快速倒飞或退后飞中夹杂着横滚，筋斗，螺旋，等动作，一些3D操作高手更是让模型始终在临界负荷状态下飞行。 基础练习最后阶段—高空飞行 在模型练习的下一阶段里，无论是3C飞行还是3D飞行，操作手都要开始练习操纵着模型远离自己，到20米甚至50米以外的空域。来完成长直航线以及舒展的动作。这时候“嘉宝”与“LAMA”的尺寸局限了他们的飞行距离。距离远了就不容易目测分辨飞机的姿态，20米以外一架长度仅为40厘米的飞机很难让操作手辨别它是机头还是机尾指向自己，容易因判断失误而导致坠机。 中型电动直升机 “亚托” “亚托”是笔者接触的第三款电动直升机。记得接触到“亚托”已经是2006年了。电子调速器，电动机以及电池构成模型的动力系统，而这些电子设备自2003年以后发展异常迅速。这使得大、中型模型以电能为动力成为可能，“亚托”是450级别的电动直升机，和“嘉宝”一样是主旋翼+尾旋翼结构。它们最大的区别在于，“嘉宝”主旋翼的角度是固定的，升力增加与减少只能依靠主旋翼转速的变化。而亚托的主旋翼角度可以调整。可以随转速的增加而加大，这样升力的增加与减少可以由转速与桨叶角两个因素分别或共同决定。更重要的一点，主旋翼角度可以变化是模型直升机可以持续倒飞的关键。笔者小时候非常不理解，直升机螺旋桨始终延顺时针方向转，既然产生了向下的推力使直升机上升，为什么倒过来飞机还可以飞行，倒过来的时候飞机螺旋桨并没有反着转，那原本产生的向下的推力在飞机倒过来后应该是向上推才对，会迅速让飞机拍到地上。这正是因为当时并不知道主旋翼的角度可以变化而产生的疑惑，事实上当飞机由正飞处于倒飞状态时，主旋翼的迎角也会由正迎角变化为相应的负迎角，所以模型直升机在倒飞姿态中依然可以保持高度。 ? “亚托”有着绚酷的外观，主旋翼夹座采用大型油动直升机的止推轴承式设计，在超高转速的强大离心力下仍保持良好的顺畅度，可以满足对暴力3D飞行的反应快速、动作精准的严苛要求。随着产品的不断改进，市面上拥有种类繁多的配件与升级件。 商品规格： ●机身长:660mm ●机身高:230mm ●主旋翼长:325mm ●主旋翼直径:700mm ●尾旋翼直径:150mm ●全配重:Approx.730~760g

无机翼的飞机8

正式练习高空飞行以前，还要加强对飞机速度控制的练习。要达到既可将飞机加速飞行，也可以以准确的操作量将快速飞行的飞机速度控制住。初次飞到高空，可以慢慢升高慢慢下降，以适应操作视点的变化，渐渐可以做出往复式的飞行航线，安全的起飞与降落不仅和飞行速度，操作手法有必然的联系，动作轨迹的设定以及操作者相对风向的站位都很关键。高空飞行对于直升机的飞行练习来说又是一个颇具挑战的重要阶段，它和初级悬停练习有一定的关联，但其自身又是一个崭新的领域。掌握了高空航线飞行可以将飞机飞得更高更快更具观赏性，也会令自己的飞行兴趣更浓，打好高空航线的基础，使用精心调整的飞机，会使今后的特技飞行之路更直，更平坦。
模型直升机每个阶段的基础练习看起来都比较枯燥，甚至艰难，但爱好者们正是经过了这些辛苦的努力，才真正体会到遨游蓝天的惬意。每一次失败都是成功的起航，每一次挑战都带来心灵的愉悦。每逢周末假日，模型爱好者们相约在飞行场地，各自驾驶自己的爱机，或近身轻舞，或穿花绕树；时而低空掠过，时而高高飘扬……这难道不是人生一大幸事么！
至此，模型直升机基础飞行练习的介绍告一段落。不知读者朋友们能否通过以上内容了解模型直升机华丽飞行背后的辛苦。其实每个阶段的练习，都是一次挑战，虽然可能很多次历经失败，但只要有第一次的成功就会有第二次，就可以逐渐地变为熟练掌握。付出的努力越大，成功后地喜悦就越强，只要能够坚持。无论是一次次飞行技术的提高，还是一次次通过调整、改动、升级使模型的飞行性能得到改善，都会让人乐不可支。笔者接触直升机模型三年以来，认真严谨的作风，锲而不舍的态度，已经形成了一种习惯，将之运用在生活中的各个方面，令人受益匪浅。
现今每逢周末假日，模型爱好者们相聚在飞行场地，纷纷驾驭着自己的模型。或近身轻舞，或穿花绕树；时而低空掠过，时而高高飘扬；眼里只有飞行的姿态、耳畔皆是旋翼的喧嚣、脑中想着安全第一、而心早已随飞机飞得远了。

附录1
模型飞机与玩具的差别
遥控模型是一种兴趣爱好。进入遥控模型的世界，需要一些正确的观念来引导，否则很容易出现危险以及严重的伤害。遥控模型的特点是：
1.具有一定危险性
2.相对玩具而言，价格很高
3.仿真度高、科技含量高
4.除了尺寸比例和重量不同，物理性能与真正的装置一样
5.需要全心投入、用心体验
遥控模型活动中，为了降低产生损失的可能性，刚刚接触此道的模型爱好者必须在购买、制作产品后进行基本操作的学习和使用技巧的训练。尽量参加模型俱乐部，多向有经验的爱好者请教，他们的知识和经验是入门者最大的宝库，对新手进行模型组装和试飞将会有很大地帮助。一个有经验的模型爱好者可以指导入门者遥控模型的正确操纵技巧，避免失误的操作而导致摔机。
　　模型入门者必须认识到遥控模型不是玩具，特别是对于航空模型来说，它的飞行性能和操作法则与真正的飞行器基本一致，最大区别是尺寸和重量小心驾驶是对自己以及周围的同伴负责。不安全的试飞和操作将导致严重的伤害。通常，一个标准发动机动力的空模飞行速度是30～100km/h，重量是1.5～2.7kg。这些模型的在撞击时会产生巨大的破坏力，尤其是撞上人群。遥控模型必须在安全的前提下才能带给模型爱好者愉快的体验。

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正式练习高空飞行以前，还要加强对飞机速度控制的练习。要达到既可将飞机加速飞行，也可以以准确的操作量将快速飞行的飞机速度控制住。初次飞到高空，可以慢慢升高慢慢下降，以适应操作视点的变化，渐渐可以做出往复式的飞行航线，安全的起飞与降落不仅和飞行速度，操作手法有必然的联系，动作轨迹的设定以及操作者相对风向的站位都很关键。高空飞行对于直升机的飞行练习来说又是一个颇具挑战的重要阶段，它和初级悬停练习有一定的关联，但其自身又是一个崭新的领域。掌握了高空航线飞行可以将飞机飞得更高更快更具观赏性，也会令自己的飞行兴趣更浓，打好高空航线的基础，使用精心调整的飞机，会使今后的特技飞行之路更直，更平坦。
模型直升机每个阶段的基础练习看起来都比较枯燥，甚至艰难，但爱好者们正是经过了这些辛苦的努力，才真正体会到遨游蓝天的惬意。每一次失败都是成功的起航，每一次挑战都带来心灵的愉悦。每逢周末假日，模型爱好者们相约在飞行场地，各自驾驶自己的爱机，或近身轻舞，或穿花绕树；时而低空掠过，时而高高飘扬……这难道不是人生一大幸事么！
至此，模型直升机基础飞行练习的介绍告一段落。不知读者朋友们能否通过以上内容了解模型直升机华丽飞行背后的辛苦。其实每个阶段的练习，都是一次挑战，虽然可能很多次历经失败，但只要有第一次的成功就会有第二次，就可以逐渐地变为熟练掌握。付出的努力越大，成功后地喜悦就越强，只要能够坚持。无论是一次次飞行技术的提高，还是一次次通过调整、改动、升级使模型的飞行性能得到改善，都会让人乐不可支。笔者接触直升机模型三年以来，认真严谨的作风，锲而不舍的态度，已经形成了一种习惯，将之运用在生活中的各个方面，令人受益匪浅。
现今每逢周末假日，模型爱好者们相聚在飞行场地，纷纷驾驭着自己的模型。或近身轻舞，或穿花绕树；时而低空掠过，时而高高飘扬；眼里只有飞行的姿态、耳畔皆是旋翼的喧嚣、脑中想着安全第一、而心早已随飞机飞得远了。

附录1
模型飞机与玩具的差别
遥控模型是一种兴趣爱好。进入遥控模型的世界，需要一些正确的观念来引导，否则很容易出现危险以及严重的伤害。遥控模型的特点是：
1.具有一定危险性
2.相对玩具而言，价格很高
3.仿真度高、科技含量高
4.除了尺寸比例和重量不同，物理性能与真正的装置一样
5.需要全心投入、用心体验
遥控模型活动中，为了降低产生损失的可能性，刚刚接触此道的模型爱好者必须在购买、制作产品后进行基本操作的学习和使用技巧的训练。尽量参加模型俱乐部，多向有经验的爱好者请教，他们的知识和经验是入门者最大的宝库，对新手进行模型组装和试飞将会有很大地帮助。一个有经验的模型爱好者可以指导入门者遥控模型的正确操纵技巧，避免失误的操作而导致摔机。
　　模型入门者必须认识到遥控模型不是玩具，特别是对于航空模型来说，它的飞行性能和操作法则与真正的飞行器基本一致，最大区别是尺寸和重量小心驾驶是对自己以及周围的同伴负责。不安全的试飞和操作将导致严重的伤害。通常，一个标准发动机动力的空模飞行速度是30～100km/h，重量是1.5～2.7kg。这些模型的在撞击时会产生巨大的破坏力，尤其是撞上人群。遥控模型必须在安全的前提下才能带给模型爱好者愉快的体验。

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