【矢量动力遥控特技三角风筝的制作和调整】儿童三角风筝绑线图解
时间：2020-03-03 07:30:37 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
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，所需的零件见表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
高速旋转的螺旋桨和电机会产生陀螺效应，陀螺效应有定轴性和进动性。矢量动力在不断改变高速旋转的螺旋桨和电机的方向时，舵机不仅要克服陀螺的定轴性，同时还要克服其进动性。因此舵机需具有较大的扭矩和耐用性。而一般塑料齿轮的舵机经受不了这样“折腾”， 所以必须采用金属齿轮的舵机。
3.涡流区
矢量动力遥控风筝在大迎角飞行时，风筝上表面会产生较大的涡流区。为尽量避开这个涡流区，螺旋桨的位置应尽量靠前，且要尽可能高一些。
4.上反角
由于矢量动力系统安装在风筝最上方，因此风筝的重心会比较高。为弥补这个缺陷，可在立柱碳纤管上方用橡筋圈固定一根碳纤管横梁，再将其两端插入风筝边梁的塑料管连接件上，通过这根碳纤横梁将风筝边梁向上挑起，增大上反角。三角风筝的上反角应保持在20°～30°，以增加横侧安定性。将风筝的横梁在碳纤立柱上方上下移动可以调整上反角大小。
5.重心位置
重心位置约在风筝纵梁的25％～30％。确切的位置要通过试飞才能最后确定。为增加抗风能力，重心应尽量靠前。
6.抗风能力
矢量遥控风筝的抗风能力较差，不适于在3～4级以上的大风天飞行，这是因为其迎面阻力较大。
7.失控
操纵风筝飞行时要计时，不要等到动力完全停止后再想起着陆。因为动力矢量动力遥控风筝没有可操纵的舵面，没有动力就失控了。
四、矢量动力遥控风筝的组装与调试
1.矢量动力遥控风筝的组装
（1）选用银燕CF 2822无刷电机，配合10×5螺旋桨可以产生840g的拉力。电机用4个自攻螺丝固定在万向台内的尼龙平台上（应事先钻上固定螺丝用的孔）。
（2）矢量动力设备安装板的2个舵机应该用长摇臂，以增加万向台转动的角度。这2个舵机之间距离较近，摇臂会与另一个舵机相碰。因此在固定舵机时，其下面要粘上两块5mm×13mm的三层板。
（3）控制万向台上下左右转动的有孔球头摇臂，选用的是皓业HY023-00503型。球头摇臂一端用皓业HY016-01002带M3螺纹的连接杆连接后，用直径1.8mm钢丝做连杆。连杆一端焊在连接杆上，另一端弯成Z形钩与舵机摇臂相连。连杆的长短通过连接杆的螺纹调节，即当舵机摇臂中立时，应保持垂直的方向。如连杆安装后舵机摇臂偏向一方，会造成矢量动力左右或上下的差动。
（4）电子调速器装在设备安装板的左面，接收机装在设备安装板的右面，都用泡沫胶带粘接或用橡筋、尼龙锁扣固定。
（5）电池用橡筋固定在碳纤管构架下方的层板连接件上，前后移动它可调整重心。
（6）矢量动力系统的碳纤构架最下端的2个塑料套管套在风筝的纵梁上。矢量动力系统的立柱基本在原三角风筝横梁位置上。
2.矢量动力遥控风筝的试飞和调试
（1）发射机操纵杆和对应矢量动力的动作见图24。
（2）首次试飞应在无风或1～2级风的天气进行，先选用8×5的螺旋桨。起飞时动力不要太大，油门操纵杆向前推到1/3即可。起飞后要根据风筝上升状态及时调整动力大小，而且爬升角不能太大，以免失速。
（3）及时调整副翼微调旋钮，使风筝在迎风时能保持直线飞行，同时调整升降微调旋钮保持其合适的爬升角。
（4）风筝转弯时要根据盘旋半径的大小，观察其横侧安定性。如容易进入大角度盘旋下降，甚至滚转成倒飞状态，说明风筝的上反角太小，应调整风筝横梁再往立柱上方固定，以加大上反角。
（5）通过试飞调整好后，再采用9×5、10×5螺旋桨试飞。可在风稍大些的天气中，试验风筝抗风性的极限。
（6）增加动力后可进行特技飞行，如：筋斗、平螺旋等。
附：国外矢量遥控风筝视频网址
矢量遥控三角风筝特技飞行视频：www.crazyplanes.de/bebopextreme.wmv
矢量遥控翼展2.2米鹰室内飞行视频：www.crazyplanes.de/eaglemini2.wmv
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