初學天地

 

在斜岥上產生的升力

自盤古以來,雀鳥都能利用在斜岥上產生的上升氣流悠閒地翱翔,我們人類懂得利用這些大自然力量作滑翔飛行只是百多年歷史。這些上升氣流是如何產生的呢? 當風受到障外物,例如,山坵,水霸或建築物,所阻,它就會繞過這些障外物,如果風是被迫尚上走,那麼在這些障外物的前方,就會產生一鼓上升的氣流,能夠為滑翔飛行提供動力。在斜岥上玩遙控滑翔飛行,就是利用風撞向山時所產生的升力作動力,請參看以下圖片。如圖所示,當風從海洋或平原吹向山岥時,就會受到阻擋而向上走,這鼓上升氣流的強弱是因風速的大小和地勢而不同,有時甚至離山頂上百多尺的高空也有升力。就因為這堛漱氻O足夠而穩定,一般玩山岥滑翔飛行的機師就會將他們的飛機在山岥前面作來回飛行。可是,在後山的情況就完全不同了。當高速受壓的氣流經過山頂後,由於沒有障外物阻擋,氣壓下降,風速就會被減弱而且產生很多亂流。你的飛機如果飛經這,有可能會被撕斷。話雖如此,有些玩Dynamic Soaring的高級機師,就會利用山前和山後不同的氣流層,作極高速的飛行。初學者絕不可常試!

eagle2.jpg (3020 bytes)
雀鳥悠閒地飛翔

slope.gif (4494 bytes)
如何在斜岥上產生升力

模型滑翔機

滑翔機是一種高性能的無動力飛機, 它能夠利用大氣中的上升氣流來飛行。模型滑翔機主要分為兩大類。 一類是利用上升的熱氣流來提供動力, 另一類是利用當風吹向傾斜的山岥時所產生的上升氣流來提供滑翔動力。 山岥滑翔機的飛行速度比熱氣流滑翔機的速度要快, 一般來說它們的體積也比較細小。它們的機翼主要由發泡膠外包一層木皮來造成。有些高性能的滑翔機它們的機翼是由碳纖維倒模而成。有很多打空戰用的滑翔機是由特別的發泡膠EPP材料所造成, 這些材料是比較堅軔和有很強的防撞能力。

工作原理概述: 製作中

滑翔機的種類: 滑翔機有各種不同的設計,如果以翼和尾的形態來分類,大致上可以分為傳統有尾機,無尾機和Canard機。有尾機可以再以機翼的前後掠和尾板的形像分細。無尾機由於形態像一個三角形,一般都稱為三角機。Canard機的升降板是在翼的前方機頭位置。有些飛機在翼尖的位置是加上一個winglet,用以增加飛行時的穩定度。

傳統有尾機: 以機翼的形態來分類,有尾機可以分為前掠翼,後掠翼和無掠翼機。如果以尾板來分,可分為低尾,中尾,高尾和V尾機。V尾機是很適合玩山坡滑翔比賽。

aircraft.gif (3625 bytes)
後掠翼機

aircraft2.gif (3558 bytes)
無掠翼機

aircraft3.gif (3698 bytes)
前掠翼機

help_wl.jpg (22717 bytes)
在翼尖加上winglet的滑翔機

help_lT.jpg (5653 bytes)
低尾機

help_mT.jpg (6485 bytes)
中尾機

help_tT.jpg (9013 bytes)
高尾機

help_vt.jpg (13444 bytes)
V尾機


無尾三角機:

delta.gif (3368 bytes)
Delta Wing with Fuselage

delta2.gif (2152 bytes)
Delta Wing without Fuselage

delta3.gif (3861 bytes)
Full Sweep Delta Model

Canard 機:

canard.gif (3439 bytes)

滑翔機製造和應用物:  製作中

遙控裝備

一套完整的遙控裝備包括有一個發射器(Transmitter),一個接收器(Receiver)和幾個伺服器(Servos)。伺服器是以三芯線連接到接收器上,每一個授控制的頻道是須要一個伺服器作輸出。至於須要幾多個頻道,就由你要控制的模型來決定,例如,一個雙頻道的滑翔機就須要一個頻道來控制尾舵(Rudder),另一個頻道來控制升降舵(Elevator)。在應用時,接收器,伺服器和電池就會被安裝在模型飛機上,而發射器就會由機帥操作,用以控制在飛行中的滑翔機。機帥是以撥動發射器上的推桿或選制來控制飛機的動作。

基本原理: 現時新一代的遙控系統都是採用比例控制方式,即是說發射器上推桿的移動量與伺服器上控制桿的移動量是成正比。至於無線遙控的原理基本上與無線廣播的原理大同小異。在無線廣播中,音頻訊號是經調變在載波上,而載波的頻率是比音頻訊號的頻率高很多。這樣高頻的載波才容易由發射器的天線離開傳送到接收器中。至於調變的方案主要分為調幅(Amplitude Modulation)和調頻(Frequency Modulation)兩種。一般來說,調頻技術比調幅技術更能有效扺抗噪音的干擾。這奡ˋ穭j家,很多遙控機師都有一個誤解,認為調頻發射器和調幅發射器是互不干擾的。這個觀念是絕對錯的!其實只要是兩個發射器的載波頻率相同,就會互相產生干擾!所以各位機師在開啟你們的發射器前,請檢查清楚附近有沒有機師用同一個載波頻率的發射器。許多遙控設備其實可以很容易更換載波頻率,在發射器和接收器內都有一粒晶體是用以決定載波的頻率,只要你更換晶體便可改變載波的頻率。你可以到模型商店購買多一套晶體以便當遇到相同頻率的發射器時可以有得更換。請注意,一套晶體是有分發射和接收用的,發射用的是有一個Tx的標記而接收用的是有一個Rx的標記。請不要將發射的晶體放到接收器上或將接收的晶體放到發射機上。有些接收器是採用雙層轉波技術(Dual Conversion),那麼它們的接收晶體是不可與單層轉波的接收晶體互換,就算它們有相同的標記頻率。

在無線遙控系統中,未被調變的基頻訊號是由許多個獨立的控制頻道組合而成,而每個頻道是用來代表發射器上每一個控制桿的動作。至於基頻訊號的組成,現時主要有兩個方案,第一個是脈衝位置調變(Pulse Position Modulation)而第二個是脈衝編碼調變(Pulse Code Modulation)。脈衝編碼調變主要是配合調頻系統使用而脈衝位置調變就可以與調頻或調幅系統配合使用。脈衝位置調變的基頻訊號是由每秒有50幅的脈衝群組成,每幅脈衝群是由一連串的脈衝組合而成,而每個脈衝的寬度就代表每個頻道的控制值。每個脈衝的寬度是由1ms到2ms變化,當控制桿的位置回中時,脈衝的寬度是1.5ms。由於每幅脈衝群有20ms長,這種調變方式最多只可以有8個頻道(請注意,巿面上有些使用PCM制式的遙控裝備是有9個頻道)。至於脈衝編碼調變的原理是將每個頻道的控制值數碼化,換句話說是將控制桿的活動範圍分成1024個小部份,每個部份都可以用一個10位元的數碼代替。所有頻道的數碼就會被集合一起再加上一個核對和,然後被安放在20ms長的資訊段內再以調頻方式被傳送出去。由於脈衝編碼調變系統有錯誤檢測的功能,如果訊號在傳送中受到干擾,這種系統就比脈衝位置調變系統更有效和安全。一般來說,PCM的接收器當檢測到有外來的干擾時,就會將伺服器調較到指定的位置,這樣飛機就可以繼續在航行。這塈畯昉~續提醒大家,很多飛機師都有一個錯誤的觀念還以為PPM和PCM系統是互不干擾,其實無論什麼調變系統也好,只要是如果兩個發射器的載頻相同就會產生干擾!所以希望各位機師開機前緊記要檢查清楚附近有沒有其他發射器用同一個載頻!

crystal.jpg (33860 bytes)
只要在發射器和接收器內更換晶體便可以改變載波的頻率

發射器: 大部份遙控發射器都有兩枝推桿,分別在控制板前左手邊和右手邊。這些推桿都能同時以水平和垂直的方向移動而每個移動方向就有對應的頻道來作控制飛機的升降,詳情請參看以下圖片。以放模型飛機為例,我們主要有兩種流行控制模式,每項模式中,發射器推桿的移動方向與飛機上授控制的翼板都有特定的關系。它們的關系就明列在以下圖表中。

 

第一模式(Mode I)

第二模式(Mode II)

頻道 1

副翼(Aileron)

副翼(Aileron)

頻道 2

升降舵(Elevator)

油門(Throttle)

頻道 3

油門(Throttle)

升降舵(Elevator)

頻道 4

方向舵(Rudder)

方向舵(Rudder)

一般來說,你可採用任何一種控制模式,其主要不同簻O;如果你採用第二模式,你可以單手來操控一枝推桿從而控制一架雙頻道的飛機作升降和轉向。如採用第一模式,你就需要用兩隻手來作操控。在香港大部份機帥都是採用第一模式來作操控的。美國和加拿大地區就多數採用第二模式。有些比較先進的遙控發射器是可以貯存有關各類模型的數據,例如直升機,飛機和滑翔機,而且各頻道的控制數值可以互商混合,例如aileron/elevator混合,flap/elevator混合等等。

transset.jpg (59949 bytes)
遙控發射器推桿的移動方向與頻道之間的關系

接收器: 遙控滑翔機接收器的體積當然越小越好,因為滑翔機的機艙一般都很狹窄。接收器體積的大小與接收器擁有多少條頻道有關,越多頻道,體積就會越大。還有PCM的接收器一般都比AM和FM的接收器大。每個接收器都有一條線形的天線,當你安裝接收器在飛機上時請緊記把天線盡量伸長以增加接收的敏感度。每個接收器都有一排三腳的插頭是用來連接到伺服器的,而其中有一個是用來接駁到電池取電。通常我們都喜歡用可再充電的NiCad電池以減少開支。

recvrset.jpg (73928 bytes)
接收器,電池,開關和伺服器都是安裝在滑翔機上

選擇遙控裝備: 現時巿面上有各類的遙控裝備發售。最主要的生產商有Futaba,JR和Hitec 等。選擇一個適合的遙控裝備是很重要,以下是一些主要的考慮因素。

價錢:當然廉價是一個重要的考慮因素。一般來說,價錢是由下列因素來決定:有多少條發射和接收的頻道,AM或FM的發射制式,PCM或PPM調變制式與及發射機的功能等。最廉價的應該就是雙頻道的AM系統,而最貴的是九頻道可編程的PCM系統。

控制頻道:頻道的多少就決定在你要用來控制什麼模型。大部份的滑翔機就只需要兩個頻道,比較高級的滑翔機就會需要到6個頻道。一般來說,一個4頻道的遙控系統,例如Futaba的Skysport 4,就己經很足夠。當然如果你要玩Delta Wing的飛機,你就需要有混合的功能,那麼你就需要買要有電子混合功能的發射器,或者可以安裝電子或機械混合裝置在飛機上。

發射調變制式:AM的系統大部份都在27MHz的頻譜上工作,這個頻譜都是屬於玩遙控車和遙控船用的,所以非常濟迫。雖然AM的系統比較廉宜,但AM接收機容易受到噪音的干擾,使用時要特別小心。在香港可以買得到的FM遙控系統,有工作在72MHz,40/41MHz和35/36MHz頻譜的,現時在香港最多人使用的是40/41MHz頻譜。有些比較貴的系統會採用堪入式高頻組模的設計,例如Futaba的FF7,你只要將這個高頻組模更換,就可以轉變頻譜,例如由40MHz頻帶轉到72MHz頻帶,當然你的發射和接收晶體在新的頻譜上要相配才可。請注意在香港使用無線電遙控發射器是需要使用香港電訊管理局認可的合法遙控頻道27Mhz頻道由26.960MHz至27.280MHz是開放給遙控模型使用而不需領牌,但由於此頻道也是CB頻道和有很多其他無線電對講機在使用,一般來說27MHz並不適合遙控飛機使用。在2005年4月,香港電訊管理局開放了18條新的遙控頻道給遙控飛機使用,其中有6條在72MHz頻帶,有8條在35MHz頻帶和4條在40MHz頻帶,使用這些頻道並不需要領有牌照。詳情請參閱以下網頁

基頻組合制式:以玩滑翔機來說,PPM制式己經足夠使用。有些比較貴的系統就有可轉換的雙PPM和PCM功能,可以隨意轉換組合制式。由於PCM系統有防錯鎖定裝置,一般人都應為PCM系統比較安全。無錯,有了這裝置,當有干擾的時候,飛機可以繼續穩定地飛翔,但是,這未必是件好事,因為如果在授到干擾時,飛機繼續以原本的航道飛行,最後可能飛到遙遠的地方才墮毀,例如墮落在海中,那麼你就全機盡失。然而,如果沒有鎖定裝置的話,就算飛機墮落在附近的地方,殘骸也可以拾回多少! 此外,如果有鎖定裝置的話,接收器可以將錯誤隱藏,直至你發現時可能己經太遲,再沒有足夠的時間給你作反應!

學飛前須知

對初學遙控滑翔飛行的朋友來說,學習撐握飛行的技巧是一件並不容易的事。由於製造和修理模型所需的時間都比實地飛行的時間為多,初學者好容易因為一兩次的失敗和挫折而漸漸失去興趣,最終都放棄了滑翔飛行的活動。在這塈畯怍^勸初學的朋友要有耐性,因為學習飛行就好像小孩學行路一樣,要不斷練習,跌不來再爬上去,終有一天會成功的!那時候成功的喜悅真是筆墨難以形容。在我們介紹滑翔飛行的基本動作前,我們首先要提醒各位初學者,滑翔機並不是一般的小朋友玩具,它是一些極高速的飛行物體,如果不小心控制,它的殺傷力是可以很驚人的!我們曾經見過許多無辜的朋友被高速的滑翔機撞傷。有些傷勢嚴重的要被送到醫院去做手術!如果你是初學或操控能力有限,請選擇在一些附近沒有圍觀者或汽車的地方放飛機,例如在清水灣山頂就是一個很適合的地方,因為山上比較空礦和少途人,而且附近又有很多有經驗的飛機師隨時可以幫你忙。在你第一次飛行之前最好都是請教一些有經驗的飛機師,給你撿查一次你的飛機是否調較正確,例如CG的位置,飛機上各類控制舵的方向等等。其實你只要虛心請教,很多有經驗的機師都會樂於幫忙。大膽去問吧!在出機前,最好請有經驗的機師給你講解滑翔飛行的原理,滑翔機在空中的特性以及如何作適當的動作和各類反應。如果可能的話,可以利用一條師夫線將你的發射器連接到另外一個發射器上,請參看下圖。當學習飛行時只需要開啟師夫的發射器,而師夫的發射器上有一個彈制,只要一按這個制,所有控制的動作都是由學習者的發射器來作控制,但是當遇到特別事故時,放開這個彈制,師夫就可以取回控制權,將飛機帶回安全的地方。

trainer.jpg (17181 bytes)
兩個發射器可以利用一條師夫線連接

學習滑翔飛行
風吹情況與飛行空間:滑翔機是無動力的飛機,它之所以能夠在空中飛翔原全取決於當風吹向斜岥時所產生的升力的大小。在大風的日子,如果風速有每小時40km以上,差不多各種類形的滑翔機都可以無拘無束地飛翔。但是如果遇到風速在每小時5km以下,那就只有一些高性能的滑翔機可以繼續飛翔。這些高性能的飛機大都是腰枝纖細的流線形設計,用以減低風阻。如果風力不足,請不要胡亂出機!同時你亦須要小心觀察風吹的方向,如果風是以直角吹向斜岥,那麼所產生的升力是最大的,如果風吹的方向是偏側,相對的升力就會被大打拆扣。以初學者來說,最皆的飛行空間就是在沿著斜岥向風的一方。在大風的日子,由於升力足夠,你可以在離斜岥較遠的地方學習飛翔,這堛漯韃﹞騆足夠.就算你做錯了動作都有更多的時間給你斗正。但是如果風力較弱的話,你就需要貼近斜岥飛行用以得到最大的升力。如果你的飛行技術還未到家可以另飛機貼近斜岥飛行的話,你最好都是暫時停飛,等待風力增強時才起飛吧,否則只有花更多的金錢和時間去作修理!
出機要訣: 在斜岥上放出滑翔機並不困難,只要將機頭稍微向下,迎風輕輕的把飛機推出便可。請看左下圖正確的出機姿勢。在剛飛出時,由於機速比較漫,飛機會稍微向下沉。但是下要緊,當飛離斜岥及機速漫漫增加後,你可以輕撥升降舵使飛機爬升。請緊記!出機時不可以將機頭指向上,因為飛機會受到迎面風所吹另飛機向上飛而最後失速或甚至反轉而不受到控制。右下圖的出機姿勢就真的不要學習!請收看一束正確的出機電影

cwb13.jpg (30230 bytes)
出機時機頭要稍微向下指

twist_a.jpg (23673 bytes)
出機時不要另機頭向上指!

基本控制與飛行技巧許多學模型滑翔飛行的朋友起初都對控制器推桿的敏感度未能習慣。他們很多時都如玩電子遊器機一樣,用力過大。由於飛機在飛行時如果控制的動作太大時就會容易失控,撥動控制桿的力度真的是要輕一點!這塈畯怑n提醒大家,滑翔飛機一定要有飛行速度才可以浮於空中,除非風速很大,另飛機在無空速的情況下也可以產生足夠的升力。所以學習飛行最先要拳握的技巧就是能夠另飛機在同一高度上以恆速直線飛行。為了達到這一目標,你需要學習怎樣控制升降舵,使飛機能以直線水平飛行。你需要特別留意飛機的速度,如果機速太漫的話,由機翼所產生的升力就不足,飛機就會下降。此時如果你拉升降舵想把飛機升高,飛機會進一步失速,直至原全失速至不受控制!在這情況下如飛機是比較貼近地面,沒有足夠空間給它作失速後的復完,那就對下起,請回家修理飛機吧!一般來說當飛機有足夠速度以直線飛行時,你就不須要時常撥動升降舵。因為如果拉太多升降舵,飛機就會驃升,最後就會失速而不受控制。所以在恆速水平飛行時,有需要才會用升降舵作輕微的更正。

另一個你需要拳握的飛行技巧是在無失飛行高度下轉彎。以一個雙頻道有升降舵和方向舵的飛機為例,轉彎時是以撥動機尾的方向舵來作轉向。以有副翼的飛機來說,飛機轉向主要是要同時以相反方向扭動左邊和右邊機翼上的副翼來達成。無論以方向舵或副翼來作轉向,飛機轉向時所作的反應大致上是一樣的。這堨D要有兩個技巧需要學習。第一,當飛機轉向時,一邊的機翼會升高而另一邊翼就會降低,飛機翼就與水平線有一偏差角,就因為有了這個偏差角,由飛機翼所產生的升力就會被減少,所以當飛機轉彎時,飛機就會漫漫向下沉,轉彎越急,下沉越快。所以轉彎時為了保持高度,你須要對應地拉升降舵。如果你的遙控裝備是用Mode 1來運作,那麼你的右手(轉向)和左手(升降)要配合同時做動作!對初學者來說,要左右手的配合就比較困難,但是當你孰習和拳握這個技巧後,左右手的配合就會很自然地產生。至於第二個你需要拳握的技巧就是當飛機轉彎後如何另飛機灰復直線飛行。一般初學者都有一個通病,就是當轉向的動作達成後,他們就會把控制桿離手,攘它自動回復到回中的位置,這樣是不足夠另飛機回復直線飛行的!除非你的飛機的機翼是有很大的反角(dihedral),否則你的飛機是不可以自動回中的。這個飛機在轉向後的特性就與汽車的不同。各位汽車師機,你們都知道當汽車在轉彎後,只要你放鬆馱盤,汽車就會自動地漫漫回復到中位而直線前進。對飛機而言,你是須要輸入相反的轉向動作才可以另飛機回復水平飛行,祗將控制桿回中是不足夠的,請緊記!

實習飛行與最皆航道: 初學滑翔飛行的朋最好是選擇山岥前迎風一帶的空間來作實習飛行。切記不要將飛機飛到後山,除非你已是高手和拳握了Dynamic soaring的技術。在大風的日子而升力足夠時,你可以把飛機飛離斜岥,在較出的位置學習飛行。由於外面的空間比較多,你與高速和近山飛行的飛機踫撞的機會就會大大減少。初學飛行時最好是採用一個8字形的路線飛行,請參看下圖。這個8字形路線是與斜岥面平排。首先,你另飛機沿斜岥面平行而飛,當飛到了斜岥一邊盡頭時,就另飛機以迎風方向轉彎,機頭要向外指而飛離山岥。迎風轉彎的好處是飛機的地面速度比較漫,因為迎風時,地面速度就是等於機速減風速。如果順風轉彎的話,它的地面速度就會很快。當轉向完成後,就另飛機沿斜岥平行地飛向斜岥的另一邊盡頭。到了盡頭再以迎風方向轉彎,然後再以同一路線飛向斜岥的另一邊。如此不斷的來回飛行,你就會在一個較為安全的情況下學習拳握平飛和轉彎的技巧。

slope2.gif (4001 bytes)
初學時使用8字形的飛行路線是最安全

降落技巧: 相對來說降落飛機就比放出飛機難得多了。至於採用什麼方式來作降落,就完全取決於地形和風向。一般來說,一個最理想的降落場地就是在山頂上有塊平而大的草地.附近又沒有其他障礙物。如果有這樣理想的場地,我們就可以用迎風降落的方式。首先你另飛機在稍為高過山頂的高度以順風方式漫漫飛向斜岥,當飛過了山頂後就另飛機漫漫的轉向同時也降低高度,轉向後的飛機就會迎風而飛,地面速度也減漫,這時就漫漫的攘飛機下降直至安全降落為止。請緊記由於飛機在貼近地面時容易受到地面上擾流的影響,你需提高警覺以作第一時間的抖正。請收看一段迎風降落的電影

landing1.gif (3670 bytes)
迎風降落

好多時如果山頂上沒有適合的平地降落,我們就要以順風的方式降落。首先將飛機飛離斜岥並不斷向下潛直至失去相當的高度,然後另飛機轉向飛回斜岥。當飛機轉向後,就拉升降舵另飛機沿著斜岥面向上爬升。由於飛機是向上爬升,它的速度就會被減漫,當機速足夠地漫下來而又未達到完全失速的時後,就將飛機迅速轉向另機頭指向外,然後把飛機"放"落在斜岥上。這種順風降落方式由於機速很快和要準確判段降落點,一般的初學者是不容易拳握。如果爬升的速度太快,飛機就會超越預定的降落點,有機會會撞倒人和其他障礙物。如果爬升的速度太漫,飛機就會降落在斜岥下遠遠的地方,要花很大的努力才能撿回飛機!一般來說,爬升的速度是取決於當時的風速,地形和飛機的性能,要準確判段爬升的速度就要有足夠的經驗和奈性,最好是常試多次爬升,抓出最皆的爬升速度後才降落。請收看一段順風降落的電影

landing2.gif (3855 bytes)
順風降落

另外一個可行的降落方式是側風降落。如果地形許可和風向適合的話,我們可以採用側風降落。一般來說,要有這樣的條件,你的飛行場地要有一個長而直的山岥及當時的風勢並不大,而且風吹的方向最好是稍微偏側。有了這樣的條件作側風降落是最好的,因為降落時的速度可以很慢而減低飛機受傷的機會。側風降落的程序首先是另飛機在大至上與你同一高度的地方以順風飛向斜岥,在接近斜岥時轉向,然後迎面的向你的方向漫漫飛過來,最後就在你前面不遠的地方把飛機放下在地面上而機頭最好是稍微指出。請收看一段側風降落的電影

landing3.gif (4405 bytes)
側風降落

高級飛行技術與Dynamic Soaring
製作中,請暫收看有關Dynamic Soaring的文章
construction.gif (2098 bytes)  對不起,現在正忙於砌飛機,稍後繼續完成。最後改動日期 02-Feb-2006.

 

返回主頁
 

 

版權所有,翻印必究