[基础] 泛谈模型飞机重心（摘编至个人收集的资料）更新完成

城市浪人

模型飞机重心的定义：
我们把模型飞机重心解释为：把飞行中的飞机重量凝聚于某一点，该点是直接对地心引力产生象地重力作用的所在，此一重心点不论飞机在空中的姿态如何，它永远垂直于地面。（此处更正，因失误将地平面打成地面）
掌握模型飞机重心的变化的意义：
模型飞机的初学者都是从模型店购买练习机学习飞行，有的店家可以帮忙组装，但大多由爱好者在家自行组装。组装完成后试飞，一般会有两种情况发生，一、飞机头轻，升降舵必须微调成降舵，机体才能保持平飞。二、飞机头重，升降舵必须微调成升舵，机体才保持平飞，并且伴随机头难以拉起和起飞距离加大、降落速度过大的现象。－－这两种情况对老手来说不是什么问题，问题是初学者并不了解飞机重心的重要性，一味按照说明书拼装组合，往往在试飞的时候发生异常，不能及时修正舵面而坠机。因此掌握飞机重心变化对初学者来说是十分重要的。
学会模型飞机重心的调整：
一般的教练机套件说明书里都会标明该机型重心的所在。重心多落在翼弦三分之一处，而教练机一般使用克拉克Y型翼型，这种翼型为最普通且最可靠的翼切面，属于高升力中等速度也是高阻力翼型，若是依照翼弦前三分之一处重心实际飞行多会产生机头偏轻的现象，但这种微小的差距并不是不可以飞行，只是如果你想要飞得更顺手的话你可以尝试将重心稍微前移（可以把接受或动力电池前移），你将会发现飞机起飞降落及空中动作更容易掌握，飞机会比较听话。



[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-26 at 09:52 ]

城市浪人

有关影响重心变化的若干因素：
一、水平安定面对重心的影响：
基本上当我们计算飞机升力负荷时，是包含了主翼和水平安定面的总面积，换句话说，水平安定面就是一个小主翼，它除了提供水平安定作用外也提供少许升力，它的这些升力直接影响了全机重力的所在，影响结果是：小安定面形成重心前移，相反大的水平安定面则形成重心后移。
如下图





模型飞机翼型切面大致分三类，低速、中速、高速三种。此三种由于性能特性各不相同，因此在重心位置上各有差异：
一、单翼面：低速－－重心在前缘50％后
二、克拉克Y型：中速－－重心在前缘30％－33％
三、半对称或全对称：中或高速－－重心在前缘27％－30％
四、流线薄翼型：高速－－重心在前缘25％－30％
如下图



爱好者在选取重心位置的时候可以参考机型所带翼型来决定。

[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-26 at 10:05 ]

城市浪人

攻角对重心的影响
如下图：
攻角是使主翼产生升力的设计，对重心影响如下：
攻角大－－重心前移
攻角小－－重心后移
原则上我们宁取小攻角而不采取大攻角。



[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-25 at 10:00 ]

城市浪人

翼外形的影响：
各类型飞机因为飞行的目的不同，主翼外型也有所不同，因此也形成了重心不同：
一、基本矩形翼：重心在距前缘30％为准，适合中速机型，若用于低速机型，则重心后移。

二、对称形梯形翼：重心与矩形翼相同，适合中速机型

三、抛物线翼型：重心在前缘后33％，适合仿古中速机型。

四、后掠翼：视后掠角大小而定，后掠角越大，重心越后移，反之向前，适合高速机型。

五、前掠翼：视前掠角大小而定，前掠角越大，重心越往前移，反之向后，适合高速机型。

六、串型翼：仅适合低速机型，重心在前主翼后缘至后主翼前缘四分之一处。

七、尾前式：重心在后主翼前缘至前小翼后缘后的三分之一处，适合中高速机型

八、无尾盘型翼：重心在翼弦前四分之一处，适合低速机型

九、无尾三角翼：视后掠角大小而定，重心通常在前缘五分之三至二分之一处，适合中高速机型

十、飞翼式：视翼型种类而定，正长方形者重心靠前缘，前缘有后掠角者在距正中央前缘约30％－－40％。前后缘均有后掠角的可参照后掠翼求出重心，前掠角者，可参照前掠翼求出重心，适合中高速机型。

十一、板状翼：多为正方型或长方型，重心在前缘约六分之一处，适合低速机型







综合以上要点，我们了解模型飞机的重心变化相当复杂，它将受机型、翼型、翼切面、攻角（迎角）等相互牵制影响，因此在自行设计机型时，应该考虑重心位置。而决定重心时无把握，不妨把机头略重点，切记不可机头过轻，否则试飞时不仅不好修正，还可能会有危险状况发生。



[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-25 at 08:38 ]

城市浪人

终于快打完了，可怜我一指禅打拼音，一个字，累！！

本文摘编至我长期收集的一些模型相关资料，放出来是为了给一些需要帮助的朋友，希望高手不要笑我哦:em15::em15::em15:


另外感谢编写这篇文章的作者，因为是以前收集的资料，找不到作者姓名，没能一起贴上
了:em17::em17:



终于更新完成了，手累，心也累，

也看到不少朋友的跟贴，也逼自己去啃枯燥的模型基础，呵呵，又掌握不少东西了

（更新完成后感想）

[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-25 at 10:03 ]

tray

好贴，对我很有帮助阿!

ravenfire

不错～！先给评4分

lsw92

:em26::em26::em26::em26:

踏平东京城

没啥好说的,浪哥的文章先顶了再看~~:em06::em06:

shenjq

顶

the3rd-eye

建议置顶。

feda

首先对浪人辛苦码字表示崇高的敬意！:em26:

我已经有二十年没有考虑物理问题了。近来读到一些本坛的帖子，让我很不理解：难道经典物理学又有了新的发展？

“此一重心点不论飞机在空中的姿态如何，它永远垂直于地面。”
一个点如何垂直于一个面？:em22:

不错，你可以通过“把接收机或动力电池前移”来使重心前移，但你如何能通过改变尾翼面积和机翼攻角来实现重心的前移呢？而且，原帖还似乎暗示重心和飞行有关，因为原帖说重心是“在飞行中的飞机重量凝聚于某一点”。

前些天还有人问既然电动机的效率比汽油机高，为什么汽油机的动力更强劲？
这是把功率和效率混为一谈了吧？:em22:

城市浪人

终于可以好好看看相关资料来回答楼上同志的问题了，可怜我这个电子工程师要去啃物理知识了:em15::em15::em15:

城市浪人

关于12楼问题：
一“此一重心点不论飞机在空中的姿态如何，它永远垂直于地面。”
一个点如何垂直于一个面？

（原资料原文，原文是作者估计是宝岛或香港的，很多繁体字和用语需要好好推敲）停在地面的飞机，一如停在地面的汽车，无所谓重视重心重心的顾虑，可是飞机必须飞行于空中，一旦飞机在空中飞行时，它本身对地心引力反映则于至于地面上任何物体不同，此乃是由于飞机上下左右都是虚浮状态，它整体重量只凝聚与一点，仅此一点对地心引力发生作用，一般术语称之为该机对地的吸力中心（我看这个吸力挠了半天头，呵呵:em22::em22:），或通常一般称之为该机重心，我们可以把重心解释为：把飞行中的飞机重量凝聚与某一点，该点是直接对地心引力产生向地重力作用的所在，此一重心点不论飞机在空中姿态如何，它永远跟地平面垂直。

我对原文的理解是：从这个点到地面的力距线是垂直的，而不是成夹角的，如下图（我只是电子工程师，不是物理专家或语言专家，如理解错误请指教，但本贴不是讨论文字的游戏:em15:）




不知道这样理解正确吗？

[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-26 at 09:49 ]

我挑我的

呵呵......x的那种情况不可能发生的.....不管是不是飞机....

城市浪人

我挑我的  在 2005-6-25 09:35 AM 发表:

呵呵......x的那种情况不可能发生的.....不管是不是飞机....

没办法啊，只能用这种蠢方法来解释垂直这个问题。呵呵

城市浪人

12楼第二个问题：

不错，你可以通过“把接收机或动力电池前移”来使重心前移，但你如何能通过改变尾翼面积和机翼攻角来实现重心的前移呢？而且，原帖还似乎暗示重心和飞行有关，因为原帖说重心是“在飞行中的飞机重量凝聚于某一点”。


我查阅了相关资料和模型手册，觉得，这篇贴所说的并不存在误人子弟，是正确的，估计这是个人理解能力差异造成的。

我首先理解的是原文作者是想阐述在飞行中尾翼面积和机翼攻角都会改变重心位置，这是要点。
其次，我查阅了《航空模型分册》《航空模型基础知识》两本老书，上面对飞机安定性的描述并没有和原文的观点相冲突。

下面文字引述至《航空模型分册》：
18页关于重心的说法：
模型飞机的重心

模型飞机的平衡，在很大程度上同它的重心位置有关。模型飞机的重心就是各部分重量的合力的作用点，严格来说，模型飞机的重心位置，应该包括前后、左右、上下的位置。但由于模型飞机是左右对称的，重心在对称面上。另外模型飞机高度相对长度来说很小，所以关键是找出重心的前后位置。。。。。。


19页关于平衡的说法：

作用在一架飞行的模型飞机上的力很多，有升力、重力、拉力、阻力等等，如果这些力同时满足以下两个条件：所有的外力之和等于零；所有外力相对于重心的力距之和也等于零。那么，模型飞机就会处于平衡状态。。。。。

城市浪人

重心当然和飞行有关，这是众所周知的，而模型飞机在飞行中应该尽量避免重心的改变，比如油箱安装一般靠近地面测试重心的位置。避免燃油消耗后重心改变。  机翼一定要坚固，避免飞行中位置或形状改变而改变重心。

所以我认为，模型飞机的重心并不只指地面重心，而应该指在空中飞行时候的重心，不知道正确吗

[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-25 at 10:07 ]

feda

城市浪人  在 2005-6-25 09:53 AM 发表:

重心当然和飞行有关，这是众所周知的，而模型飞机在飞行中应该尽量避免重心的改变，比如油箱安装一般靠近地面测试重心的位置。避免燃油消耗后重心改变。  机翼一定要坚固，避免飞行中位置或形状改变而改变重心。
...

你说得不能说不对，但容易产生误导。

重心的问题可以有很简单而又准确的表述。

1.首先，重心（即：一个点）无所谓方向，而重力的方向是指向地心的。不知道“它永远垂直于地面”这种的说法有什么好处？即使说的是重力，地面不水平的时候还会垂直地面吗？

2.重心相对于飞机的位置只与飞机质量的分布有关，而与飞机的姿态无关。所以，油少了，电池掉了，乘客跳伞了，都可能引起飞机重心的改变，至于飞机是飞着的，还是停着的，俯着的，还是仰着的，都不会影响飞机重心的位置。（“升力直接影响了全机重力的所在”的说法是完全错误的。）

3.要分清重心的实际位置和重心的设计位置的区别。设计位置是重心应处于的位置。在飞飞机的时候，我们应该把重心的实际位置（通过配重，如改变电池的位置）调整到重心的设计位置。所谓“小安定面形成重心前移，相反大的水平安定面则形成重心后移”这类的说法如果改成这样说就对了：缩小水平安定面形成升力中心前移，相反，加大的水平安定面则形成升力中心后移。所以，缩小水平安定面后，重心的设计位置应该前移，相反，加大水平安定面后，重心的设计位置应该后移。

城市浪人

首先承认一个错误，因为我的失误，将原文里的地平面打成地面:em23::em23:下面是原文图片



[ Last edited by 城市浪人 on 2005-6-26 at 09:58 ]