Fusion 2.7 我的圆梦之路

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        几年之前，第一次见到乌克兰Vladimir模型的AVA家族的时候，是一种现在的小盆友看见女神一般的惊艳。这一系列不惜工本的产品也许可以被看成是复材与传统工艺最完美的结合，旷世之美，不可逾越。事实上，直到今天，其招牌式的尾翼布局、甚至外形轮廓仍在被诸多一线厂家模仿、“借鉴”。只可惜，高达万元的售价和接近4米的翼展，让我好像盯着天鹅发呆的chan chu一般，除了咽口水，不敢有任何“非分之想”……

   

Vladimir的两款AVA


美国Flight Comp2015年的新品Optimus F3J


尾翼结构和外形明显带有V厂产品的影子,结构与AVA相仿，外形轮廓则与V厂另一款经典模型MAXA如出一辙
   
       再后来，迷上了帆船，一发而不可收拾，年年做新船，跑比赛，不亦乐乎，完成“深红”的设计之后，滑翔机被搁置了好久。去年冬天难得的空闲，突发奇想，为什么不自己做一个缩水版的“AVA”，圆自己一个梦想呢？或许是迷恋太深，思念太久，决定开工绘图之后，一切出乎意料的酣畅，所有的东西彷如直接从大脑里喷涌而出，只做了最基本的计算，草图就未经修改一次完成了！
       好吧，牛皮少吹，来点实在的料：
       没什么突破性的创新（或许只是因为复制对象是AVA，实在也没能耐再去“创新”了），翼型毫无悬念的选择了AG24-25-26过渡，四折上反角设定为7度和10度，中段机翼弦宽220毫米，外段185-145毫米，翼展则综合场地，便携性和飞行性能等因素最终定为2.7米。
       AVA家族从最基本的方向/升降两通道控制到襟副翼俱全外带减速板的full house都有，我选择了国外非常流行的RES配置方案（方向升降+减速板），并把AVA分列两侧的两块小减速板合并成一块较大的中央减速板，以期简化结构，节省重量（仅需使用一个舵机）。这次使用了3颗物美价廉的银燕80MD金属齿数码舵机，速度、力量均能满足要求，回中精度尚可。
       动力配置方面：双天ECO系列的2216+好盈40A+CAM 11X6，电池分别配置了800毫安的双天GT 3S和花牌1300毫安 3S，理由后面会说到。
       写这点东西，最初的用意其实是想聊聊材料的选择和使用问题。这也是在制作这架模型的时候最用心思，也是最耗神的一件事。原先只打算从某宝上购买锥形尾管，其余全部DIY（后来证明这是一个很傻的决定，各位容我后面慢慢说给各位听）。
       言归正传：AVA家族的设计在很大程度上是一种对传统工艺和现代复合材料巧妙融合的产物。（这也就是为什么我给我的模型取名Fusion-这个单词就是凝聚、融合之意）在设计思路方面，采用小间距的翼肋排列，同时采用复合材料D盒结构和碳片后缘，结合翼肋上下弧碳纤贴片，在获取足够理想的刚性（抗弯/抗扭）的前提下最大限度提高剖面的翼型准确性，同时获得相对于全复材模具制作的机翼更轻的重量。带有V型支撑结构的全动水平尾翼和宽大漂亮的垂直尾翼一直是V厂的标志性符号，采用其惯用的HT系列对称翼型，后段几乎成一条直线，非常便于成型，气动特性却远远好于相对简陋的平板构架尾翼。因此，我在构思Fusion的时候就打算继承这些气动布局。至于V厂惯用的碳纤/混纺D盒结构，考虑到成本（毕竟只是自娱自乐的one off）最终放弃，回归最传统的轻木D盒，而采用随处可见的汽车贴膜”鱼目混珠“，蒙混过关，来提升视觉效果。也正因为如此，材料的选择和使用，以及由此涉及到的结构强度、重量分配等问题就成了此次制作的重点。综合起来看，主要在以下几个方面：
       1. 使用原则：由于是自己玩儿票，无所谓人工成本，所以一切按照最合理的来做，不管多麻烦；
       2. 尽可能因地制宜，在保证效果的前提下节约成本；
       说得具体一点，就是：严格按照受力状况选配用料，能运用手头现有材料的就不另行专门采购。
       在盘点过手中现有材料之后，机翼结构的配料表基本敲定，中段机翼采用松木前缘，1.5毫米轻木蒙板，3毫米轻木翼肋，复合翼梁为3X5松木+0.5碳片，工字型截面（其抗压强度要好于槽型腹板结构），1毫米层板制作的腹板，外段机翼内侧使用桐木前缘，1.2毫米轻木蒙板，下梁采用松木复合梁，上梁则改为同尺寸的桐木复合梁，腹板采用2毫米桐木片制作。外翼外段进一步减轻重量，上下梁均采用桐木制作，截面由3X5过渡至1.5X5+碳片复合结构，腹板则使用3毫米轻木片。虽然繁琐复杂，但经过挑选的材料，加上精心选择的纹理走向，即可以最大限度保证重量集中分配，又可以保证结构强度达到要求。这些看似琐碎的细节，事实上可以令模型的物理性能更臻完美，同时作为一种态度和习惯，也是每个认真的制作者都应该努力养成的。

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多年养成的习惯，自己设计模型都是先从绘图开始。之所以一直不肯直接上电脑画图，就是觉得电脑不如人脑好使，会严重打断思路。每每铺开白纸，摆好米尺和绘图笔，立马就能进入状态，不受任何影响的一路下去，直至完成。


绘图先从垂直尾翼开始……


水平尾翼跟进


V厂特色的V型尾撑结构


机翼总图


中段结构1


中段机翼结构2


机翼外段拼接图


上反角结构细节


翼尖部分

图纸基本搞定之后，制作先从尾翼开始
最先开始制作的是碳纤板搭出的V撑结构，此间最需注意的是各部位配合的精确和灵活度，以及粘合的牢固程度。碳纤表面磨毛是必不可少的手续，正确的粘合剂也是成功的保证。我用了3M专门粘接柔性材料和塑料材质的CA40H，效果理想。










安装至锥形尾管效果1


效果2


效果3


效果4

接下来是全动平尾的制作:
整体前缘是实心轻木拼接而成，开槽拼接翼肋毛坯后整体打磨成型,。然后包前缘碳纤贴纸、 贴上弧碳片-后缘-下弧碳片。因为已经决定弄假成真，所以蒙皮也是模仿真实的碳纤D盒，搭接在碳纤贴膜的外表面。前缘为了保证强度，拼贴了松木条加强。松木条可以浸水弄湿后用电烙铁小心弄弯，以便贴合前缘曲线。







垂直安定面采用了1毫米层板+两侧轻木片的三文治结构,层板中间挖空减轻 。


安定面下方制作了一块1毫米碳片的滑橇来保护垂尾


与尾管开槽拼接组合


没有采用传统的铰链,而是使用碳片+注射器针管制作的转轴+耳片结构，与AVA类似。


与尾管试组合，检查安装轴线


蒙皮并粘合到位










一开始给平尾蒙了蓝色蒙皮，后来改了主意，都换成红的了……






平尾与V撑采用M3尼龙螺丝固定

顺带提一句：制作类似垂尾或平尾这类带有相对复杂的曲线的零部件下料时，用硬卡纸或者薄的塑料片、玻纤板之类的制作一套样板（只需做半边），放样时延轴线翻转镜像，可以确保准确性，是个不错的方法，大家可以试试。这次购买的光面碳纤贴纸质量不错，厚度比较薄，不至于增加太多重量（相较于热缩蒙皮）。背胶带有导气槽，容易操作，延展性也不错，稍加加热后很容易贴合复杂曲面。用蒙皮电熨斗的低温档位施工即可。

尾翼搞定后，尾管内部还需铺设升降舵和方向舵的推拉杆导管。原本打算使用美国Dubro出品的专用柔性推拉杆来制作，奈何店家代购货物一直困在海关出不来，自己又不愿因为这个环节拖延太久，于是选择了很容易买到的内径1.5毫米，外径3毫米的尼龙管，用沸水加热矫直后使用，推拉杆则直接使用1毫米碳丝来制作。必须说明一下：碳丝不能直接与推拉杆或者舵机一端的快速连接器固定，否则一定会出问题。解决的办法是在两端各套上一段长度不小于10毫米的金属管粘接加固（我用的是10号注射针头），当然，一定记得碳纤部件粘合前必须打毛，才可以确保粘合效果。

尼龙管与碳纤尾管粘接处也需要预先作磨毛处理，这时候使用3M的CA40H再合适不过了。还可以适当堆胶整形，让露出尾管的部分更加圆润流畅。虽然CA40H本身就是高粘性胶水，但如果要进行堆胶一类的操作，还是推荐使用滑石粉或者玻璃轻粉一类的填料与胶水混合搅拌，既可以避免意外流淌，又能减轻重量。舵面一端使用了最小的尼龙球头连接，可以有效减小虚位,保证精度。与舵机连接则使用了更加容易调节的快速链接器。不过我习惯使用这类东西的时候把连接器与摇臂固定的螺帽点上一滴螺丝胶，防止意外松脱，又可以减少晃动，保持最佳的顺畅度。

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搞定尾翼组和尾管之后，一直在动脑筋怎么使用木材制作机头部分。AVA（以及Supera等等）独创性的使用了高翼台配置的机头，不但可以给机翼固定面更宽大稳固的安装基准面，还大大减少了机翼与机身硬性过度造成的气流扰动，独联体国家深厚的航模气动理论功底再次被卓越的加以演绎。说到这里，忍不住插一句：其实V的很多模型都是与MIT的Mark Drela“合作”的，只不过这种合作比一般的购买版权进行生产来得要高级得多：V厂在经过授权的前提下拿来MD的设计理念和基本参数，然后对其细节进行深度再设计和再完善，把一个性能优良，但充斥着美国式实用主义，外观简陋粗糙的模型演绎成性能更加优良，外观蜕变成惊世骇俗的工艺品的魔术。

回到正题：由于高翼台是制作的重点，所以木质结构就很难沿用复合材料模具制造的方式方法。既要保证强度，又得制作好简洁流畅的外形（否则难以与AVA浑身散发的特殊魅力相匹配）。百般困扰之际，恰逢RCGroups网站上有人介绍一家克罗地亚的工厂，专业生产各类滑翔机复材机身机头，甚至包括V撑结构总成，可供翼展1米5至3米以上的模型使用……更加令人兴奋的是，这些产品很多完全沿用了V厂经典外观造型，且价格十分公道，甚至可以说是低廉。查看了网上的评价，口碑相当的不错，于是立即放弃了原有打算，直奔银行汇款购买。两周后东西到手，开始另一个令人头痛的纠结……

在开篇当中曾经提到，网购锥管制作尾梁后来证明是一个很傻的决定，现在，这个“傻”终于爆发了：克罗地亚机头确实做工不错，物超所值，但有个最大的问题：国外2米5以上的滑翔机模型大多采用较为粗壮的锥形尾管，例如23毫米，因此，这家工厂的机头末端的内嵌式结合面也是这个23毫米内径的尺寸。然而国产的锥管前端最大直径也仅有18毫米（还是外径）而已！想要把很细的尾管漂亮的跟很粗的机头末端拼合，又要保证纵轴的基准精确，强度足够，不增加太大重量……哎呀呀，愁煞我也！！有人会问了，既然人家配套提供粗的尾管，干嘛不把你现在的直接换掉？其实也简单：第一是因为我觉得太粗了显得笨笨的，第二是因为……唉，因为V撑已经和尾管经过校准粘合到位了。

在杀死了足够多的脑细胞之后，某天早晨迷迷糊糊之际忽然一个绝妙的想法轰轰隆隆从脑子里冒了出来，兴奋之情无法言表~！@#￥%……&*（）

先看看照片吧：











这款机头是3J/5J两用的设计，因为我做的是电滑，机头需要锯掉一段，来配合35毫米的铝合金桨罩。同时，因为我的尾管外径远远小于机头的配位面，所以这段东西也就成了多余的，齐根截断。酱紫手里就有了两段东西可以拿来“原汤化原食”了：

具体方法是，先把原先的配位段剖开一条缝，修整缝隙的宽度，直至能够正好包覆住尾管前端（此段增加厚度只要是为了后续加工提供较好的强度），这样，加厚的尾管与机头末端的缝隙就被大大缩小了。然后再用2毫米的玻纤板做出两个机身内隔框(因为是锥管，因为我考虑不周，因为木已成舟，因为各种因为，所以这两个隔框要想和尾管严丝合缝，只能锯开一条缝，弄成C字形套进去。而且，因为前面这个隔框要伸进去一段距离，还得先弄进空间十分狭小的机头后面。总之，大冬天在阳台上出了一头汗，用了各种手段，总算是搞定了。

机头和尾管在连接处那个明显的落差就成了接下来的挑战，不过这次我倒是一点也不怕，咱不是有锯下来的那个“鼻子”嘛，这会儿派上用场了，开缝，套上，上胶，修正打磨，喷上点油漆遮丑，哈哈，就算我有强迫症偏执狂，也能欣然接受了！有图为证：




你没看错,肚子底下还有个牵引钩，还是可调的，以防哪天心血来潮还可以玩儿一把弹射。你问我为啥贴个标签？是为了搞笑吗？其实不是，是那个地方的合模线有点瑕疵，打磨填补后胶衣磨穿了。为了遮羞……

过了这一关，后面的作业基本上是轻松自如，一气呵成了。翼台开孔，埋反爪螺帽，值得一提的是，机翼固定放弃了V厂标准的金属螺栓，改用M5尼龙螺栓。这样做的好处是：如果机翼受到粗暴着陆或者意外撞击，其剪切应力将先行把螺栓扯断，而其余部分则可以得到最大限度的保护。这种“牺牲螺栓”的设计在深红的一次飞行意外中得到了再一次的检验，所以在这里我向大家推荐一下。






动力安装到位。防火墙用了3毫米碳板加工制作。座舱盖的固定方式一目了然，使用的是2.5毫米直径的碳丝。

机身内部设备安装没啥新鲜玩意儿，就不再啰嗦了，后面的照片一看就明白。搞定这部分以后接下来就是机翼的制作。前面提到过，当下最流行的Mark Drela AG24-25-26翼型可以利用自身的变化部分（或全部）取代早先普遍采用的机械外洗（翼尖气动扭转）。老习惯，照例制作样板，手工削制翼肋。并非我有自虐倾向，实际上我一直认为熟练的手工削制翼肋，其成果的精确程度还是要好于普通激光切割的，这是因为，手工削制翼肋如果方法得当，能够很好地控制翼梁开槽的精度，（我们小时候教练的要求就是翼梁放进去不松不紧，翼肋不会掉下来）从根本上杜绝由于配位偏差导致的整体框架扭曲变形。此外，激光切割还是会有一定量的损耗，而这些损耗在某些特定条件下会被放大，导致不必要的偏差。



切削中段翼肋


反面


成品




完成的中段机翼框架


2.5毫米碳棒制作的副梁可以提高抗扭能力


外段机翼定位销使用了硬木筷子的尖端制作


加强用的三角轻木块。可以看到复合工字梁细节


减速板支撑框架


最外侧是1毫米层板制作的完整翼肋，作为与外段机翼拼接的基准端面


减速板由4毫米轻木打磨成型，背面贴合0.1毫米碳片加强


与机身组合匹配




蒙皮完成


Fusion是我自己设计的美术字体，用薄PVC不干胶切割贴上






减速板用蒙皮制作铰链


经过试验和测算制作的滑轨式收放机构


可以在0度-90度区间内自由开闭，无虚位晃动

这里我想专门提一下机翼中段固定的问题。除了前面说过的尼龙牺牲螺栓，个人认为传统工艺上普遍采用的硬木块填充方法有待商榷，主要理由是：虽然中间翼肋可以选用密度较大（靠近树根部位）的轻木片提高强度，但总体来说，跟与其直接粘合的硬木块来说仍然存在相当大的密度差异（或者说比强度差异）。这样一来，在受到外力撞击时，密度、质量都要大得多的填充物会产生更大的惯量，突破翼肋粘接面的束缚继续向前移动，从而对整体结构造成破坏。如果改用密度相近的轻木块填充螺栓孔周围的硬点，则担心强度不足，时间久了造成松旷移位，影响装配的准确度。为了平衡这一矛盾，我的方案是：填充木块选择两块纹路呈90度交叉粘合的高密度轻木块，填充并修正外形，直至与翼肋形状完全吻合。打好螺栓孔后截取一段壁厚适当的碳管（或铝管）植入轻木块当中粘合，其长度与翼肋下表面随形，上面留出一定深度，形成半沉孔来容纳螺栓头，减小阻力。为了进一步减小植入碳管所承受的垂直压力，在半沉孔底部再加入一个1毫米碳板制作的垫片，与轻木块粘接。使用这一结构之后，不但可以减轻相当可观的重量，还能保证足够的机械强度和抗压、抗剪切能力，可谓一举两得。

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接下来就是把肠子肚子一起塞进机头的空间里，尽可能做到干净整洁有条理。没什么过多的秘诀，别忘了先把所有东西都弄进去确定一下大概的重心位置就好。









大致情况是：机头内共计安装有：JR RG631一个，配套的卫星回传模块一个，JR高度传感器一个，银燕EMAX金属数码舵机两个，好盈40A无刷电调一个，800毫安3S或1300毫安3S电池一个，双天ECO 2216马达一个（KV890）。前面说过给模型配备了两块不同大小的锂电池，现在解释一下原因

两块电池相差不到50克吧。都放在电调之上，马达后面。用小电池，重心在设计位置之后3毫米，大电池则在设计重心之前5毫米。都处于可控范围之内。我的使用原则是静气流到2级风左右的温和天气使用800毫安的电池，3级风以上使用1300毫安的电池。这样做的好处是，小风天模型更“飘”，更适合大舵量盘气流，风力加大后，略微偏前的重心位置可以提高穿越性，在不增加专门配重的前提下提高抗风能力，便于回收返场。JR的高度计重量仅有1.2克，却可以提供高度的回传信息，只是觉得测量精度好像不是那么高……
不太清楚别的高手是怎么处理的，不过我的机头前端为了稳妥起见还是用泡沫拖鞋底做了个环形的隔断粘在里面，避免电池由于惯性碰撞马达后部，造成不必要的麻烦。经过若干次全油门试车，双天马达没有任何过热迹象，所以机头两侧暂时也没有开冷却空气进口。

虽说这款机头只是内部局部用碳布做了加强，但为了确保信号接收顺畅，还是把很长的2.4G天线引出了机身两侧（外带第三根回传模块天线）。虽然难看了点儿，但总比失控的危险来的划算。

接下来的过程就是完成两副外段机翼的制作了。这些波澜不兴的也没啥亮点，不多啰嗦。不过这几次DIY制作下来，深感国产蒙皮的质量差异一直没有很好的得到改善。实色蒙皮基本都没问题，一旦做成透明色的，问题就来了。不是温度范围不恒定（比如不同颜色的工作温度相差比较大），就是工作温度范围太窄，稍微差一点就粘不住，过一点就收缩过量，整个蒙皮过程变成了挑战耐心与意志力的终极考验。以前用惯了鬼子的蒙皮，又柔韧又轻盈，温度范围广，宽容性好，收缩力强，但不会伤结构骨架。而我们的透明膜又厚又脆硬，温度过高的话真的会让骨架产生形变，要么直接硬生生脱胶。一样的基材，一样的背胶，难道是色粉出了问题？为什么不透明的颜色就好得多呢？

不管怎么说，折腾了一个来月，模型总算是收工了。基本上达到了预期的效果，喜欢自不必说，但总还是要通过实际飞行的结果来判断成败吧。
先把完成照贴出来，找机会去飞场试试。


摆个地摊~


打包带走?


不装起来不知道大






还算漂亮吗？反正俺挺鸡冻……

从昨晚写到现在，大半天时间了。暂告一段落吧。希望抛砖引玉，与各位高手同好一起探讨切磋。以后有试飞啥的再来更新汇报给各位

谢谢观看。

xeogras

LZ是不是从事和绘图相关的专业。。。这图画的真是。像打印的

triplane

xeogras 发表于 2015-2-10 01:25
LZ是不是从事和绘图相关的专业。。。这图画的真是。像打印的

还真不是。呵呵~
不过自己画图本身也是一种乐趣。做模型懂一点机械制图，会有很大的帮助。

xeogras

triplane 发表于 2015-2-10 01:48
还真不是。呵呵~
不过自己画图本身也是一种乐趣。做模型懂一点机械制图，会有很大的帮助。

那也是练过的吧

adam1209

赶上直播了啊！！哈哈
楼主的图纸画得太精美了！手工也好！

尔沃尔

谢谢楼主分享！

wdl67

这图画的，这手艺，五体投地。

fangxiwei

小小小小康

此贴必火还等什么，抄起家伙，准备看完

jlzah

顺V子

顶上去

jiandan5972

顶下

滇曦和尚

天呐，年度巨作！！！

zjs13588

这图画的，无话可说呀！佩服

zzp_scott

这图纸本身就是一件艺术品啊，太厉害了

lidayan7410

完美的手工制作，期待然后！

15849922080

一个滑翔机上万元