航模八卦贴——轻木知识

上升气流

    整理一篇关于轻木的文字，原因有三。一是常看见坛内有模友在问“轻木是不是三合板”等等奇怪的问题，顿时晕掉……:em20: 关于这种材料的种种传说，还是有必要在这说一说。第二个原因是今天刚刚挂职本版块，算是对大家有个交代吧。还有一个原因，由于我光荣地成为西双版纳傣家的女婿，这些年常在版纳地区游荡，看多了这种树种（家里院子中就自然生长着一棵7米多高的树），对于这种优良的模型材料，在这里拿出来与大家分享吧:em15:
    :loveliness: 就用一篇目击报道作为引言吧：
    要说3岁小孩能扛起一根直径40厘米粗的大木头，也许不会有人相信。不过在中科院版纳植物园内，亲眼看到一名身体瘦小的傣家少女，双手各用两个手指提着一块20厘米宽、6厘米厚、1.3米长的方木在草地上轻盈地跳着孔雀舞；一名小伙子伸手抱起一根长2米、直径达40厘米的大木头轻轻地举在头顶尽情玩耍。

    植物园的邹寿青教授解释说，这是地球上最轻的木料——轻木，不要看刚才小伙耍来耍去的一大根木料，其实就是3岁小孩也能扛起来。可就是这“轻如鸿毛”的轻木却不简单，差点成了我国著名“运七”飞机的材料。
    丢入池塘水上漂
    一般的木头放在水上是浮着的，但轻木放在水上却是漂着的。轻木原产南美洲和中美洲，其密度只在0.16至0.2之间，比起最重的木材1.2的密度来，就真的是“轻如鸿毛”了。怕我不信，文质彬彬的邹寿青顺手就抱起一大根木料，笑盈盈地扛在肩上，随后又拿上一块方木带着我来到一个清澈如镜的池塘边，将方木丢下水中。果然一大块木料入水后，竟然像泡沫一样漂在水面上，几乎没有吃水痕迹。

    据邹寿青介绍，1965年，因为我国航空事业的需要，当时有关部门从厄瓜多尔引进了这批轻木。当时由于气候和台风等因素，这种只适宜在700米海拔沟谷雨林种植的热带树种，只有西双版纳试种成功。当时正好从南京林业大学毕业的邹寿青被分配到植物园后，就一直从事轻木的种植和研究工作。
    只可惜后来由于文G等原因，这批轻木没有成为制造飞机的原料飞上蓝天，最终成为上海一家热水瓶厂的瓶塞。
    差点跻身“运七”飞蓝天
    在上个世纪90年代中期，轻木再次引起了航空设计师的兴趣。邹寿青说，当时我国著名运输机“运七”设计组的一名设计师通过中科院，找到了邹寿青教授，希望植物园能够提供大量轻木，用于“运七”的制造。由于在文G时期遭到了毁灭性的破坏，西双版纳保留下来的轻木，无法满足“运七”生产批量提供的要求，而最终与“飞上蓝天”的机遇擦肩而过。
    不过在省体委的支持下，邹寿青教授的轻木研究成果于2001年再次得到了施展的舞台。
    省体委因为发展航模项目的需要，在西双版纳种植了200亩轻木，因为在航模赛事中要胜出，就必须使用轻木做原料以减轻自重。
    虽然最终两次都没有实现飞上蓝天的梦想，不过到底开始和航空靠点边了。邹教授说，由于“养在深闺人不识”，至今我国每年需进口数千立方的轻木，每立方高达5000元，而航空大国美国，成为了地球上最大的轻木需求国。
    “轻如鸿毛”一身宝
    假如在20摄氏度的室温中，往数百度高温的铁板、或者零下10度的冰块上铺上轻木后，用手摸在轻木上，它的温度肯定还是20摄氏度的常温；若在一间放着震耳欲聋音响的房间中央隔起轻木板，人在没有音乐的另一端听起来肯定是静悄悄的。
    邹教授说，单以这样绝佳的隔热和隔音吸音效果，就算不用来制造航空产品，用于航模和教学用具，甚至生产达到“冬暖夏凉”效果的隔热地板，市场前景也非常广阔。

[ 本帖最后由 上升气流 于 2009-11-9 15:24 编辑 ]

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    如果你去问一位模友，知不知道世界上什么树的木质最重。大概不是每一位都能回答出来吧。但是如果你问他什么树的木质最轻，绝大多数模友都会告诉你是“轻木”，尽管这个XX并不正确。轻木只是世界上木质第三或第四轻的树。只不过比它更轻的那些树都不成材。与其说是树，不如说是大棵的“蔬菜”。因为它们的木质更像洋葱头，一层一层的，可以剥离开来。如果把问题中的木质换作木材，问“世界上最轻的木材是什么”，XX就一定是轻木了。在显微镜下，轻木的细胞个体很大，但是细胞壁很薄。它的木质纤维仅占总体积的40%，固态物含量极低。生长中的轻木细胞中充满了水，它的树干长得又直又硬，就好象被充满了气的汽车轮胎一样。轻木含水量相当于它自身木质纤维重量的5倍，被砍伐后要彻底烘干，整个干燥过程需要2周，直到木材的含水量达到6%。干燥后的轻木密度为385kg/m3。
    轻木是一种非常昂贵的木材，它通常只被少量地运用。当它被用于汽车制造业中，成为了美国汽车文化一个标志。雪佛莱跑车诞辰五十周年纪念上的 Corvette汽车的地板是用轻木的木芯制成的。这是一种类似于三明治结构的人造板。轻木内部蜂窝状的构造，不仅有效地降低了汽车的震动和噪音，而且还增强了汽车地板的强度。轻木也是制作模型飞机的主要材料之一。今天我们就来谈谈轻木的一些小知识，也算是航模八卦吧。

    轻木（BALSA），又称南美轻木、巴尔沙木，源于南美洲的厄瓜多尔，具有独特的细胞结构和轻质、高强的特点。其实我国国家标准中的标准名称是西印度轻木。西印度是指西印度群岛。所谓西是相对于我们的邻国印度而言的。也就是哥伦布发现美洲时自以为是印度的那个地方。轻木的拉丁名称为Ochroma Pyramidale (Cav.ex Lam) Urb，也称作Ochroma Lagopus Swartz。英文一般称之为Balsa。它属双子叶植物纲五桠果亚纲木棉科轻木属。轻木属中只有轻木一种。而大家熟悉的攀枝花（木棉）、榴莲等都是木棉科(Bombacaceae)的植物。

    轻木自然分布于中美洲和南美洲，生长在那里气候湿润的热带雨林中，是一种乔木。材质特轻。木材外表与白松或椴木相似。干燥的轻木每立方呎仅重6∼8磅(2.7∼3.6公斤)。这种树四季常青，树干高大。自然生长范围从危地马拉向南，包括整个中美洲，一直延伸到南美洲的西北海岸，如波利维亚等国。位于南美洲西海岸的小国厄瓜多尔是世界上轻木木材，特别是航模用材的主要出产国，其轻木产量占世界总产量的98%。

[ 本帖最后由 上升气流 于 2009-11-9 15:09 编辑 ]

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    轻木的生长环境需要较高的气温、大量的降水，同时还要求土壤的排水性要好。因此，轻木的最佳生长环境是热带河流之间夹着的高地上。厄瓜多尔的气候与地理条件就决定了这是一个供轻木生长的绝佳环境。轻木不仅木材特别轻，木质细白，虫不吃，蚁不蛀，而且生长迅速，树干又高又直，分枝少，叶片大而圆。在热带雨林里，它宛若着紧身短衣筒裙、系银腰带、撑着绿纸伞的傣族少女，窈窕美丽，亭亭玉立。


一般的木头放在水上是浮着的，但轻木放在水上却是漂着的。巴尔沙（Balsa）是西班牙文，意为“筏子”。原因是这种木材浮力极好，当地人用此木做成筏子。在厄瓜多尔，人们称其为Boya，意为“漂浮”。
据说，15世纪时哥伦布首先发现了美洲新大陆。从那以后，欧洲殖民者争先恐后地派军队占领美洲地盘。西斑牙军队到厄瓜多尔时，军人们看到在流往萨摩岛的奔腾咆哮的河流中，有七个土著姑娘乘着一种特殊木头扎成的木筏，冒着狂涛激浪漂流而下，木筏时而在浪尖上，时而沉入水花中，但始终都不会沉没，感到十分惊奇。后来，军人们还发现，这种木头特别轻，防腐性能好，当地手工艺人用它制造出的各种各样的生活用具和工艺品，很受人们欢迎，往往供不应求。于是，西班牙军人第一次把这种木材叫做轻木。后来，轻木被运到西班牙乃至整个欧洲，并逐渐在全世界传播开来，且广泛用于航空、航海、隔音、隔热、室内装饰等方面，效果特别好。
轻木浮力约为软木的二倍，适於制造救生圈和救生衣。由于具有很好的弹性，也是包装家具等物品和制造机器座垫的优良防震材料。它还具有较好的绝缘性，可用作保温箱、冰箱和冷藏室的隔热材料，并且是制造装运固体二氧化碳容器的良好材料。


自然界中并不存在成片生长的轻木林。轻木是散生在热带雨林中的。常常是单独一株独立生长。即使周围有几株，也是相距较远。轻木的繁殖依赖于数以百计的长种荚。在风的作用下，把上千个种子散布在一大片区域内。等种子落在地上后，就会逐渐被落叶、鸟粪等覆盖。直到有一天，由于某种原因，比如有一棵大树死掉了，本来遮天蔽日的丛林中忽然露出了一条缝，阳光照到了地面上。这时，轻木种子就开始发芽了。轻木刚发芽的时候，就跟小草一样粗细。等轻木长起来以后，最强壮的一枝存活下来，其它较弱的就都死掉了。等轻木长大后，方圆一两公里也就只能留下一两棵树。轻木种子纤维在商业上称为草鸭绒或兔子爪，用作床垫和坐垫的填料。轻木纤维与一些其他种子纤维的混合绒，常作植物纤维出售。

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轻木又称百色木，轻木是木棉科、轻木属中唯一的一种常绿中等乔木。是世界上最速生的树种之一，轻木一年就可长到五六米，直径5—13厘米。由于它体内细胞组织更新很快，植株的各部分都异常轻软而富有弹性。一株10年生的轻木可高达16-18米，胸围1.5—1.8米。其树干挺直、树皮栋褐色。其叶呈心脏形，片片单叶在枝条上交互排列，叶的边缘具有棱状的深裂。花长得很大，是白色的，着生在树冠的上层。果实称作蒴果，长圆形，里面有绵状的簇毛，由5个果瓣构成。种子是倒卵形的，呈淡红色或咖啡色，外面密被绒毛，犹如棉花籽一样。


    轻木成长得很快。就因为这个，很长时间，人们都一直把它看做是“杂树”。发芽六个月后，树就会有4厘米粗，3到4米高了。经过大约十年，树就成材了。这时，树干会有20至30米高，30厘米至1.2米粗，可以砍伐了。
    如果听其自然，让它继续生长下去，外围新长的那部分木质会变得十分坚硬。同时，树心就开始烂掉了。如果一直不砍伐的话，轻木的树径可以超过两米。不过这时树反而没有什么可用之材了。轻木的树叶形状很像葡萄叶，只是要大得多了。当它还是株幼树时，叶子的宽度可以有1.2米那么宽。随着树逐渐长大，叶子一点儿一点儿变小。最后叶宽变为20厘米至25厘米。在热带丛林中，像轻木这样，叶子形状如此简单的树并不多。因此，在丛林中轻木十分显眼。轻木的花为五片黄白色的花瓣，象芙蓉花。果实裂开象棉花。这就是为什么这个科称为“木棉”的原因。

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轻木可以说是天生的丛林“保育树”。它为那些生长缓慢的树苗遮蔽着热带毒烈的日头。假如说由于热带风暴或其它的什么原因有一块雨林受到了破坏，轻木很快就会发芽，并在短时间内生长到一个相当的高度。再加上此时轻木的叶子很大，这样就为那些生长缓慢的其它树种提供了难得的绿荫。等到那些树木逐渐成长起来，能够独立生存了，轻木也该死去了。由于轻木长得快，一开始叶子很大，然后叶子逐渐变小，再加上生长周期较短，这些都使轻木成为热带雨林生态中绝佳的“保育树”。

尽管轻木就是这样，在大自然的安排下，牺牲自己，成就别人。但是人类最终还是发现轻木实际上是一种非常有用的资源。对轻木的开发始于第一次世界大战期间。当时协约国由于软木匮乏，急需替代资源。当然，直到现在，同一个问题自始至终一直在困扰着人们：如何把它运出丛林。由于轻木都是散生在丛林中的，因此大规模生产所采用的手段与工具设备也就毫无用武之地了。采伐轻木最有效的方法依旧是非常原始的。就是用斧子把轻木砍倒，然后用若干头牛把原木拖到最近的河畔。捆成木排，顺流而下，漂至设在下游的木材粗加工厂。
伐木工作一般由两个本地工人组成一个小组，每人都配备一把宽刃的西班牙伐木斧、一把大砍刀和一根长钢棍。钢棍一头磨成凿形，等把树砍倒后，用它来除去树皮。由于丘陵起伏，几头牛一天只能把两根原木拖至河边。在木材加工厂，轻木被粗加工成大块的木板，经过干燥窑的干燥，最终通过海运运至世界各地。再由各地的生产厂家精加工成各种型材。砍伐时的树龄在很大程度上决定了轻木木材的质量和重量。

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    我国台湾南部早有引种，而大陆地区则于1962年引种于西双版纳。目前，云南、广东、福建、海南、台湾等省区均有种植。其中，西双版纳至少有一万亩轻木林场。如果模友到西双版纳旅游的话，别忘了到中 国科学院西双版纳热带植物园去参观一下，那里就有轻木种植。另外，如果去海南岛旅游的话，在尖峰岭国家森林公园也能看到轻木树。

    只有在显微镜下我们才能了解到为什么轻木会这么轻。轻木的细胞很大，细胞壁很薄。因此木质中固体体积与整个空间体积的比例就非常小。绝大多数树的树干中都有一种像塑料一样的胶状物，称为木质素，用来把各个细胞黏结在一起。轻木的树干中，这种木质素的含量极低。轻木中的固体物质只占总体积的40%。轻木之所以能挺立在丛林中，是因为每个细胞内都充满了水，就像汽车轮胎充满了气一样。轻木树干中的水份通常是木质成份的五倍。因此，在加工厂中，要通过干燥窑把大部分水份去掉。整个干燥过程需要两周左右。最终使木材中的水份降到6%左右。干燥过程还起到了杀菌除虫的作用。
    轻木木材的比重范围相当大。轻可以轻到64kg/m3。重则可以重到400kg/m3，甚至更重。航模店卖的轻木木料，其比重一般在100kg/m3到300kg/m3左右。我们一般把比重在120kg/m3至180kg/m3的看做是中等质量的木料。把比重低于100kg/m3的称作“竞赛级”的。竞赛级的轻木就比较少见了。有的时候干脆就是可遇而不可求。就单位重量的强度而言，轻木比松木、椴木、橡木等都要高。下面是一个轻木与其它木材强度的比较表，其测试的方法如下图。
由于比重不同的轻木，其强度也不相同。因此，我们用160kg/m3的轻木作为标准，将它定为100。其它木材测试时都完全按照同样的方法进行测试。然后给出相对值。

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    航模店卖的轻木料有木片、木条与木块等。由于每块轻木的比重都不相同，因此在购买之前就要想好你要买它做什么用。如果是用来制作机头、翼尖等大块部分，由于其受力很小，就应该选用轻量级的轻木。反之，如果是受力较大的结构处，如翼梁、机身的纵梁等，就要选择密度较高，稍重一点儿的木料。当然，加工厂在加工的时候，已经在一定程度上考虑到了这些因素。他们会有意识地把最轻的木料锯成木块，把最硬的切成木条。木片则会有各种硬度与重量的，以满足各种不同的需求。


选择木料时不仅要考虑比重，还要选择适当的木纹。木纹的方向实际上比密度更能决定木材的刚度与挠度。如果在加工木料时平行于年轮方向切割，称之为弦切工艺。这样切割而成的木纹称之为A型木纹。这种木片沿宽度方向弯曲时就比较容易，不易劈裂。用水浸泡后，完全可以把它卷成一个圆筒。如果是沿垂直于年轮的方向切割，称之为径切工艺，所形成的木纹被称为C型木纹。这种木片如果沿宽度方向弯曲的话，很容易劈裂。如果切割时方向不像弦切或径切那样典型的话，所产生的木纹称为C型木纹。其强度性质也就介于A型与B型木纹之间了。自然，B型木纹是最常见的，其适用范围也最广。


A型木纹的木纤维最长，挠性最好，易于弯曲。最适于给圆形机身、机翼前缘等处蒙皮，或卷成各种圆筒等。同时也最适于用作翼梁。但是就由于A型木纹的挠性太好，易于弯曲，所以不适合于给机翼尾翼除前缘外的部分蒙板或给机身的平直面蒙板。也不适于制作翼肋与机身隔板。
    C型木纹的特点是其表面有麻点。这种木片的刚性最好，最抗弯，但是容易劈裂。适合给机翼和尾翼除前缘外的部分或机身的平直面蒙板。也适于制作翼肋、机身隔板、机翼后缘等。但是不适于给曲面蒙板或制作翼梁等。
       B型木纹混合有AB两型的特点。纤维长度比A型短一些。沿宽度方向的刚性更好一些。 总的来讲适应性较高，可以应用的地方也较多。适合给机身的平直面蒙板，制作机翼后缘、翼肋和机身隔板等。但是如果某种应用更适合使用A型或B型木纹的话，就尽量不要使用B型的。

nnn_ooo_111

　好文章，经常用，却不知道这些知识，谢谢LZ的介绍。原来它在版纳就有产，下次去版纳一定到植物园看一下。

bate

:em24: 学习了

上升气流

原帖由 nnn_ooo_111 于 2009-11-9 15:14 发表
　好文章，经常用，却不知道这些知识，谢谢LZ的介绍。原来它在版纳就有产，下次去版纳一定到植物园看一下。

呵呵，欢迎常来:em00:

weihb6

学习ing

上升气流

那位朋友能提供关于轻木种植方面的资料，不胜感谢！:em00:

youcandy

:em26: 不错,好帖!学习了

失业中

楼主有没条件大量供应国产轻木材啊:em15:

上升气流

原帖由 失业中 于 2009-11-9 19:26 发表
楼主有没条件大量供应国产轻木材啊:em15:

木方可以供应，片材暂时无法供应:em00:

wmpl1234

好多木头。

qdzhengtm

好帖!学习了:em26: :em26:

想飞的木头

顶楼主

fly0eye

听到十几年了，就是没见过实物，今天开眼啦:em19:

鹤山

原帖由 上升气流 于 2009-11-9 19:36 发表


木方可以供应，片材暂时无法供应:em00:

1立方=？RMB