|
|
浅谈模型飞机的重心
重力和重心：
1、 由于地球的吸引而使地面附近的物体受到的作用力叫做重力。重力是地球和物体间万有引力的一个分量，另一个分量提供物体随地球转动所需的向心力。因此重力不是地球对物体的吸引力，
2、 重力的方向总是竖直向下的，即重力方向总与水平面垂直，而不是总垂直于地面。
3、 物体各个部分都受到地球的吸引作用，这些作用可以等效看作作用在某一点上，这个点就叫做物体的重心。重心的位置跟物体的质量分布和物体的形状有关，质量均匀有规则形状的物体重心在它的几何重心，不规则的物体重心可以用悬挂法测定。
模型飞机的重心：1、 常规模型飞机的重心位置，一般在机翼平均气动弦长的25%~30%处，也有不在次范围内的，比如牵引模型滑翔机重心范围50%~60%，橡筋动力模型飞机的重心范围60%~70%。遥控模型飞机也有重心位置大于30%的，一般在小翼载荷小动力的轻小慢速飞机上使用。
2、 飞机组装完成后无动力试飞，一般有两种情情形需要调整重心位置：（1）波状飞行；（2）俯冲（或降落速度过大），以上两种情形调整微调都不能改善，就必须重新调整重心位置。
模型飞机的重心位置的确定方法：
1、 商品化的飞机重心位置，一般在说明书上给出了，按说明书做一般问题都不大，即使出现波状或俯冲，也可以通过微调解决，要重新确定重心位置的也是极少数。
2、 diy的飞机通常由于对模型原理不熟（应该是大多数模型爱好者的通病），一般设计模型时注重飞机的布局和外形，对重心位置不太在意，或根本不知道如何设计模型的重心位置，这时只有通过试飞来确定，一般找相近的模型做参考，逐步调整直至确定最终位置。
模型飞机的动平衡：
1、 模型飞机的动平衡包括两种基本平衡：（1）力平衡；（2）力矩平衡。
2、 力平衡是指模型飞机受到的重力、升力、发动机牵引力和阻力平衡，即合力等于零。
3、 力矩平衡是指上述4种力的力矩的平衡，合力矩等于零。
4、 分析平衡问题时，一般习惯是以重心为轴心，认为模型飞机是绕通过重心位置的纵轴、横轴和竖轴发生转动的。这里只以匀速平飞为例（为了简化问题）讨论俯仰平衡问题，即升力、重力及它们产生的力矩的平衡。
模型飞机平飞的动平衡分析（发动机牵引力作用线水平且通过中心，还是为了简化问题）：
1、 模型飞机匀速平飞时，机翼产生的升力等于模型的重力，这是匀速平飞时的力平衡，也是模型飞机保持水平高度不改变的基本条件，或者说是飞机能飞起来的最低条件。
2、 以重心为轴心，重力不产生转动力矩，即力矩等于零，力矩平衡主要就是主机翼和水平尾翼的升力产生的转动力矩的平衡。
3、 以重心位置为参考，两个机翼的升力中心沿纵轴分布有三种常见情形：（1）两个升力中心分居重心两侧，这时两个机翼都产生正升力，即都有升力产生并且方向向上。主机翼产生抬头力矩，水平尾翼产生低头力矩，力矩相等时飞机机身保持水平状态。当受到干扰失去平衡时，如果飞机抬头时，气流作用于两个机翼阻力也产生转动力矩，当尾翼力矩大于主翼力矩时，飞机又向相反方向转动，恢复平衡状态，如果飞机受干扰低头则与此相反，所以自由飞模型通常采用这种布局。（2）两个升力中心同在重心一侧，这时主机翼产生正升力，水平尾翼产生负升力，这种情形的力矩平衡大家自己分析吧，这种布局在飞翼中有应用（见2006年第3期《航空模型》相关文章）。（3）主机翼升力中心在重心上，这时水平尾翼不产生升力，通常用对称翼型或平板翼型。
几个较不科学的习惯说法（能理解，也没有恶劣影响）
1、 头重——模型无发动机牵引力飞行时（滑降），模型降落速度过大并有机头冲撞地面趋向的状态（俯冲）。其实这种现象是飞机从一种动平衡过渡到另外一种动平衡的过程，究其原因是各力和力矩不平衡过渡到平衡的引起的，并不由机头重量引起。实际中也没有人因此将机头砍下一截，或重做或改变机头构造。调整设备安放位置来改变重心位置是常用方法，实质是改变各力的力臂从而改变各力的动态力矩。因此，“头重”是不科学的说法。
2、 头轻（与1相反）
值得庆幸的是它并没有给我们带来恶劣影响，下面的其他说法就不好说了，总之，如果没产生误解就好，仁者见仁，智者见智，不想再说什么，大家自己看自己理解好了。
3、 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。4、 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
5、 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：
6、 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。
[ 本帖最后由 lgq5106 于 2006-7-15 21:51 编辑 ] |
|
/2 
发表于 2006-7-15 21:35
收藏
楼主
