珍珠板手?jǐn)S機制作課件

1、手?jǐn)S滑翔機設(shè)計與製作國外手?jǐn)S滑翔機活動內(nèi)容 飛行原理 飛機結(jié)構(gòu) 模型飛機製作 問與答內(nèi)容 飛行原理 飛機結(jié)構(gòu) 模型飛機製作 問與答機翼如何產(chǎn)生升力機翼相對氣流的攻角必需為正值流體特性令空氣在背向氣流的翼面加速根據(jù)伯努利定律 氣壓會因而下降相反在面向氣流的翼面空氣會減速令氣壓增加低壓高壓升力與攻角的關(guān)係攻角大升力高升力阻力攻角小升力低升力阻力攻角過大升力驟降阻力升力失速攻角過大導(dǎo)致失速飛機往下墜失速可透過適當(dāng)調(diào)較避免失速升力與翼面積的關(guān)係飛機越重所需翼面積越大翼面積小升力低翼面積大升力高升力與速度的關(guān)係飛機越重所需的投擲力度越大速度低升力低速度高升力高甚麼力量令滑翔機向前飛 ?重力飛行航線升力升

2、力的垂直分量抵消重力升力的水平分量產(chǎn)生向前推進力翼荷載的影響 - 滑翔角度翼荷載高滑翔角度大飛機下沉快翼荷載低滑翔角度小飛機下沉慢翼荷載的影響 - 飛行速度翼荷載高飛行速度高150 克翼荷載低飛行速度低100 克翼荷載的影響 - 留空時間翼荷載低留空時間長翼荷載高留空時間短飛機的穩(wěn)定性 - 俯仰穩(wěn)定性機頭在飛行中突然墮下穩(wěn)定 自動回復(fù)水平飛行不穩(wěn)定 加快俯衝飛機的穩(wěn)定性 - 俯仰穩(wěn)定性機頭在飛行中突然抬起穩(wěn)定 自動回復(fù)水平飛行不穩(wěn)定 俯衝墜地穩(wěn)定 失速溫和不穩(wěn)定 失速猛烈飛機的穩(wěn)定性 - 橫擺穩(wěn)定性機頭在飛行中突然擺右穩(wěn)定 自動回復(fù)原來指向不穩(wěn)定 偏向加劇飛行方向飛機的穩(wěn)定性 - 滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性機

3、翼在飛行中突然右傾穩(wěn)定 自動回復(fù)水平不穩(wěn)定 傾側(cè)加劇空氣阻力 - 對飛行的影響阻力大滑翔角度大飛機下沉快阻力小滑翔角度小飛機下沉慢空氣阻力 - 誘導(dǎo)阻力機翼經(jīng)過空氣時會在後緣產(chǎn)生旋渦。過程中飛機的部份動能被旋渦吸取, 對飛機構(gòu)成阻力空氣阻力 - 誘導(dǎo)阻力機翼寬而短誘導(dǎo)阻力高機翼窄而長誘導(dǎo)阻力低空氣阻力 - 形狀阻力平板球體球體 + 後整流罩球體 + 前後整流罩空氣阻力 - 透過飛機設(shè)計減低空氣阻力 高形狀及誘導(dǎo)阻力的飛機低形狀及誘導(dǎo)阻力的飛機內(nèi)容 飛行原理 飛機結(jié)構(gòu) 模型飛機製作 問與答後置水平穩(wěn)定板機 - 結(jié)構(gòu)垂直尾翼水平穩(wěn)定板主翼機身後置水平穩(wěn)定板機 - 俯仰穩(wěn)定性機頭下墮時的回復(fù)壓力令機

4、身回復(fù)水平機頭抬起時的回復(fù)升力令機身回復(fù)水平水平穩(wěn)定板零攻角主翼正攻角重心升力中心後置水平穩(wěn)定板機 - 橫擺穩(wěn)定性飛行方向壓力令機身回復(fù)原來指向後置水平穩(wěn)定板機 - 滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性主翼上反角升力線傾斜令飛機側(cè)滑壓力大壓力差造成的力矩令機翼回復(fù)水平壓力小前置水平穩(wěn)定板機 - 結(jié)構(gòu)垂直尾翼水平穩(wěn)定板主翼機身前置水平穩(wěn)定板機 - 俯仰穩(wěn)定性水平穩(wěn)定板正攻角，角度比主翼攻角大主翼正攻角重心機頭下墮時的回復(fù)主翼攻角接近零升力驟降水平穩(wěn)定板仍然保持一定攻角繼續(xù)產(chǎn)生升力升力差造成的力矩令機身回復(fù)水平機頭抬起時的回復(fù)主翼攻角加大升力增加水平穩(wěn)定板攻角過大首先失速 升力驟降升力差造成的力矩令機身回復(fù)水平前置水平穩(wěn)定

5、板機 - 橫擺穩(wěn)定性飛行方向壓力令機身回復(fù)原來指向前置水平穩(wěn)定板機 - 滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性主翼上反角升力線傾斜令飛機側(cè)滑壓力大壓力差造成的力矩令機翼回復(fù)水平壓力小無水平穩(wěn)定板機 - 結(jié)構(gòu)垂直尾翼主翼機身無水平穩(wěn)定板機 - 俯仰穩(wěn)定性重心升力中心需用尾緣往上翹的特別翼型機頭下墮時的回復(fù)主翼攻角減小升力中心往前移令機頭抬起重力機頭抬起時的回復(fù)主翼攻角增加升力中心往後移令機頭下墮重力無水平穩(wěn)定板機 - 橫擺穩(wěn)定性飛行方向壓力令機身回復(fù)原來指向無水平穩(wěn)定板機 - 滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性主翼上反角升力線傾斜令飛機側(cè)滑壓力大壓力差造成的力矩令機翼回復(fù)水平壓力小飛翼 - 結(jié)構(gòu)主翼方向穩(wěn)定板飛翼 - 俯仰穩(wěn)定性重心需用尾緣往上翹

6、的特別翼型升力中心機頭抬起時的回復(fù)重力主翼攻角增加升力中心往後移令機頭下墮機頭下墮時的回復(fù)重力主翼攻角減小升力中心往前移令機頭抬起飛翼 - 橫擺穩(wěn)定性飛行方向壓力令機身回復(fù)原來指向迎風(fēng)面積大空氣阻力大迎風(fēng)面積小空氣阻力小阻力差造成力矩令飛機回復(fù)原來指向飛行方向飛翼 - 滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定性主翼上反角升力線傾斜令飛機側(cè)滑壓力大壓力差造成的力矩令機翼回復(fù)水平壓力小其他結(jié)構(gòu)疊翼機串翼機其他結(jié)構(gòu)T 尾機V 尾機創(chuàng)意無限 內(nèi)容 飛行原理 飛機結(jié)構(gòu) 模型飛機製作 問與答物料限制建議巴沙木(俗稱飛機木)，細(xì)木條，輕木材，或以下物料 紙 木、竹、庶 布 橡膠、乳膠 金屬 絲，線 水松、海棉 塗料：水溶性、低揮發(fā)性、非毒

7、性為實踐環(huán)保概念，如滑翔機使用以下物料製造，將被除消參賽資格： 所有塑膠類產(chǎn)品 玻璃 光碟如 CD、VCD、DVD 等 現(xiàn)成滑翔機模型製成品工具大頭針刀片白膠漿沙紙板繪畫 1 : 1 設(shè)計圖材料巴沙木棒及木片將木棒裁割至機身尺吋用白膠漿黏合機身從設(shè)計圖剪下主翼和尾翼的形狀貼在木片上然後小心用刀片切出主翼和尾翼主翼和尾翼切下一小片長方形巴沙木用沙紙把一邊打磨至弧形成為翼肋。跟著設(shè)定主翼位置將左右翼黏合並設(shè)定所需上反角將翼肋黏在翼底令主翼有弧度提昇效率將主翼固定在機身上將尾翼固定在機身上檢查尾翼是否與主翼平行固定垂直尾翼設(shè)定重心重心位置設(shè)定L0.33L 至 0.4LABBBAA完成珍珠板手?jǐn)S機製作

8、步驟材料及工具材料：珍珠板、錢幣or小鐵夾（配重用）工具：美工刀、直尺、膠帶、接著劑其餘自備物品珍珠板手?jǐn)S機製作機身長寬以不小於20公分為限，但也別太大，要考量材料及飛行性製作主翼於珍珠板繪出主翼外形，標(biāo)明中心線，以美工刀切割。請耐心、細(xì)心的切割且注意美工刀的使用安全。尾翼製作水平面及垂直面，黏著時注意要黏牢黏正。珍珠板手?jǐn)S機製作製作機身裁切機身外形，可組合多片機身，以增加強度，免得幾次投擲之後就斷成兩截.組合將各部位結(jié)構(gòu)組合，最好使用鑲嵌的方式，用白膠或膠帶亦可。檢查組合後的飛機是否平、正。珍珠板手?jǐn)S機重心 有適當(dāng)?shù)闹匦?，飛機才能飛的穩(wěn)健。尋找手?jǐn)S機的重心方法很簡單：用拇指與中指將機身托撐住

9、，若飛機能保持前後平衡，表示重心差不多就在這樣位置上。一般重心約會落在機翼中央偏前的位置上，只要在此加上配重（錢幣or鐵夾子），給手?jǐn)S機一個必要的重量，就能飛得四平八穩(wěn) 配重與試飛主結(jié)構(gòu)完成後，現(xiàn)在要為飛機配重並試滑。首先以小鐵夾夾在機頭處，並將重心調(diào)整在翼前緣5070（如圖）找一個無風(fēng)的地方試飛，並調(diào)整配重。方式是將飛機握於重心處，往前並稍微朝下投擲，無須太用力，注意使機身軸線與投擲方向保持一致，然後觀察飛行的軌跡。 配重與試飛若是軌跡1則需減輕配重若是軌跡2則無須調(diào)整若是軌跡3則須增加配重 配重與試飛 接著做正式試飛，依飛機的飛行反應(yīng)修正結(jié)構(gòu)。先將手?jǐn)S機握好，以手指的力量直線射出，若飛行軌

10、跡為1，則須減輕配重，或把水平安定面後緣稍微向上扳動；若為2是正常的飛行軌跡；若是軌跡3則須增加配重或把水平安定面後緣稍向後扳動。如此反覆測試，以找出飛機最佳的飛行狀態(tài)。 基本的手?jǐn)S機設(shè)計圖 這裡收集了一些手?jǐn)S機的設(shè)計圖，一部份來自建中航空社的收藏：/gallery/album01/如果你對於上面的設(shè)計圖茫茫然，不知道該從哪下手，或許你可以參考這篇給新手指引 - 循序漸進的選擇飛機。參考網(wǎng)站：猴子的天空 /index.htm手?jǐn)S機與真實飛機 手?jǐn)S機屬於無動力,所謂無動力便是指手?jǐn)S機除了人力投擲之外，是沒有動力源的。而真實飛機多半都是有動力源（引擎）的。另外，手?jǐn)S機是自由飛，意指出手後不受控制，

11、與一般的真實飛機也並不相同。手?jǐn)S機部位介紹：主翼一臺手?jǐn)S機我們可以將它分成四個部分：主翼，機身，尾翼與其他。 主翼：主翼的功用是為了產(chǎn)生升力，並給予手?jǐn)S機一定程度的穩(wěn)定性，像是可以在飛機傾斜時適當(dāng)?shù)膶⑺淖藨B(tài)矯正。主翼的外形與大小都有很多種類與變化。一般而言手?jǐn)S機的主翼展弦比都不會做的太大（就是不會做的太長），這個原因是因為手?jǐn)S機的材料強度有限，加上用人力投擲，也比較不方便做的太大。因此雖然高展弦比的飛機提供了較高的穩(wěn)定性，但是通常手?jǐn)S機的翼展不會太長。另外，一般的手?jǐn)S機都會有反角，反角的目的是為了讓飛機在側(cè)向有翻滾的時候能夠穩(wěn)定的回復(fù)正確姿態(tài)，通常以兩節(jié)反角的最為常見。 手?jǐn)S機部位介紹：主翼

12、主翼是手?jǐn)S機最主要的部分，提供滑翔的浮力。所以主翼的設(shè)計，是最重要的一環(huán)。一般來說，手?jǐn)S機主翼的設(shè)計跟飛機的幾乎一樣，只是手?jǐn)S機的只要管做出翼形（縱切面的形狀）就好，做出有最高點的翼形，使其能夠產(chǎn)生浮力就可以了。 手?jǐn)S機部位介紹：機身機身在手?jǐn)S機的領(lǐng)域中，主要是為了能夠串起主翼與尾翼，並提供一個可供放置配重的地方，當(dāng)然也有一定程度上的美觀因素。不過和真正的飛機不同的地方在於：真正的飛機通常為了要將人員或貨物放在機身中而製造飛機，因此機身做的很粗，或是在容量上盡量越大越好，但是手?jǐn)S機的機身卻只提供連接主翼與尾翼的功能，如果做的太大或是太花俏反而浪費材料，增加重量與阻力。因此手?jǐn)S機的機身一般而言越

13、細(xì)越好（當(dāng)然這是必須在強度可承受的情況下）。手?jǐn)S機部位介紹：機身以機身來說，每當(dāng)手?jǐn)S機落地時，最容易受到衝擊的就是機身，很有可能機頭俯衝著陸，當(dāng)場跌斷身骨。如果不夠堅硬，每丟一次就壞一架，玩的心情會大大受損，所以要使用質(zhì)輕但較硬的木頭。為了符合流線型，減少阻力，我們通常會將機身才成前大後小的形狀，並以沙紙磨光滑，以減少阻力。 珍珠板機身 一架飛得好的手?jǐn)S機，機身的長度與機翼的寬度之間有一定的比例，通常是0.851.0比1。因為我們使用的材料是珍珠板，建議同學(xué)在製作機身時以23層的材料組合製作，會比較堅固。手?jǐn)S機部位介紹：尾翼尾翼的存在是為了要提供手?jǐn)S機一個穩(wěn)定的方向，並且讓手?jǐn)S機在方向有偏差（

14、如向左或右邊飛）時能夠給予一個穩(wěn)定的回復(fù)力，並且提供一個力矩與主翼產(chǎn)生的力矩對消，避免飛機出現(xiàn)頭上腳下或頭下腳上的情形。通常尾翼的翼面積是與主翼成一定比例的，如果比例不正確（過大或過?。┚蜁霈F(xiàn)前面所說的頭上腳下，亦或是頭下腳上的情形。 手?jǐn)S機部位介紹：尾翼尾翼是整架手?jǐn)S機中，影響最少的部位，但是垂直尾翼卻能夠決定方向。就好像行船時，尾舵可以控制船行的方向一樣，因為垂直尾翼受力的方向是左右，不像其他機翼都是上下，所以需要有垂直尾翼穩(wěn)住方向。看起來不是提供主要升力的水平尾翼沒什麼存在價值，實際上，它的功用穩(wěn)住機身，減少轉(zhuǎn)圈圈的危機。雖然翻觔斗很好看，但丟出去的飛機滾幾圈摔下來就不好玩了，所以要有

15、水平尾翼，打消主翼的壞心眼，手?jǐn)S機才能平順滑翔 珍珠板尾翼 又分水平安定面及垂直安定面。水平安定面用來穩(wěn)定飛機的俯仰運動，垂直安定面用來穩(wěn)定飛機的側(cè)向運動。因為手?jǐn)S機是最簡易的飛行器，沒有機械動力控制，沒有升降舵及方向舵，重要的是一定要保持尾翼的水平及垂直，才能使手?jǐn)S機的飛行保持平穩(wěn)。 手?jǐn)S機材料選擇主翼用材：用4mm6mm的輕巴爾沙木，主翼面積愈大，所需木材愈厚，但皆以質(zhì)輕為訴求。 尾翼用材：用1.5mm的巴爾沙木，選擇以不扭曲的木材為主。 機身用材：機身以強度為訴求，一般以白木為主幹，巴爾沙木為翼臺；也有用強韌的檜木做機身的；或用超硬的5mm巴爾沙木來製作。最近本社流行用1.5mm的硬巴沙

16、木三片夾成，使配重可以內(nèi)藏。 配重：一般用鉛片纏繞，然後用絕緣膠帶固定。 材料來源巴爾沙木：模型店可買到，價格比一般木頭貴一點。5mm大約50元。 白木：建材行可買到，價格不貴，購買時選直一點的木頭。 檜木：建材行亦可買到，以價格也不算貴。 鉛片：釣魚店可買到，一捆大約10元。 手?jǐn)S機製作工具準(zhǔn)備 美工刀：寬刃窄刃各一把，為重要工具，刀片鈍了要捨得換。文具店可買到砂塊：100、400、1200號砂紙各數(shù)張，定在木塊上以求其平整。五金行可買到。線鋸：細(xì)鋸條較好用(鋸壓克力用)，可在五金行買到。瞬間膠：在出口處裝上針頭，可調(diào)節(jié)流量，在文具店或五金行可買到。鐵尺：30cm最好，在文具店可買到。 設(shè)計

17、概念手?jǐn)S滑翔機要飛的久 第一、投擲要高； 第二、滑翔要好，兩大基本概念。投擲方法-迴旋擲法一般手?jǐn)S方式又垂直擲法和迴旋擲法，雖然迴旋擲法是初學(xué)者較易掌握的方法，利用扭腰轉(zhuǎn)身將手?jǐn)S機迴旋擲上去，飛機投擲高度不高，但也不易失速墜地，飛機的上反角不需要太大，水平尾翼面積亦不用太大，飛機儘可能做輕一點、表面的粗糙程度不是太重要，但是水平尾翼的傾斜要逐夠，才能迴旋滑翔。投擲方法-垂直擲法垂直擲法是在助跑兩、三步後過肩向前用力擲去，爬升高度可達迴旋擲法的兩倍以上、但是投擲技巧要好，以免失速墜毀，而飛機要具有適當(dāng)之重量，才能有足夠的慣量克服空氣阻力，又要有足夠的安定性（上反角與尾翼面積夠大）才可以在達到最高

18、點後自動修正滑翔?；枳円?可以藉由翼面荷重減少，讓滑翔速度變慢增加滯空時間，或是以略為加快飛行速度，增加雷諾數(shù)，提高滑空比性能，間接減少下降速度。主翼外型 一方面要減少投擲阻力要翼展減短；又要提高滑空比主翼翼展加長。此外，還要考慮雷諾數(shù)不能太小影響滑空性能，所以翼弦也不能窄。最後，手?jǐn)S機的展弦比一般在45.5間，厚弦比在57之間最適合。一般身高在175左右的人，適合15英吋17英吋翼展手?jǐn)S機。一英吋為2.54公分 機體重量 一方面要夠重以方便投擲，一方面要夠輕減少飛行沈降速度，所以重量要適度。機首配重調(diào)整飛機正確的重心位置，而機首配重與稽首長度有關(guān)，如果機頭長一些可以減少配重，進而降低機體重

19、量。但是機首過長，增加轉(zhuǎn)動慣量，不利於垂直擲法的翻滾動作，極易失速墜落，若是機頭減短，配重將增加，利於增加投擲高度，但是飛行速度提高，可能略微影響滑翔沈降率。飛行姿態(tài)-高攻角小迴旋半徑可以分成兩類：高攻角小迴旋半徑與小攻角大迴旋半徑。如果採用高攻角，可以不必投擲高，一下子就翻滾進入滑翔階段。一般是用迴旋擲法投擲，等到滑翔時，因攻角大，阻力、升力都大，滑翔速度慢，但也較易失速，所以利用小迴旋半徑，將升力的水平分力作為向心力旋轉(zhuǎn)飛行，極適合小場地、風(fēng)速低的環(huán)境飛行。飛行姿態(tài)-小攻角大迴旋半徑另一類飛行姿態(tài)是採用小攻角、大迴旋半徑以小攻角的極低阻力爭取投擲高度，並有直線爬升的特性，利於垂直擲法，另一方面由於飛行速度大，不利於迴旋，且大迴旋半徑的升力，不會因機身側(cè)頃而減少。但是卻需要較大場地以免難以回收。 投擲的角度一般來說，投擲的角度在30度到45度之間最好，因為我們不只要高度，還要最遠距離，行徑路徑越長，留滯時間也會越長。水平行徑路徑，要以45度來得最好，但是以我們手?jǐn)S的誤差來說，30度到45度都不錯。因為每個人的力氣不同，角度越大，需要越大的力氣投擲，不然無法達到完美的飛翔高度，所以如果沒力氣投到30度，也可以測試自己要怎樣的角度投擲才最好。 組合大致上來說