“相扑”3D模型飞机

陈康生

相扑是一种类似摔跤的体育活动，秦汉时期叫角抵，南北朝到南宋时期叫相扑。大约在唐朝时，这种格斗术传入日本，并逐渐成为日本的国技。

最近美国航模爱好者设计了一款普及型模型飞机（图1）。因其外形短粗，被模友戏称为“相扑”3D模型飞机。这款模型全重不到200g，飞行速度慢，特别适合在学校操场、公园空地和室内体育馆遥控飞行。由于其螺旋桨位于机身中部，因此飞行安全有保障，即使坠机也不会伤着人，初学者可用其入门练习遥控飞行。

模型简介

“相扑”3D模型飞机具有易于制作、巡航速度低、飞行安全等特点，还能做一些固定翼特技动作，深受美国、俄罗斯、日本等国航模爱好者的欢迎。

在国外视频网站上，笔者搜到了多达17个专门展示“相扑”3D模型的飞行视频（图2）。视频中的飞行场地五花八门，有自家小院，有公园草坪，甚至还有健身房。“相扑”3D模型除了能做筋斗、快滚等特技动作，还可进行双机或四机编队飞行。

在普通版“相扑”3D模型飞机的基础上，国外模友还创意设计了不同的造型，以及微型“相扑”3D模型飞机（图3），安装了变矩螺旋桨的还能机头朝下悬停或倒退着飞行。技术数据

目前，“相扑”3D模型飞机有两种尺寸（图4）。它们的技术数据如下。

普通版：翼展635mm、 机长558.8mm、总重175.77g。动力系统包括1块电压7.4V、容量不少于300mAh的锂电池，连接9A电调以及KV值1 500的无刷电机，搭配8×4.3螺旋桨。模型靠3个6g舵机实现遥控操纵。

微型版：翼展508mm、总重92.14g。动力系统同样选用1块电压7.4V、容量不少于300mAh的锂电池，连接6A电调以及KV值在1 800- 2 000的无刷电机，搭配7×3.5螺旋桨。模型靠3个6g舵机实现遥控操纵。

“相扑”原设计采用6mm厚的EPP板材制作，笔者改用KT板中的热板材料。热板的敷膜较薄，比普通KT板轻一些。

由于模型只安装了3个舵机，因此遥控设备使用了天地飞7通道遥控器和4通道接收机。

“相扑”采用电机驱动。笔者仿制的是普通版，电动动力系统配置为（图5）：电压7.4V、容量500mAh的鋰电池；KV值1 560的银燕GT2203盘式无刷电机，搭配8×4.3螺旋桨（在7.4V电压下工作时最大拉力达310g）；银燕ESC12A电调；3个ES08A舵机（8.5g），后为了减轻机尾重量，方向舵和升降舵改用4.3g舵机。

制作过程

制作“相扑”3D模型的第一步是从网络下载模型图纸。打开介绍“相扑”的网页，点击页面上半部分的Files栏，就能找到与普通版“相扑”和微型“相扑”相关的4个pdf图纸文件（图6）。

打开普通版“相扑”的图纸文件，再点击跳转页面中的“打印”按钮，就能用A4纸打印图纸了。另外，将打印机“页面设置方式（S）”栏设置为“无”，还能拼接得到1：1的制作专用图纸（图7）。

“相扑”的图纸分两部分：一是由1张A4纸打印的全机设计拼接排列示意图；二是由18张A4纸分别打印的模型零部件1：1制作用拼接图（图8）。打印好图纸后，首先检查拼接图中各零部件的比例是否正确。图纸上标注的尺寸单位是英寸，而1英寸约合25.4mm。

确认拼接图的尺寸正确后，就可开始零部件的制作了。对照全机设计图，先用美工刀沿线框裁切每一张拼接图上的多余部分，然后用透明胶带将18张拼接图依次粘接在一起。拼接图分上、中、下三行，每行6张。

接着把拼接好的图纸粘贴在纸板上，裁切出“相扑”3D模型飞机的纸样板（图9）。再把纸样板放在模型机体的制作材料——热板上，用签字笔描画轮廓，并用美工刀片切出机体零部件（图10）。因为机身与机翼、尾翼以插接方式连接，所以还需在其上、下片上刻出插榫（图11），确保机身与机翼、尾翼的粘接准确、牢固。

之后沿线在零部件上开螺旋桨槽，以便安装动力系统。先沿螺旋桨槽后边界线将机翼前后切开，然后在切缝上粘接0.5mm×5mm的碳纤片，再用泡沫快干胶粘接机翼前、后片（图12），以增加机翼的横向刚性。

处理模型飞机的活动舵面时，先将副翼、方向舵的前缘切出45°斜面，然后在该面上粘接0.5mm×5mm碳纤片（图13）。左、右两片升降舵间用5mm×12mm×80mm的轻木片（硬度较高的）或桐木片粘接。同样在升降舵的前缘切出45°斜面并粘接0.5mm×5mm碳纤片。左、右升降舵的间隙由水平尾翼的长度决定。在副翼、升降舵和方向舵的折弯合页处，用透明胶带连接位于机翼下面的部分，用带丝线的胶带粘接位于机翼上面的部分（图14）。

模型飞机各零部件做好后，将机身上、下片的插榫与机翼、尾翼、螺旋桨的插槽对齐，用直角三角尺测量是否垂直（图15），并用泡沫快干胶粘接。为了控制模型的重心位置（位于螺旋桨后25.4mm处），在粘接机身和机翼前，将方向舵和升降舵舵机置于机身中心线边沿，尽量靠近螺旋桨槽。标记好副翼、方向舵和升降舵的舵机位置，并在机身和机翼零件上分别切好舵机安装槽。

无刷电机的底座用5mm厚的层板制作（图16）。为了让螺旋桨牢牢固定在电机轴上，用直径4.4mm钻头在M4螺母上扩孔，作为螺旋桨桨轴的垫片（图17）。螺旋桨用两个尼龙扎带固定。这里不用耐油橡胶密封圈固定，原因是它不耐用、容易断裂。而一旦工作状态的螺旋桨掉落，会将机身上的螺旋桨槽打烂。无刷电机层板底座用914胶固定在机身螺旋桨槽内，装好后用手转动螺旋桨，观察它是否能自由转动。螺旋桨的桨尖保持在螺旋桨槽的正中间（图18），即没有右拉和下拉。

安装副翼舵机前，先接通接收机，然后找到舵机摇臂的中立位置，用泡沫快干胶把舵机粘在机身螺旋桨槽之后（图19）。舵机上安装1个两端加长的舵机摇臂，左右各保留1个最靠近舵机的孔。接下来取两个金属连杆调节器装在舵机摇臂上，并在固定小螺母上稍点一点胶，防止调节器脱落。

在“相扑”的设计中，原本要用直径约220mm的塑料做1個保护圆环，以整体加强螺旋桨槽（图20）。遗憾的是这种塑料圆环材料很难找到。于是笔者选择了一个替代方案，在机翼下方用直径1.5mm的碳纤棒做了“十”字交插连接加强（图21），用914胶粘接。这种方法不仅能加强机翼与下机身的连接，还能防止机翼扭曲变形。

副翼和方向舵的舵角使用1mm厚的ABS塑料或层板加工（图22、图23），用泡沫快干胶粘接。组装时注意保证连杆和舵角的轴心位于合页线的正上方。副翼的舵机和摇臂间用直径1mm的钢丝连接。方向舵的舵机和摇臂间用直径1mm的钢丝和直径2mm的碳纤杆连接，接头处加热缩套管，加热收缩后点少许502胶（图24）。

全机大致装配好后，还需对机身进行加强。俯视模型，会看到螺旋桨槽后机翼和尾翼连接的部分较狭窄、易弯曲。为使“相扑”抗摔，防止其在垂直起飞时因螺旋桨扭矩导致机身扭曲，用泡沫快干胶将两块0.5mm×5mm×250mm的碳纤片粘接在左、右机身的外侧边缘（图25）。机身下方的同一位置，也用碳纤片加强。另外，把打包塑料带裁成5mm宽的细长条，贴上0.5mm×3mm的碳纤片后用泡沫快干胶粘在机头容易磨损的地方（图26）。

最后安装天地飞4通道接收机、12A电调和舵机连接线，并用尼龙扎带固定在模型机身右下方。锂电池用尼龙搭扣固定在模型机头的左侧，电池插头穿过机身与电调连接。

笔者制作的这架“相扑”3D模型飞机原本使用电压7.4V、容量500mAh的锂电池。后发现全机重心太靠后，换了容量800mAh的锂电池才达到设计要求。为了保证全机重心符合设计要求，也可在机头处配重。

在原始设计图中，“相扑”3D模型飞机的重心在螺旋桨后25.4mm处。笔者经多次试飞，发现要保证模型的俯仰稳定性，全机重心应改在螺旋桨后，距螺旋桨槽前缘约25.4mm。

组装完毕的“相扑”3D模型飞机可采用机尾朝下的方式放置（图27）。如果发现不能稳稳地立着，可将其舵面后缘的多余部分削去一些。

试飞和调整

关于“相扑”3D模型飞机的试飞和调整，这里给出一些注意事项和建议。

1.试飞前检查模型的重心位置是否正确。

2.为保证初次试飞的安全，将副翼、升降舵的舵量都设置在50%。

3.因为模型采用了平板型机翼，所以起飞时需让升降舵后缘向上翘起3mm左右，以保证有足够大的升力，防止出手后模型向下俯冲。

4.做花式飞行时，要适当加大舵量。

5.操纵模型做快滚等特技动作时，注意使用遥控器的副翼舵量转换开关，以加大副翼舵量。

6.“相扑”的总重在200g左右，不适合在大风天飞行。如果遇到，可选择清晨或傍晚风速较小的时候。

如果想录制飞行录像，可将运动摄像机固定在自己的帽子上。这种方法能较为准确地跟踪拍摄自己操纵模型飞行的影像。