菜鸟看模型

小M本刊编辑，模型“菜鸟”

大F丰模世界技术员，模型“老鸟”

一、稳定爬升的条件

模型飞机爬升时有多种姿态。其中稳定爬升是最简单、最基本的一种。稳定爬升时，模型可看做匀速直线运动，其形成的条件与直线滑翔状态类似，除了要求模型所受的力矩平衡外，还要求所受的力也达到平衡。

由下图可知，只有当Y=Gcosθ时，才能保证模型的爬升角不发生变化。如果Y>Gcosθ，爬升角会越來越大;反之，爬升角会越来越小。只有当P=Gsinθ+X时，才能保证爬升速度不变。如果拉力P过大，模型的飞行速度会越来越大;反之如果拉力P过小，速度就会越来越小。

模型爬升阶段受力示意图

二、爬升所需速度

要保证模型处于稳定的爬升姿态，应先确定爬升时的速度。通常情况下，模型爬升时所需飞行速度小于平飞时所需速度，且爬升角越大、所需速度越小、相应的所需的拉力越大。

注意，对于稳定爬升的模型来说，并非爬升速度越大越好。以常见的小弹射模型为例，若机翼面积为1dm2，其平飞所需速度约为5m/s。当它以60°爬升角爬升时，所需速度约为1.3m/s。

但实际上，这种弹射模型的初速一般都在30m/s以上。模型以如此大的初始速度爬升时，机翼产生的升力将大大超过重力的分力，会破坏稳定爬升的条件，使模型作小半径的圆周运动，即发生拉翻。一般情况下，模型发生拉翻并不是机翼安装角不合适、头轻或弹射角过大所造成的，而是出手速度过大导致的。不过，弹射模型爬升的高度完全依赖初始动能，速度过小，爬升高度会降低，将影响模型的留空时间。

牵引模型滑翔机适合大速度大迎角的爬升方式

那么怎样才能使模型既拥有较大的爬升速度又不会破坏平衡呢？方法之一是减小模型的迎角。对于有可动舵面的模型，爬升时适当推杆，可减小迎角，此时动力的负担会相应减小，速度得到提升。待模型转为滑翔姿态后，应及时回杆，以保证其滑翔性能不受影响。而对于结构相对简单的入门级橡筋动力模型或弹射模型来说，则应通过减小机翼安装角的方法实现这种效果。

出手速度过大会导致模型发生拉翻

需要注意的是，上述方法并不适合牵引类模型。这类模型，应采用大速度大迎角的爬升方式。这样，模型会产生过剩升力，既能保证牵引线紧拉，又能使模型加速上升而不拉翻。

校园活动中常用的小弹射模型

三、爬升率

爬升率是指单位时间内模型的爬升高度，也叫垂直爬升速度。对于限制动力时间的模型来说，爬升率是保证留空时长的关键因素。

一般情况下，只需增大模型的爬升角和爬升速度，就可以提高其爬升垂直速度。具体措施通常为增大驱动动力、减小翼载荷或采用适当的迎角等。但是，一架模型调整好后，其迎角就确定了，升力系数也相应被确定。对于特定的升力系数来说，模型的爬升角和爬升速度是互相制约的：增大爬升角就必须减小爬升速度，增大爬升速度就必须减小爬升角。为了简化调整方法，日常操作时，建议通过仅改变爬升角的方式调整模型的爬升率。

动力竞时项目要求模型在限定时司内尽可能爬高

另外，调整时还需注意以下3点。

第一，要想获得最佳的爬升率，必须保证模型稳定爬升。否则其爬升角不断变化，再考虑哪一个爬升角的爬升率最大就没有意义了。

第二，为了使模型达到最佳的爬升角，需要使动力和迎角配合得当。

第三，不同模型的最佳爬升角不同，并无固定数值，需要根据具体情况确定。如竞时类自由飞模型，由于比赛限制了动力时间，因此需要在最短时间内尽可能爬高，故更适合采用小迎角直线爬升的方式。而对于橡筋动力模型来说，因为其橡筋的松紧变化通常为前紧后松，所以重点不是爬升率，而是有效分配动力的消耗。

大动力模型爬升时应适当推杆，防止模型拉翻。

四、常见爬升姿态

1.小角度爬升

爬升角小于45°被称为小角度爬升，这种爬升姿态的最大优点是稳定性较好。模型小角度爬升时，爬升角越小、稳定性越强。如橡筋动力模型在爬升阶段后期就属于这种姿态;自由飞模型的小动力试飞也属于这种姿态，适应性很强。

采用大动力驱动的模型也可通过调整，实现小角度直线爬升。调整方法是：模型爬升时加上较大的推杆，以减小迎角。需要注意，大动力模型采用这种方式爬升时，其爬升角比小动力模型更小，如果操纵不当，很容易矫枉过正，使模型进入爬升不稳定姿态。

2.大角度直线爬升

爬升角大于60°被稱为大角度爬升。其优点是能够较充分地利用动力装置产生的能量，减小无效损耗，以尽可能提升爬升高度。通常大动力驱动模型会采用这种爬升方式，飞行时应适当推杆，以减小升力系数。

不过，这种爬升方式的最大问题是，模型处于不稳定的爬升姿态。具体的表现是轨迹多变。有时，由于设备原因动力稍有下降或出手角度偏小，模型爬升时的角度就会明显变小，甚至可能变为小角度爬升。有时，因动力稍大或出手角度偏大，模型的爬升角又会迅速增大而出现拉翻或半拉翻情况。对于大角度爬升来说，因为操纵上的细微差别很容易导致模型产生不同的飞行姿态，所以掌握起来比较困难，需要多加练习。

大角度爬升还会带来另一问题，即模型由爬升转为滑翔时，飞行姿态难以预料。改出时的杆量如果配合不当，很容易影响模型的稳定滑翔。例如模型以垂直姿态爬升时，预定的推杆量正好使模型改平为滑翔。而若此时实际的爬升角变小，同样的推杆量会使模型变成俯冲姿态;而若爬升角变大，模型此时已经稍有后仰，再采用同样的推杆量反而会使模型的飞行姿态更加直立。

对于橡筋动力模型来说，由于其爬升阶段前后爬升率并不相同，因此这类模型爬升前段通常为大角度直线爬升方式，之后会逐渐过渡到小角度爬升。

3.大角度滚转爬升

为克服大角度直线爬升的缺陷，可将模型调成大角度滚转爬升的方式。这种调整方法通过修正模型在爬升过程中不断抬头的不稳定姿态，达到稳定爬升的目的。

为了克服模型抬头的趋势，应使其在爬升的过程中有一个绕机身立轴向右的转动，这种转动可使爬升状态中的模型低头。例如—架模型爬升时机身纵轴同水平面成60°角，此时再绕机身立轴右转，则纵轴会与水平面平行。如果转180°，机头就会变成向下俯冲状态。具体的调整措施是增加右舵或右拉力线。

如方向转动和抬头转动配合得当，模型不仅不会拉翻，还能大体保持一个合适的爬升角。但若转向角度太小，则不足以克服拉翻;转向角度过大，又会导致模型平旋甚至下旋。

这种方法有一个副作用，就是会使原来向右倾斜的模型的右翼越来越低（相当于绕纵轴向右滚转）。为了抵消这一副作用，爬升过程中应有一个绕机身纵轴向左的滚转，调整方法是加大右翼的安装角（俗称“好扭”）。

滚转爬升并不是十全十美的爬升方式。因为有3种转动（抬头、右转、左滚），所以实际调整中很难做到完全同步。如果配合不当，会影响模型的爬升高度或改出姿态，严重时甚至会破坏爬升轨迹。

4.垂直爬升

垂直爬升是最好的爬升轨迹。其优点主要有3个：第一，爬升路程最短，消耗的无效能量最少，可争取最大的爬升高度。第二，垂直爬升无升力迎角，飞行速度不受稳定爬升的限制。只要动力足够，初始速度可以尽量提高。第三，阻力最小，可为提高爬升速度提供必要条件。

虽然垂直直线爬升有诸多优点，但至今应用很少，主要原因是调整上存在较大困难。首先，很难保证模型每次飞行时迎角都是无升力迎角。重心位置的变化、机翼尾翼的扭曲变形，都可能产生升力迎角。而只要产生微小的升力系数变化（无论正负），垂直爬升就不可能实现。其次，出手方向并不常见，需要重新适应练习。

大角度爬升时模型可能出现的几种飞行轨迹

采用垂直爬升方式的F1P模型