1、本帖是关于遥控飞机制作原理方面的知识，如果您需要模型飞机图纸及制作资料，可以在本版块（模型图纸）查找，这里向您提供上万张的遥控飞机制作图纸及大量的制作资料。第一章基础物理 本章介绍一些基本物理观念，在此只能点到为止，如果你在学校已上过了或没兴趣学，请跳过这一章直接往下看。 第一节速度与加速度 速度即物体移动的快慢及方向，我们常用的单位是每秒多少公尺公尺/ 秒 加速度即速度的改变率，我们常用的单位是公尺/ 秒 /秒，如果加速度是负数，则代表减速。 第二节牛顿三大运动定律 第一定律：除非受到外来的作用力，否则物体的速度(v)会保持不变。 没有受力即所有外力合力为零，当飞机在天上保持等速直线飞行时，
2、这时飞机所受的合力为零，与一般人想象不同的是，当飞机降落保持相同下沉率下降，这时升力与重力的合力仍是零，升力并未减少，否则飞机会越掉越快。 第二定律：某质量为 m 的物体的动量(p = mv)变化率是正比于外加力 F 并且发生在力的方向上。 此即著名的 F=ma 公式，当物体受一个外力后，即在外力的方向产生一个加速度，飞机起飞滑行时引擎推力大于阻力，于是产生向前的加速度，速度越来越快阻力也越来越大，迟早引擎推力会等于阻力，于是加速度为零，速度不再增加，当然飞机此时早已飞在天空了。 第三定律：作用力与反作用力是数值相等且方向相反。 你踢门一脚，你的脚也会痛，因为门也对你施了一个相同大小的力 第三
3、节力的平衡 作用于飞机的力要刚好平衡，如果不平衡就是合力不为零，依牛顿第二定律就会产生加速度，为了分析方便我们把力分为 X、Y 、Z 三个轴力的平衡及绕 X、Y、Z 三个轴弯矩的平衡。轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度，飞行中的飞机受的力可分为升力、重力、阻力、推力如图 1-1，升力由机翼提供，推力由引擎提供，重力由地心引力产生，阻力由空气产生，我们可以把力分解为两个方向的力，称 x 及 y 方向 当然还有一个 z 方向，但对飞机不是很重要，除非是在转弯中，飞机等速直线飞行时 x 方向阻力与推力大小相同方向相反，故 x 方向合力为零，飞机速度不变，y 方向升力与重力大小相同方向相反，故 y方
4、向合力亦为零，飞机不升降，所以会保持等速直线飞行。 弯矩不平衡则会产生旋转加速度，在飞机来说，X 轴弯矩不平衡飞机会滚转，Y 轴弯矩不平衡飞机会偏航、Z 轴弯矩不平衡飞机会俯仰如图 1-2。第四节伯努利定律 伯努利定律是空气动力最重要的公式，简单的说流体的速度越大，静压力越小，速度越小，静压力越大，这里说的流体一般是指空气或水，在这里当然是指空气，设法使机翼上部空气流速较快，静压力则较小，机翼下部空气流速较慢，静压力较大，两边互相较力如图 1-3，于是机翼就被往上推去，然后飞机就飞起来，以前的理论认为两个相邻的空气质点同时由机翼的前端往后走，一个流经机翼的上缘，另一个流经机翼的下缘，两个质点应
5、在机翼的后端相会合如图 1-4，经过仔细的计算后发觉如依上述理论，上缘的流速不够大，机翼应该无法产生那么大的升力，现在经风洞实验已证实，两个相邻空气的质点流经机翼上缘的质点会比流经机翼的下缘质点先到达后缘如图 1-5。 我曾经在杂志上看过某位作者说飞机产生升力是因为机翼有攻角，当气流通过时机翼的上缘产生”真空” ，于是机翼被真空吸上去 如图 1-6，他的真空还真听话，只把飞机往上吸，为什么不会把机翼往后吸，把你吸的动都不能动，还有另一个常听到的错误理论有时叫做*理论，这理论认为空气的质点如同*一般打在机翼下缘，将动量传给机翼，这动量分成一个往上的分量于是产生升力，另一个分量往后于是产生阻力如图
6、 1-7，可是克拉克 Y 翼及内凹翼在攻角零度时也有升力，而照这 *理论该二种翼型没有攻角时只有上面”挨*”，应该产生向下的力才对啊，所以机翼不是风筝当然上缘也没有所谓真空。伯努利定律在日常生活上也常常应用，最常见的可能是喷雾杀虫剂了如图 1-8，当压缩空气朝 A 点喷去，A 点附近的空气速度增大静压力减小， B 点的大气压力就把液体压到出口，刚好被压缩空气喷出成雾状，读者可以在家里用杯子跟吸管来试验，压缩空气就靠你的肺了，表演时吸管不要成 90 度，倾斜一点点，以免空气直接吹进管内造成皮托管效应，效果会更好。 第一节翼型介绍 飞机最重要的部分当然是机翼了，飞机能飞在空中全靠机翼的浮力，机翼的
7、剖面称之为翼型，为了适应各种不同的需要，航空前辈们发展了各种不同的翼型，从适用超音速飞机到手掷滑翔机的翼型都有，翼型的各部名称如图 3-1，100 年来有相当多的单位及个人做有系统的研究，与模型有关的方面比较重要的发展机构及个人有：NACA：国家航空咨询委员会即美国太空总署NASA 的前身，有一系列之翼型研究，比较有名的翼型是”四位数” 翼型及” 六位数”翼型，其中”六位数” 翼型是层流翼。易卜拉：易卜拉原先发展滑翔机翼型，后期改研发模型飞机翼型。渥特曼：渥特曼教授对现今真滑翔机翼型有重大贡献。哥庭根：德国一次大战后被禁止发展飞机，但滑翔机没在禁止之列，所以哥庭根大学对低速低雷诺数 飞机翼型有
8、一系列的研究，对遥控滑翔机及自由飞无遥控模型非常适用。班奈狄克：匈牙利的班奈狄克翼型是专门针对自由飞模型，有很多翼型可供选择。有些翼型有特殊的编号方式让你看了编号就大概知道其特性，如 NACA2412，第一个数字 2 代表中弧线最大弧高是 2%，第二个数字 4 代表最大弧高在前缘算起 40%的位置，第三、四数字 12 代表最大厚度是弦长的 12%，所以 NACA0010，因第一、二个数字都是0，代表对称翼，最大厚度是弦长的 10%，但要注意每家命名方式都不同，有些只是单纯的编号。因为翼型实在太多种类了，一般人如只知编号没有坐标也搞不清楚到底长什么样，所以在模型飞机界称呼翼型一般常分成以下几类如
9、图 3-2：全对称翼：上下弧线均凸且对称。半对称翼：上下弧线均凸但不对称。克拉克 Y 翼：下弧线为一直线，其实应叫平凸翼，有很多其它平凸翼型，只是克拉克 Y 翼最有名，故把这类翼型都叫克拉克 Y 翼，但要注意克拉克 Y 翼也有好几种。S 型翼：中弧线是一个平躺的 S 型，这类翼型因攻角改变时，压力中心较不变动，常用于无尾翼机。内凹翼：下弧线在翼弦在线，升力系数大，常见于早期飞机及牵引滑翔机，所有的鸟类除蜂鸟外都是这种翼型。其它特种翼型。 以上的分类只是一个粗糙的分类，在观察一个翼型的时候，最重要的是找出它的中弧线，然后再看它中弧线两旁厚度分布的情形，中弧线弯曲的方式、程度大至决定了翼型的特性，
10、弧线越弯升力系数就越大，但一般来说光用眼睛看非常不可靠，克拉克 Y 翼的中弧线就比很多内凹翼还弯。第二节飞行中之阻力 如何减少阻力是飞机设计的一大难题，飞行中飞机引擎的推力全部用来克服阻力，如果可以减少阻力则飞机可以飞得更快，不然可以把引擎改小减少重量及耗油量，拿现代私人小飞机与一次大战战斗机相比，引擎大约都差不多一百多匹马力，现代私人小飞机光洁流线的机身相对于一次大战战斗机整架飞机一堆乱七八糟的支柱与张线，现代飞机速度几乎是它前辈的一倍，所以减少阻力是我们设计飞机时需时时刻刻要注意的，我们先要了解阻力如何产生，一架飞行中飞机阻力可分成四大类：磨擦阻力：空气分子与飞机磨擦产生的阻力，这是最容易
11、理解的阻力但不很重要，只占总阻力的一小部分，当然为减少磨擦阻力还是尽量把飞机磨光。 形状阻力：物体前后压力差引起的阻力，平常汽车广告所说的风阻系数就是指形状阻力系数如图 3-3，飞机做得越流线形，形状阻力就越小，尖锥状的物体形状阻力不见得最小，反而是有一点钝头的物体阻力小，读者如果有机会看到油轮船头水底下那部分，你会看到一个大头，高级滑翔机大部分也有一个大头，除了提供载人的空间外也是为了减少形状阻力。诱导阻力：机翼的翼端部因上下压力差，空气会从压力大往压力小的方向移动，部份空气不会规规矩矩往后移动，而从旁边往上翻，因而在两端产生涡流如图 3-4，因而产生阻力，这现象在飞行表演时，飞机翼端如有喷
12、烟时可看得非常清楚，你可以注意涡流旋转的方向如图 3-5， 图 3-6是 NASA 的照片，可看见壮观的涡流，因为这种涡流延伸至水平尾翼时，从水平尾翼的观点气流是从上往下吹，因此会减小水平尾翼的攻角，也就是说水平尾翼的攻角实际会比较小，图 3-6只不过是一架小飞机，如像类似 747 这种大家伙起飞降落后，小飞机要隔一阵子才能起降，否则飞入这种涡流，后果不堪设想，这种阻力是因为涡流产生，所以也称涡流阻力。寄生阻力：所有控制面的缝隙如主翼后缘与副翼间 、主翼及尾翼与机身接合处、机身开孔处、机轮及轮架、拉杆等除本身的原有的阻力以外，另外衍生出来的阻力如图 3-7，3-8 。一架飞机的总阻力就是以上四
13、种阻力的总合，但飞机的阻力互相影响的，以上的分类只是让讨论方便而已，另外诱导阻力不只出现在翼端，其它舵面都会产生，只是翼端比较严重，磨擦阻力、形状阻力、寄生阻力与速度的平方成正比，速度越快阻力越大，诱导阻力则与速度的平方成反比如图 3-9，所以要减少阻力的话，无动力飞机重点在减少诱导阻力，高速飞机重点在减少形状阻力与寄生阻力。第三节翼面负载 翼面负载就是主翼每单位面积所分担的重量，这是评估一架飞机性能很重要的指针，模型飞机采用的单位是每平方公寸多少公克g/dm2 ，实机的的单位则是每平方公尺多少牛顿N/m2 ，翼面负载越大意思就是相同翼面积要负担更大的重量，如果买飞机套件的话大部分翼面负载都标
14、示在设计图上，计算翼面负载很简单，把飞机全配重量不加油 秤重以公克计，再把翼面积计算出来以平方公寸计一般为简化计算，与机身结合部分仍算在内 两个相除就得出翼面负载，例如一架 30 级练习机重 1700 公克，主翼面积 30 平方公寸，则翼面负载为 56.7 g/dm2。 练习机一般在 5070 左右，特技机约在 6090，热气流滑翔机 3050，像真机 110 以内还可忍受，牵引滑详机约 1215 左右，我在新店市白马飞行场看过一对兄弟飞一架自己设计的大嘴鸟，翼面负载 130，但也飞的很漂亮，总括来说，翼面负载太大的话，起飞滑行时老牛破车慢慢加速，好不容易起飞后飞行转弯时千万不要减速太多弯要转
15、大一点 ，否则很容易失速，降落速度超快，滑行一大段距离才停的住。 说到这里稍微离题一下，我常在飞行场听到有人说重的飞机飞的比较快，我们来验证一下看这说法正不正确，一架飞机引擎的马力假设是 P，从物理课本可知 P=FV，F 是力，V 是速度，飞机在水平直线飞行时 F 就是阻力的总合，因 P 是定值不考虑螺旋桨效率 ，所以飞机极速只跟阻力 F 有关，同一型飞机理论上速度应一样，但假设其中一架用的木头比较重，平飞时比较重的飞机翼面负载大攻角要比较大，因而阻力 F 比较大，所以速度 V 就比较小，所以重的飞机不可能飞得比较快，要使飞机飞的快应该要减少阻力才对，重的飞机代价很大，加速及爬升慢、极速也慢，
16、动作不灵活，比较容易失速，好处只是比较抗侧风，俯冲时比较快。 第四节雷诺数与失速 机翼的升力随攻角的增大而增加，攻角就是翼弦线与气流的夹角如图 3-10，攻角为零度时对称翼此时不产生升力，但克拉克 Y 翼及内凹翼仍有升力，后二种翼型要负攻角才不产生升力，不产生升力的攻角叫零升攻角如图 3-11，所以对称翼的零升攻角就是零度，谁都知道攻角增加有一个上限，超过这上限就要失速，那机翼什么时候会失速呢？图 3-12a是飞机正常飞行时流经机翼的气流，图 3-12b是飞机失速时的气流，这时上翼面产生强烈乱流，直接的结果是阻力大增，而且气流冲击上翼面，使升力大减，于是重力主控这架飞机，就是摔下去啦，那我们想
17、事先知道机翼什么时候会失速，这就有需要知道雷诺数，雷诺数原始公式是： Re=Vb/ Re=Vb/ 是空气密度、V 是气流速度、b 是翼弦长、 黏性系数。因对模型飞机而言空气密度与黏性系数是定值，因为你不会飞很高故空气密度不变，而且你不会飞到水里故黏性系数不变，故以上公式可简化为： Re=68500Vb V 单位是公尺/ 秒 b 是公尺。 一架练习机譬如说时速 90 公里每秒 25 公尺 ，翼弦 24 公分，雷诺数=68500250.24=411000，如果不是矩形翼的话，翼根与翼端弦长不一样，雷诺数当然不同。雷诺数越大流经翼表面的边界层越早从层流边层过渡为紊流边界层，而紊流边界层不容易从翼表面
18、分离，所以比较不容易失速，雷诺数小的机翼边界层尚未从层流边层过渡为紊流边界层时就先分离了，一般翼型的数据都会注明该数据是在雷诺数多大时所得，展弦比如没特别说明则是无限大，翼型资料上大都会告诉你雷诺数多少时在几度攻角失速，雷诺数越大越不容易失速如图 3-13，一架飞机的失速角不是一定值，速度越慢时 雷诺数小越容易失速，翼面负载越大时，因飞行时攻角较大也越容易失速，三角翼飞机翼弦都很大，所以雷诺数大，比较不容易失速。实机在设计时都会设法在失速前使机翼抖动及操纵杆震动，或者在机翼上装置气流分离警告器，以警告驾驶员飞机即将失速，模型飞机一般都没什么征兆，初学降落时大部分的人都有这痛苦的经验，因进场时作
19、了太多的修正，耗掉了太多速度，说时迟那时快飞机一下子就摔下来，从此一连好几个月进场速度都超快，降落时不是海豚跳个三、四次就是把两百公尺跑道用完还不够。 第五节展弦比 从雷诺数的观点机翼越宽、速度越快越好，但我们不要忘了阻力，短而宽的机翼诱导阻力会吃掉你大部分的马力，也许读者反应很快，诱导阻力不是与速度平方成反比吗？我们只要飞得够快诱导阻力就不是问题了，但很可惜速度快的话形状阻力也会与速度平方成正比增大，还有所有飞机迟早都要降落，降落时考虑跑道长度、安全性等，实机的话还有轮胎的磨耗，我们需要一个合理降落速度，总不能要求一架模型飞机以时速 100 公里降落吧，那跑道要长得吓人，而且没几个人对得准，
20、火箭、飞弹飞的很快而且不用考虑降落，所以展弦比都很低，飞机则要有适合的展弦比，展弦比 A 就是翼展 L 除以平均翼弦b(A=L/b)，L 与 b 单位都是公分，如果不是矩形翼的话我们把右边上下乘以 L，得 A=L2 / S，S 是主翼面积，单位是平方公分，这样省得求平均翼弦，一般适合的展弦比在 57 左右，超过 8 以上要特别注意机翼的结构，不要一阵风就断了，我作过展弦比 10 的飞机，手投掷起飞的一剎那，机翼受风弯成 U 形，非常漂亮如图 3-14，滑翔机实机的展弦比有些高达30 以上，还曾经出现过套筒式的机翼，翼展可视需要伸长或缩短。如前所述磨擦阻力、形状阻力与速度的平方成正比，速度越快阻
21、力越大，诱导阻力则与速度的平方成反比，所以高速飞机比较不考虑诱导阻力，所以展弦比低，滑翔机速度慢，采高展弦比以降低诱导阻力，最典型的例子就是 U2如图 3-15跟 F104如图 3-16，U2 为高空侦察机，为长时间翱翔，典型出一次任务约 1012 小时，U2 展弦比为 10.5，F104 为高速拦截机，速度达 2 倍音速以上，展弦比 4.5，自然界也是如此，信天翁为长时间遨翔，翅膀展弦比高，隼为掠食性动物，为求高速、灵活，所以展弦比低。滑翔机没有动力，采取高展弦比以降低阻力是唯一的方法，展弦比高的机翼一般翼弦都比较窄，雷诺数小，所以要仔细选择翼型，避免过早失速，另外高展弦比代表滚转的转动惯量
22、大，所以也不要指望做出滚转的特技了。 飞惯特技机的人看到遥控滑翔机时常常好奇，为什么主翼面积那么大，偏偏机身短而且尾翼面积相对很小，会很担心升降操作会有问题，其实这是展弦比的另外一个特性，就是高展弦比时，攻角增加时升力系数增加会比低展弦比的机翼快如图 3-17，低展弦比机翼升力系数在攻角更大时才到达最大值，所以高展弦比的滑翔机并不须要大尾翼就可以操纵升降。第六节翼端处理 一个机翼不可能无限长，一定有端点，我们现在知道翼端是很多问题的根源，翼前缘有点后掠的飞机，因几何形状的关系，翼前缘的气流不但往后走而且往外流如图 3-18，使翼端气流更复杂，于是有各式各样的方法来减少诱导阻力，常见的有：整形
23、1：把翼端整成圆弧状，尽点人事，模型飞机最常见的方式如图 3-19。整形 2：把下翼面往上整形，希望涡流尽量离开翼端，特技机 magic 及一次大战像真机常用如图 3-20。整形 3：把翼端装上油箱或电子战装备，顺便隔离气流，不让它往上翻，希望一举两得，如 T-33如图 3-21。小翼：目前最流行的作法，大部分小翼是往上伸，但也有些是往下伸的，实机的小翼很明显，飞行时看的非常清楚如图 3-22，波音 747-400 的小翼相信很多搭乘过的人都注意到，小翼的作用除了隔离翼端上下的空气外减少诱导阻力外，因安装的角度关系还多少可提供一些向前的分力节省一点马力。老鹰的翼端是分叉形的，你可以从影片中看到
24、滑翔中的老鹰，翼端的羽毛几乎没有扰动，可见效率非常高，NACA 也有发展类似的翼端。第七节翼型的选择及常用翼型 机翼是飞机产生升力的部分，当然不能随兴所至乱画一通，既然前辈们发展的翼型都经过风洞或实机的测试，我们就不客气来捡现成，市面上现在可以买到惟一的一本有翼型数据的书是长谷川克所著”翼型”电波实验社出版，上面有三百多种翼型的几何坐标，但其中只有易卜拉翼型有升阻系数等数据，其它只有几何坐标聊备一格，所以除自由飞模型外用处不大，此外中国大陆的杂志里有时候会发表新翼形，但他们偏重自由飞模型，完全没有任何实验数据，而且很难制作，遥控的好像没看过。国外尤其是德国有关模型飞机的数据就比较多，很可惜国人
25、一般德文都是鸦鸦乌，这里介绍一本英文书 Martin Simons 着”model aircraft aerodynamics” Argus Books，在亚马逊网络书局选择翼型的过程是一种试误法，需要经验与耐心，现在实机方面设计翼型当然早已采用计算机计算，模型飞机也渐渐采用计算机设计方式，你可以直接输入所要的翼型，甚至自己设计一个新翼型，输入中弧线最大弧高、位置，及最大厚度等数据，再告诉计算机展弦比、机翼攻角及飞行速度，计算机也懒得告诉你升力、阻力系数，而直接告诉你升力多少牛顿，阻力多少牛顿，失速角多少度也一并告诉你，还配合 3D 动画，国外有好几套这种软件出售，有一家公司网站( )你可以上
26、网购买，但我建议读者如想真正了解翼型选择，还是要从基础学起，免得知其然而不之其所以然，美国太空总署有一套翼型仿真器如图 3-25，有兴趣的读者可自行下载，网址：第四章翼平面维持滚转方向平衡：当飞机飞行时突然受到侧向力如一阵风 ，这时飞机会倾向另一边，这时上反角就要负责修正回来，大部分的人认为这是当机翼倾向一边时，水平投影面积一边增加另一边减少，产生一个回复力矩如图 4-14，其实这是不适当的说法，回复力矩是有，但非常小，上图是为了强调回复力矩，上反角增加为 16 度，实际上反角不可能那么大，我们拿上反角 3 度来说，投影面积最多改变 1%，实在于事无补，实际的作用是，假设碰到右阵风飞机往左倾，
27、左边机翼往下掉，于是左边机翼的相对气流除了一般从前缘往后缘流的向量以外，还碰到一个从下往上的向量如图 4-15，结果就是相当于左边机翼攻角增大升力增大，右边刚好相反升力减小，于是产生修正力矩，使飞机摆正。转向：很多小型遥控飞机没有副翼，只有方向舵，但转弯时一样侧倾后转向，这是因为上反角的关系，当想控制飞机左转而把方向舵往左打，因方向舵产生一个向右的力，机头于是朝左偏，但还是往前飞，这叫偏航如图 4-16，因右翼上反的关系相对气流相当于右边机翼攻角增大，于是升力增大，左翼刚好相反升力减小，于是飞机向左侧滚转，配合升舵完成左转，我曾作过一架上反角 0 度的特技机，打方向舵后机头歪向一边就是不转弯，
28、刚好映证以上理论。提高压力中心：机翼上反后，压力中心也提高，有助于稳定性，所以虽然练习机须要高稳定性，但有些实机的练习机仍采低翼配置，请您注意这类飞机上反角都比较大，主要就是从稳定性考虑。 上反角效益很大，但角度过大时修正力矩过大，将很难转弯，而且此时机翼垂直投影大，垂直尾翼如果相对的小，飞机的直线性变差，飞起来就会左右摆头，遥控特技机则因翼前缘有点后掠，多少已有稳定作用，操纵者技术好并且全神贯注在操纵，有无上反角并无关紧要。第五章螺旋桨与引擎依推力方向： 拉力桨：即正桨，从飞机前面产生拉力使飞机向前。 推力桨：即反桨，从飞机后面产生推力使飞机向前，少数引擎可逆转，双引擎飞机其中一个引擎逆转用
29、反桨以抵销反扭力。 依材值： 木桨：刚性好，重量轻，但易损坏。 塑料桨：便宜，选择性多，较不易损坏。 碳纤桨：最好，最贵。 第二节螺旋桨的选择 我们仔细看一支螺旋桨如图 5-1，第三节螺旋桨角度的计算 现在螺旋桨选择性多，价格便宜，模型玩家很少自行制作，但偶而想玩橡皮筋动力飞机时，就不得不自己动手了，请各位不要瞧不起橡皮筋动力飞机，高级室内橡皮筋动力飞机的螺旋桨会随着橡皮筋扭力自动改变螺距，而且整架飞机不超过 2 公克，这真的需要天分，我做的室内机则从来没有低于 4 公克图 5-4。橡皮筋动力飞机因为转速比引擎飞机慢，螺距比螺距/ 直径一般 1.01.6 左右，引擎飞机的螺距比大都在 0.8
30、以下。 定螺角桨：因为定螺角桨只有一部分效率好，所以我们螺距以距离轴心 7080%的部位为准，螺旋桨靠轴心部分效率很差，所以靠轴心 30%以内部份根本不做桨叶，只剩一根轴。 定螺距桨：因定螺距桨每个断面角度均不一样，假设要制作一支直径为 D 英吋螺距为p 英寸的桨，角度图解如图 5-5。第四节引擎的选择 模型飞机使用的引擎有很多种，现在因为大多数人都使用热灼引擎(glow engine)及汽油引擎，大家几乎忘了还有其它模型引擎如： 柴油引擎：其实他是烧乙醚而不是烧柴油的，只是它跟跟柴油引擎一样没有火星塞，直接压缩爆发，但真正的柴油引擎是将空气压缩后再喷入燃料爆发，而模型柴油引擎是将先空气与燃料
31、混合后再压至爆发，二次大战后欧洲国家管制甲醇及硝基甲烷，所以柴油引擎流行一阵子。 二氧化碳引擎：使用一个二氧化碳气瓶，借压缩的二氧化碳气体推动活塞驱动螺旋桨，没有任何点火装置也不用燃料，常用于自由飞模型。 脉冲喷射引擎：又叫火管，跟二次大战德国 V1 火箭一样的引擎，属于喷射引擎的一种，声音吵得吓死人，中国大陆飞燕公司有生产两种尺寸，非常便宜，美国还有公司出套件，让人自行制作，号称喷出的火焰有十公尺远。 很多人选择引擎的原则是，选择只要塞的下引擎室的最大引擎，这其实是一个不正确的观念，我们知道飞行的阻力与速度平方成正比，当飞机速度已经很高，这时候要增加一点点速度马力要增加很大，选择超过适当排气
32、量的引擎，不但重量增加，因耗油量也增加，所以装上更大的油箱，翼面负载增加的结果使飞行攻角增大，阻力也因而增大，所以效果很差，更不要提对飞机结构的影响了，要改善飞行效率应从改善飞机的空气动力着手，而不是一味加大引擎，此外竞速飞机尽量选择高转速、低扭力的短冲程引擎，像真机尽量选择低转速、高扭力的长冲程引擎或四冲程引擎，以使螺旋桨发挥最大效率。 很多人不晓得模型引擎的大小如 32、 120 代表什么意思，美国的引擎采用英制，32代表 0.32 立方英寸，120 就代表 1.20 立方英寸，一立方英寸是 16.39 CC(立方公分) ，所以32 引擎排气量是 5.24(=0.32*16.39)立方公分
33、，但世界上其它国家如德国等生产的引擎已渐渐采用公制。 第五节导风扇 很多很漂亮的像真喷射机，但机头或机尾装了一个引擎，在天上飞时离得远看上去还好，摆在地面展示时，那引擎与螺旋桨实在煞风景，要把引擎与螺旋桨藏起来，在涡轮引擎还没出来前导风扇是惟一选择，导风扇是利用高转速活塞引擎24000rpm 左右 推动类似涡轮扇叶，将大量空气往后加速，可以仿真出类似涡轮引擎的效果如图 5-6，图中桨毂的白漆是量转速用的，导风扇虽然效率差，但因现代喷射机都很流线，机翼也不大，所以阻力小，像真喷射机飞行速度也不慢，但起飞滑行加速比较慢。导风扇飞机最需要注意的地方就是空气的进出信道，进口的信道除了截面积要足够外，也
34、要做得非常流线，避免粗糙、突出物或沟缝，必要时只好在肚子挖”作弊孔”以增加空气进入量，出口的通道除了要做得非常流线外，还要有一点渐缩，以增加排气速度，还有一点要特别注意的，因为导风扇进气口吸力很强，所有零件、电线都要固定好，图 5-6那架F86 第一次试车就把气压收轮组的管线及阀门绞烂喷到不知那里去了。第六节涡轮引擎 模型涡轮引擎经过这几年的发展已渐渐成熟，虽然价位还不是一般人能接受，从早期危险的丙烷燃料到现在的煤油或 JP 燃料煤油+汽油，我们可以期待起动方式更方便，价位元元更低能让一般人接受的引擎出现，模型涡轮引擎是一个具体而微的涡轮喷射引擎，涡轮引擎推进的原理是引擎前端将空气吸入后，由压
35、缩器加压，再至燃烧室燃烧，膨胀后的高压气体由后方排出，因动量守恒原理而得到向前的推力，高压气体同时也推动涡轮，涡轮再把动力传给压缩器，如图 5-7是一个军用涡轮扇喷射发动机 很少人称它为引擎，涡轮发动机因输出动力方式的差异可分为：涡轮喷射发动机：最典型的喷射引擎，原理如前所述，模型涡轮引擎就是属于这种。涡轮扇发动机：跟涡轮喷射发动机很类似，但有旁通气流，请注意图 5-7发动机风扇吸入的空气有部分没经过燃烧室就直接加压后排出，那就是旁通气流，优点是比较经济，缺点是飞机最大速度会稍为慢，商用喷射机旁通比都很大，所以发动机看起来都很胖。 涡轮旋桨发动机：这也是一种喷射发动机，但是以螺旋桨方式输出动力
36、，跟活塞发动机比，喷射发动机零件少很多，重量也轻，比较好维修保养，又因为它没有活塞、曲轴、顶杆等的往复运动，所以震动也减少很多，玩过遥控飞机的人都知道，震动是很多问题的根源。 涡轮轴发动机：这也是一种喷射发动机，但输出的轴马力最大，刚好用在直升机上，现代直升机都是采涡轮轴发动机，所以以后有人跟你说那架直升机是喷射引擎的，你也不要吃惊。 图 5-7的后半截是一个后燃器，后燃器的原理是因为空气经过燃烧室燃烧后，只消耗到不到 10%的氧气，后燃器里面的空气因刚从燃烧试室出来，当然很热，而且还有很多氧气，那干脆就直接把燃料喷进去，再一次燃烧进一步加热空气增加推力，代价当然是效率非常差，但紧急时涡轮喷射
37、型发动机几乎可以增加 100% 的推力。涡轮发动机转速很高，怠速时的转速都比活塞引擎的全速还高，所以实机发动机起动时一般都要另外以电源车或气源车先将引擎预转至点火速度，涡轮发动机还有一些需注意的特性，活塞引擎的功率几乎与转速成正比，但涡轮发动机在转速达最高转速的 50%时输出的功率还不到 20%图 5-8，且低转速时燃料消耗比约为全速时的三倍，所以低转速时既耗油又没效率，还有油门的反应比活塞引擎慢很多，此外因发动机需要大量空气，改变飞行姿态时如进气道设计不好会使压缩器转子失速，所以涡轮发动机不适合作特技机的动力，但因飞行速度冲压的因素飞机起飞后涡轮发动机效率会变好。 第六章尾翼第一节垂直尾翼
38、垂直尾翼分两部分，固定于机身不动的叫垂直安定翼，能左右摆动的活动部分叫方向舵，垂直尾翼负责左右的稳定，原理就如同箭的箭羽一样，当飞机偏航时产生一个修正力矩，使飞机恢复直线飞行如图 6-1，方向舵负责转向，当方向舵往一边打时造成飞机偏航，然后如前面所述因上反角的关系造成左右翼对气流攻角的改变，于是飞机转向，垂直尾翼的构型除传统式外，还有双垂直尾翼、H 型尾翼及 V 尾翼，H 型尾翼就是在水平尾翼两端各有一个垂直尾翼，如二次大战的 B24、B25 及兰开斯特轰炸机图 6-2，此种构型在模型飞机上结构很脆弱要特别注意，V 尾翼则是水平尾翼兼具垂直尾翼功能。在遥控飞机方向舵一般都与转向轮连动，在实机也
39、都是由踏板操纵，但控制方向舵时是用踩的，而控制转向轮是用蹬的。第二节水平尾翼 水平尾翼也分两部分，固定于机身的叫水平安定翼，活动部分叫升降舵，有部分飞机采用全动式尾翼，就是整片水平尾翼皆可转动，水平尾翼负责俯仰的稳定，也如同箭的箭羽一样，升降舵负责飞机的俯仰，水平尾翼变化也很多，位置高度变化有传统式、T 尾翼、折衷式，前后位置变化有些在垂直尾翼前，有些在后，也有在主翼前面的前翼机。 第三节面积及展弦比 垂直尾翼与水平尾翼基本上也是一片小型的机翼，因舵角的改变而产生升力使飞机偏航或俯仰，如何决定一架飞机的垂直尾翼与水平尾翼面积以便提供合理的稳定性及操纵性有几个因素必须考虑： 机身越长，尾翼与重心
40、距离远，因杠杆原理，所需面积就较小。 垂直尾翼与水平尾翼的断面如有做翼型，因较单片式断面效率好，面积也可减少，全动式尾翼情形也一样。 机翼展弦比高，对攻角比较敏感，水平尾翼可小一点。 像真机的场合，因雷诺数较实机小，而且机身都比较粗的关系，尾翼面积必须放大。三角翼飞机及圆盘机，因翼弦长故雷诺数大比较不容易失速，常常作低速高攻角飞行，尤其是降落时，这时垂直尾翼必须做高一些，以便避开主翼后面的尾流，免得飞机左右摆头，必要时在机腹下加做一片或两片腹鳍。 水上飞机因水脚侧面积大，垂直尾翼要适度的增大。 因垂直尾翼与水平尾翼基本上也是一片小型的机翼，所以也有展弦比的考虑，因展弦比的大小牵涉失速先后，我们
41、希望垂直尾翼与水平尾翼不能比主翼先失速，且万一主翼失速往下掉的时候，还能以尾翼改变飞机的姿态以便获得速度，所以一般垂直尾翼展弦比小于水平尾翼展弦比小于主翼展弦比。一次大战大部分的飞机都没有尾轮，在地面无法自行转向，而且静止时机头抬得很高如图 6-3，在影片上常可以看到起飞时机械士跟在旁边小跑一段路帮忙维持方向，因方向舵最先有作用，机械士于是可以放手，等到升降舵有作用时推一点下舵，让飞机摆平减低阻力以增加速度，待速度足够主翼有升力后飞机”浮”起来，在飞行场常看到 J-3 像真机一起飞就往左划个弧摔下去，很多人怪飞机设计不良，其实这是因为飞机速度还不够但升降舵已有作用，因姿态关系飞机在主翼浮力很勉
42、强时就把飞机拉起，离地后爬升因速度慢、攻角大，于是马上失速而且因反扭力的关系往左摔下去，这百分之百是操纵者失误，不要再错怪飞机了。第四节 T 尾翼 水平尾翼因位置关系常常处在主翼后面的尾流中，当然还有螺旋桨的尾流，造成难以臆测的后果，所以 T 尾翼机将水平尾翼装置于垂直尾翼顶端以避开主翼的尾流，如此一来效率当然增加，很多滑翔机采取 T 尾翼，但 T 尾翼结构上是一个弱点，设计结构时须注意，T 尾翼机有一个特殊的问题”深失速” ，深失速是当飞机主翼失速时，主翼及机身往下掉时所带的尾流刚好打在 T 尾翼上，这时升降舵没有作用，而主翼早已失速如图 6-4 ，于是飞机就毫无希望的摔下去，图 6-5是
43、NASA 的深失速试验机，经过特别改造让失速时水平尾翼仍有作用，可由机上丝带看出飞机下墬的方向，机身短、胖、展弦比低、重心偏后的飞机比较容易发生。第五节前翼机 前翼机是水平尾翼在机身的前端，主翼在后端的飞机，莱特兄弟的第一架飞机就是前翼机如图 6-6，时间是 1903 年 12 月 17 日，12 秒钟飞了 40 公尺，趴在飞机上的是弟弟，右边站着的是哥哥，垂直尾翼两片在后面，水平尾翼也是两片在前，首先不着陆环绕地球一周的航行家号也是前翼机如图 6-7，这架飞机使用高科技材料空重只有 2000 磅，却载了 7000 磅的油料，全身有 17 个油箱，本来有翼端小翼的，右边起飞时在地上磨擦掉了，为
44、了平衡所以把左边给设法在空中晃掉，事实上它的制造厂伯特鲁坦飞机公司出品的飞机都是前翼机，前翼机的优点一是它的水平前翼产生升力，可分担主翼的负担，不像传统飞机的水平尾翼产生向下的配平力，另一点是可以把前翼攻角装的比主翼稍大，且展弦比稍高，这样可以确保前翼先失速，失速后头先往下掉，迅速获得速度恢复控制，桃园的黄明义先生民国 76 年制作了一架大琴鸟号前翼机，当时看过的人都印象深刻，飞的很漂亮，但前翼机飞行是一种不稳定平衡，将在以后章节说明。 第七章襟、副翼第一节襟、副翼 襟、副翼是主翼后缘可活动的翼片，襟、副翼的作用是借着改变机翼后缘的角度使机翼的攻角改变，因而增加或减少升力，用以改变飞机的飞行姿
45、态，副翼动作时左右副翼一上一下，副翼向下的一边机翼攻角增加，升力增加，副翼向上的一边机翼攻角减少，升力降低如图 7-1，左右翼升力一边增加另一边减少，于是飞机产生滚转。襟翼动作时左右襟翼同时往下，相当于翼型中弧线弯度皆增加，升力系数增大如图 7-2，于是飞机速度可以降低即足以维持飞行，在第一章我们提过在降落时维持相同下沉率，这时升力并未减少还是等于飞机重量，否则依牛顿第二定律飞机会越降越快，襟翼一般用于降落前，襟翼放下后阻力也同时增加，以便降低落地速度，现在飞行场上有些人为了使飞机触地时不海豚跳，而在降落时把襟翼往上打，使得落地速度快得吓死人，真是旁门左道，触地时会海豚跳表示落地速度太快，正确
46、的作法应是增加飞机攻角降低落地速度而不是去减少升力。 我们模型飞机所用的襟翼大部分是费雷式襟翼，襟翼还有其它如莱特式、富勒式等型式，因滚转的力臂越长越有利杠杆原理 ，所以副翼都在翼端，襟翼在翼根，因襟、副翼都位于机翼后缘，所以有时候襟翼与副翼结合在一起叫襟副翼，同样情形如果是在三角翼飞机，升降舵与副翼结合叫升降副翼，如图 7-3的 V 尾翼机也是升降副翼，在 PCM 遥控器还没上市之前须要自行制作连动装置，请注意如图 7-3还是用车用两动遥控器，现在 PCM遥控器都有混控功能，只要一个设定就好了。高级滑翔机因阻力小、机翼效率好，滑空比大速度也快，降落时光靠放下襟翼速度仍快，因此降落前或需要减速
47、时襟翼同时往下、副翼同时往上，以降低滑空比，叫作butterfly 设定如图 7-4，这时机翼上共需 4 个伺服机。第二节副翼倒转 副翼往下后除升力增加外阻力也同时增加，副翼往上升力减少阻力也同时减少，当一架飞机想副翼转，假设往右转，此时右边副翼往上升力减少，左边副翼往下升力增加，飞机往右滚配合升降舵开始转弯，但一架高展弦比的飞机欲往右转，左边副翼往下时，因机翼的扭矩增大，使机翼外洗角变大，抵销了升力，且产生的阻力过大，因减速的作用于是左翼偏后右翼往前，又因上反角的关系右翼攻角增大左翼攻角减小，飞机反而往左转，这现象叫副翼倒转，要避免副翼倒转情形发生可以设定差动，就是让副翼往下的角度比往上的角
48、度小，以便减少阻力，此外就是机翼的刚性要加强以抵抗扭力。 第三节扰流器 飞机要降低速度时可以将襟翼放下，但襟翼放下升力也增加，扰流器如图 7-5可立刻降低速度却不增加升力，甚至降低升力，扰流器有各式各样的形式，有些装在机翼上面有些装在机翼下面，装在机身上的一般称空气煞车，效果都不错，但施作时要尽量密合，以减低寄生阻力，另外扰流器也可用来转向，原理与副翼倒转原理完全一样，只是故意让它发生的，如要右转，则把右边扰流气放下，产生左偏航，因上反角关系飞机朝右弯，老鹰造型的像真滑翔机特别适用，扰流器藏在老鹰翅膀下面，从上面看不到副翼，像真度高制作也简单。第八章平衡与安定性第一节平衡与安定性 力的平衡条件
49、有六个，分别是 X、Y 、Z 三个轴力的平衡及绕 X、Y 、Z 三个轴弯矩的平衡，轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度，弯矩不平衡则会产生旋转加速度。飞机平衡后才能维持稳定的飞行，但平衡不一定具安定性，安定性是指当平衡因阵风或其它因素被破坏时，飞机要有自行恢复平衡的能力，安定性好的飞机平衡被破坏后能迅速修正回来，安定性不好的飞机平衡被破坏后产生波状飞行或左右摇晃甚至根本不能恢复，大部分自由飞飞机因效率的关系只在一个固定速度及姿态下才能平衡，所以手掷飞机比赛时投掷的技巧占很大的的比例，当飞机掷出后在最高点冲力消失的一剎那，这时飞机就要摆好滑翔的姿态开始滑翔，否则高度掉了一大半才恢复平衡开始滑翔，那就不要比了。第二节重心上下位置 飞机依主翼的位置可分为高翼机机、中翼机及低翼机，主要的考量在于安定性，飞机的升力作用点与重心位置如图 8-1，高
