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全国科研类航空航天模型锦标赛1kg级载重项目浅谈(下)

作者:jnscsh   时间:2022-03-10 08:42:31   浏览次数:

总结。完成了赛前大量的设计与制作工作后,每支队伍都不想败在比赛的最终环节。下面笔者将自己在比赛中获得的经验教训总结归纳,希望对大家有所启发和帮助,在今后的比赛中少走弯路。

首先,模型操纵手应对模型飞机的各项特性有基本的了解与认识。飞行前,操纵手要与模型设计者进行沟通,以了解模型的设计性能。接下来进行实际试飞,操纵手对模型的性能才会有更直接的整体体验,验证模型设计性能与实际性能是否一致。操纵手在完成一定量的飞行起落与规范飞行、对模型操控轻车熟路后,即可开始航线练习与载重飞行。

进行航线练习时,要切实模拟模型在比赛中的飞行路线。可先选一名助手站在靶心位置,通过对讲机或喊话方式提示操纵手对航线偏离情况进行修正,使操纵手逐渐形成对飞行空间的整体认识。接下来,当模型通过靶心前助手不再对操纵手进行提示,而是改在模型通过靶心后再告知操纵手模型的偏离方向,进一步强化操纵手对模型空间位置的感知。然后加载适当的载重物进行航线练习,并逐渐增加重量。需要提醒的是,对于操控经验不太丰富的操纵手,上述练习最好选择在天气条件良好的时段进行。

熟练掌握了基本航线的练习后,就可开始特殊情况下的飞行练习了。首先是重载飞行。顾名思义,重载飞行是在接近载机最大任务飞行载重情况下完成比赛航线。这要求操纵手具备细腻的操纵技术和敏锐的飞行嗅觉,对可能出现的不利飞行姿态进行预判和提前处理。另外就是在恶劣条件下的飞行,包括侧风和大风环境下的飞行等。侧风飞行练习可培养操纵手对方向舵的使用,使模型在投放航线飞行时不至于因侧风偏航、在降落时不会飞出着落区甚至损毁模型。练习时应循序渐进,保护好模型飞机,否则一旦模型损失严重,将影响备赛进度,那就得不偿失了。

除了操纵手要进行大量的空中飞行训练外,助手地面后勤工作的训练也尤为重要。俗话说得好,“一个好汉三个帮”,飞行小组里操纵手与助手的良好配合,亦是制胜的重要条件之一。在飞行准备阶段,由于比赛时准备时间和允许进场人数有严格限定,因此要求飞行小组成员能够熟练掌握载重投放物的安装步骤,用最短的时间完成安装,避免因工作不熟练而耽误任务飞行时间。在任务飞行中,因动力系统有严格限定,助手必须把握并随时提示操纵手有效的动力时间;领航员则要对航线各边的飞行时间与模型应到达的高度有全面认识,整体把握任务飞行的时间节点与航线位置。具体而言,笔者平时的训练方法为:由站在操纵手身边的领航员负责帮助操纵手完成航线的修正,站在投放区附近适当位置的另一名助手负责把握投放时机,3人通过各自对飞行信息的处理,共同完成水袋的投放。当然,操纵手若判断能力出众,也可独立完成这些工作。总之,只有基于模型自身的设计特点,将其与系统的训练相结合,正式比赛中才可能有出色的表现。

最后,还应牢记一句话——细节决定成败。在历年比赛中,参赛队对一些小细节处理不当而影响水平发挥的事时有发生。如在滑跑起飞的开始阶段,油门不必一下全部给满,否则不仅对动力系统不利,更严重的是若此时突然出现侧风或模型自身偏航等情况,模型将会大幅偏转甚至侧翻。正确的操纵方法是:在滑行开始阶段,匀速将油门推至全开,同时观察模型的偏航情况,如有偏航要适当给方向舵一定量的稳杆,保证模型直线滑行后再全动力起飞。此外,在模型接近极限起飞重量飞行的滑跑阶段,部分操纵手可能因心理急躁,在模型未达到合适的起飞速度时便将其拉起,此时模型很容易失速,短暂抬头后就会栽向地面。正确的操纵方法是:在熟悉重载飞行情况的基础上,不急于拉杆起飞,充分利用规则允许的跑道长度,避免因过于急躁酿成事故。

当然,上述这些经验与方法未必完全适合每支队伍,找到适合自己的方法才最重要。

七、竞赛成绩

虽然1kg载重项目比赛开展时间不长,但经过各队不断的技术创新与经验积累,该项目极限载重成绩不断得到提升,比赛记录也一次次被刷新。目前,自重仅1kg的模型飞机已能搭载近9kg的载荷(水袋)升至规定高度并完成任务飞行,这在该项目设立之初是不敢想象的。

表1~表3为近3年1kg载重项目比赛团体前六名成绩表。结合比赛情况可以看到:

2009年是1kg载重项目仅对电机进行限定的最后一年。共有31支飞行小组参加比赛,所载水袋重量主要集中在5~6kg(共11组)。另外4~5kg有6组,6~7kg有8组,7~8kg有5组,8kg以上仅1组(最大载重量为8.1kg)。从成绩看,前4支参赛队总分均超过20000分,为第一梯队。总体方面,他们的参赛模型飞机全部采用常规布局,翼展均在2000mm以上,平均气动弦长均大于200mm;动力方面,沈航队和昌航队使用了配备减速装置的动力系统,清华队和西安交大队则采用直驱动力系统。

从2010年开始,规则对动力系统的电机、电调与电池均做了限定。共有32支飞行小组参加比赛,所载水袋重量主要集中在6~7kg(共10组),最大载重量为7.3kg(7kg以上达4组)。第一梯队的5支参赛队大都采用常规布局模型,动力系统以电机直驱螺旋桨的方式为主。只有西安交大队首次使用了飞翼布局模型,动力系统则搭配使用了减速装置。

2011年是动力系统新规则实行的第二年,采用直驱动力系统的模型的极限载重量超过了以往配备减速装置动力系统模型创造的记录(最新纪录达到8.6kg)。共有22个飞行小组参加比赛,所载水袋重量集中在5~6kg(8个小组)。另外6~7kg有6组,7~8kg有5组,8kg以上有3组。昌航队在常规布局的基础上优化了先前的方案,包揽个人冠、亚军,并仅靠两组有效个人成绩取得团体季军;沈航队则使用配备减速装置的动力系统的常规布局模型蝉联团体冠军。

对比历年的比赛成绩会发现一个有趣的现象:取得较好成绩的飞行小组并不一定是载重成绩相对较高的,而是投放精准度高的小组,这也说明载重物投放练习的重要性。再对比相邻两年的成绩与各队所用参赛机及其相关技术会发现:没有进行技术改进与创新的参赛队成绩会因为其他队伍技术普遍提高而落后。而查看历年各队参赛人员信息与竞赛成绩则会发现:有些参赛队出现了项目成员“青黄不接”的问题,这也影响了其竞赛成绩的稳定与提高。

因此,若想在今后的比赛中取得好成绩,对已有成绩的了解与分析十分必要。充分认识与分析总结过去的比赛成绩才能更准确地预测下一年度的成绩走向。基于对成绩的科学预测,参赛队才能更好地结合自身情况,有针对性的设计新的模型飞机,并制定训练标准与计划

八、回顾

从1kg载重比赛开始至今,一批批高校、相关科研院所的选手参与并推动了该项目的技术进步,也使科研类全国航空航天模型锦标赛蒸蒸日上。航空模型运动借此在各大高校逐渐普及,越来越多的人因此从喜爱到参与乃至投身到航空航天事业。这离不开所有为比赛辛勤付出的组织者和参与者的共同努力。这一特别的比赛为所有参与者提供了一个施展想象力的大舞台。选手们的奇思妙想通过验证得以实现,好的想法与经验得到广泛交流与共享。在备赛的日子里,选手们的潜能得到开发,自身的综合素质也得到提高。在赛场上,团结协作使选手们感受到集体的力量。

回忆多年的参赛经历,笔者感触良多。最常想到的一个词便是感动。记得有一次和其他学校的选手聊起备赛经历,才得知他们先是抱着模型穿行在火车车厢中,然后又乘坐汽车才来到赛场。由于是自费参赛,他们各方面开支都很节约,我禁不住问道,是什么给他们这么大的动力。答案就两个字——喜欢。当然,还有许多选手都经历过那些看似再平凡不过的没日没夜的制作、维修与飞行的日子,相信他们心里也或多或少会有难以忘怀的感受。

泪水不仅仅因为失败,欢笑不仅仅因为成功。愿喜爱与感动常在!

注1:有关选配动力系统的基础知识和方法,可查阅《航空模型》2010年第6期《如何选配电动模型飞机的动力系统》一文。

注2:如何选用合适的螺旋桨,可参考《航空模型》2009年第3期《浅谈螺旋桨选用》一文。

注3:有关动力系统的测试方法,可参考《航空模型》2009年第10期和第11期《电动模型飞机的动力系统测试》一文。

注4:有关自动投放机构的详情参见《航空模型》2011年第1期《一款模型飞机自动空投装置的研制过程》

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