微型航天器:航模-航模圈中伙伴多
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    航模,既可以是航空模型的简称,也可以是航海模型的简称。但是通常情况下,人们说起航模,一般特指航空模型。

    航海模型的一种——帆船模型航空模型是各种航空器模型的总称。它既包括模型飞机,也包括其他模型飞行器,如纸飞机、竹蜻蜓、风筝、热气球、孔明灯、飞盘、飞去来器等。某种程度上,它还包括航天模型。航天模型(有时特指模型火箭)是靠模型火箭发动机推进升空的一种航空模型;它装有能使之安全返回地面,以便再次飞行的回收装置,由非金属部件构成。其中,模型火箭发动机是指一种固体推进剂火箭反作用式发动机。

    现代航空模型分为自由飞行、线操纵、无线电遥控、像真和电动等五大类。按动力方式又分为:活塞发动机、喷气发动机、橡筋动力模型飞机和无动力的模型滑翔机等。

    最简单的航模——纸飞机

    纸飞机是一种用纸做成的玩具飞机。它可能是航空类折纸手工中的最常见形式,航空类折纸手工属于折纸手工的一个分支。

    在中国,用纸制作玩具可以追溯到约2000年前,但没有人能有把握地提供准确的证据指出纸飞机这项发明到底起源于哪年。在西方,最早能追溯到年代的纸飞机是在1909年制作的。然而,最为人们所接受的制作方法是由约翰·K·诺斯罗普(洛克希德公司的创始人之一)在1930年所提供的。诺斯罗普曾用纸飞机做模拟测试,来发现真实飞机的飞行机理。随着时间的推移,纸飞机速度、浮力和外形的设计已经有了较大的改进。

    最简单的纸飞机航模圈中伙伴多由于纸飞机是最容易掌握的一种折纸类型,所以深受初学者乃至高手的喜爱。最简单的纸飞机折叠方法只需要6步就可以完成。现在,“纸飞机”这个词也包括那些用纸板做成的飞机。

    在教室里扔纸飞机,曾经一向是那些不遵守纪律的学生的“专利”。但后来纸飞机已经飞出教室,成为一种深受人们喜爱的全球性运动,各地的纸飞机迷们将有机会在世界纸飞机锦标赛上一决高下。

    尼古拉斯·迪斯卡姆斯是法国一所学校信息技术专业的学生,他一边研究着他手中的纸,一边说:“折出一架好飞机的秘密在于耐性、对称和能感觉到你需要折什么地方的好眼力。”他和其他75名选手将只用一张A4纸,想办法折叠出一架出类拔萃的纸飞机,参加全世界纸飞机锦标赛法国站的比赛,看谁的飞机飞得最远,飞行距离最长,特技飞行最棒。

    在当地一所中学的一间大教室里进行了一个小时的热身后,那些有希望的选手分别在三个比赛项目中挑出了自己最擅长的项目,获胜者将参加在摩纳哥举行的法国国家锦标赛,同来自其他8个法国城市的获胜者展开较量,争夺在奥地利萨尔茨堡举行的世界纸飞机锦标赛决赛的通行证。届时,将有48个国家的选手参加。法国赛区代表杰弗里·卡特拉德表示:“这种比赛只是为学生举办的,但也有许多来自世界各地的纸飞机迷参加。”根据三个比赛项目的规定,所有比赛需要在没有风的室内举行,所有飞机都必须由一张正规的纸张折叠而成。组织者规定,这张纸只能折叠,不能撕裂、粘贴、切割、钉或填装其他物品。在抛出飞机的瞬间,需双脚着地,但在此之前,可以有一只脚离地。踩线将被取消比赛资格。

    法国学生准备抛纸飞机专门为纸飞机爱好者开设的网站越来越多,这意味着这项运动的普及面越来越广。成立于1989年的伦敦大学帝国学院土木工程系举行了一次纸飞机比赛。随后,“纸飞机协会”成立,目标是“促进纸飞机技术的发展”。该协会还在研究纸飞机的起源,了解什么时候以及是何人第一次发明了纸飞机。该协会表示,纸飞机的发明者很可能是中国人,因为“他们首先开始使用纸张,几百年前就开始放风筝”。

    纸飞机协会表示,事实证明,要制作一架能飞的纸飞机并不容易。该协会在“纸飞机网”上介绍说:“不幸的是,那些认为制作纸飞机是很简单的事情的人,经常被证明是错的,尤其是当你想创造一项世界纪录时,难度就更大了。”事实确实如此,这个观点在法国马赛赛场上多次得到证实。许多低劣的纸飞机只飞出几英尺,便坠向地面。只有一两架表现出色,可以飞出26米。

    但是,这离世界纪录还相差很远。美国著名的纸飞机设计者托尼·弗莱特1985年创下飞行距离世界纪录——58.82米。到目前为止,依然没有人打破它。这个高度比莱特兄弟的首次飞行距离还要长。

    很多年来,许多人试图突破手掷飞机在空中的最长停留时间这一极限。纸飞机爱好者、美国人肯·布莱克布恩保持这一吉尼斯世界纪录长达13年时间(1983~1996)。1998年10月8日他创造了室内纸飞机飞行记录,他的纸飞机在空中保持了27.6秒。布莱克布恩在这次冲击记录的尝试中使用的纸飞机被归属到滑翔(无引擎飞机)类当中。

    虽然普遍认为轻的纸飞机比重的飞得更远,但是肯·布莱克布恩认为这是不正确的。他打破20年前的纪录是基于他的信念:最好的飞机拥有短的机翼和重心位于掷飞机的人掷出飞机的那个点,同时长机翼和更轻的重量能让纸飞机飞行得更远,但是在掷出阶段不能被给予更多的力量。布莱克布恩说:“为获得最大高度和最好地进入滑翔状态转变,必须使抛出角度为水平向上10度”——至少达到60英里/小时(大约100千米/小时)的速度是成功掷出的飞机所必须的。

    布莱克布恩还创建了属于自己的网站,通过它给用户提供窍门以及不同类型的纸飞机模型。在不到一年的时间里,他的网站点击数便达到了40万。

    知识点世上最好的纸飞机

    DC-03型纸飞机据称是“世上最好的纸飞机”之一。它拥有巨大的滑翔翼,和一个可能在所有纸飞机里独一无二的尾翼。可惜的是没有一个国际性的纸飞机联盟或者协会对这是否是世界最好的纸飞机进行官方的认定。

    虽然DC-03模型也有机翼,吉尼斯世界纪录保持者肯·布莱克布恩不同意在纸飞机的尾部加“尾翼”的做法。他在自己的网站解释纸飞机的空气动力学时提到尾翼是不必要的。他以实际的B-2幽灵飞翼轰炸机为例,提到沿著机翼的配重使重心更向前,因此飞机也就更平稳。

    “中国螺旋”竹蜻蜓

    竹蜻蜓是中国人关于飞翔的一项重要发明。它被普遍视为现代旋翼机的雏形和直升机的最原始形态。其历史似乎可以上溯到公元前一千五百年的商朝西部边境民族奇肱人的飞车。晋朝学者葛洪在他的著作《抱朴子》中,曾记述了这种飞车的原理,“或用枣心木为飞车,以牛革结环剑,以引其机;或存念作五蛇六龙三牛,交罡而乘之,上升四十里”。这大概是文字方面关于竹蜻蜓的最早记载。

    根据历史记述和原理分析,完整的竹蜻蜓应包括桨翼、转轴和套在转轴外的竹筒三个主要部分。但民间流传更广的是一种简化版的竹蜻蜓。它通常由桨翼(也叫翅膀、叶子)和转轴两部分组成。

    桨翼是用竹子或木头削成的细长而形状扭曲的薄片,转轴被安装在叶子的中间下方。玩时,用双手快速一搓转轴,手一松,竹蜻蜓就在旋翼的带动下飞上天空,旋转好一会儿后,才会落下来。如果操控水平高的话,竹蜻蜓还会回到原地。

    “航空之父”乔治被称为“中国螺旋”的竹蜻蜓,在欧洲大陆一样很受欢迎,并对现代航空科学的发展产生过重要影响。18世纪时,法国曾专门举办过竹蜻蜓的飞行表演。被誉为“航空之父”的英国人乔治·凯利,一辈子都对竹蜻蜓着迷。他于1796年仿制和改造了“竹蜻蜓”,他自制的竹蜻蜓能飞30米高,他还一度绘出了有4个旋翼的直升机草图。这些研究推动了飞行器研制的进程,并为西方设计师带来了研制直升机的灵感。美国飞机发明人莱特兄弟小的时候,父亲给他们买了一个能飞的竹蜻蜓,兄弟俩十分喜欢,并开始仿制不同尺寸的竹蜻蜓。从此,兄弟俩的一生便与飞行结下了不解之缘。到了二十世纪三十年代,德国人根据竹蜻蜓的形状和原理发明了直升机的螺旋桨。

    《简明不列颠百科全书》第9卷写道:“直升机是人类最早的飞行设想之一,多年来人们一直相信最早提出这一想法的是达·芬奇,但现在大家都知道,中国人比中世纪的欧洲人更早做出了直升机玩具。”

    人类最早的飞行器——风筝

    英国学者李约瑟曾把风筝列为中华民族的重大科学发明之一。美国华盛顿国家航空和空间博物馆中有一块标牌上则醒目地写着:“人类最早的飞行器是中国的风筝和火箭。”

    在中国风筝发明之前,人类的很多飞行尝试,无不是直观地去从飞鸟身上获得灵感和启迪。人们认为,只要具有鸟一样的翅膀,自然会像鸟一样自由地飞翔。然而无论他们在制作翅膀上花费多少功夫,无论他们怎样逼真地模仿鸟类的扑翼动作,始终没有达到目的。毕竟鸟类的飞行原本就是一项极其复杂的事情,即便是今天科学技术高度发达的情况下,人类仍然无法造出像鸟类那样自由翱翔的飞行器来。

    风筝的发明给后世飞机的发明提供了新的思路,可以说,是风筝为人类飞翔插上了真正的翅膀。风筝不同于其他模仿鸟类扑翼动作的飞行器。它与鸟类飞行的根本区别就在于:在鸟类飞行中,它的翅膀要同时解决上升力和推力的问题,鸟类的翅膀要扑动才能飞行。而风筝的发明者把物体飞行所需要的上升力和前进的拉力分解开了,风筝的翅膀只产生上升力,连接风筝的绳线则产生拉力,这样一来风筝的翅膀就可以不扑动飞行了。后来,人们用发动机代替放风筝的绳线,从而发明并制造出了现代的固定机翼飞机。可以说,中国的风筝是现代飞机的祖先。

    1984年4月,第一届潍坊国际风筝会中国风筝有着悠久的历史和高超的技艺。其历史可以上溯到公元前。后来,北宋徽宗所著的《宣和风筝谱》、清曹雪芹所著的《南鹞北鸢考工志》以及20世纪30年代金铁庵著的《风筝谱》被认为是记述中国风筝技艺的重要专著。

    传统中国风筝的技艺概括起来为“扎、糊、绘、放”四个字,简称“四艺”。简单地理解,“四艺”即扎架子、糊纸面、绘花彩、放风筝。

    但实际上这四字的内涵要广泛得多,几乎包含了全部传统中国风筝的技艺内容。如“扎”包括选、劈、弯、削、接;“糊”包括选、裁、糊、边、校;“绘”包括色、底、描、染、修;“放”包括风、线、放、调、收。而这“四艺”的综合运用,要求制作者达到设计与创新的高水平。

    根据样式和制作种类的不同,传统中国风筝分为四大流派,分别为潍坊风筝、北京风筝、天津风筝和四川风筝。

    潍坊地处齐鲁之邦,古称潍县,是历史上著名的手工业之乡。这里所出产的泥塑、首饰、剌绣、杨家埠木版年画和风筝都是非常有名的,只要你到潍坊去一趟,就能感受到潍坊“国际风筝之都”的称号是当之无愧的。悠久的文化历史,形成了潍坊风筝特有的地方色彩。潍坊风筝自宋代开始流行民间,明代更加普及。到清乾嘉年间盛行乡里。曾在潍县任七年县令的郑板桥,在他《怀潍县》一诗中就形象地描绘了清明时节潍坊一带放飞风筝的情景:“纸花如雪满天飞,娇女秋千打四围,飞彩罗裙风摆动,好将蝴蝶斗春归。”同时期的潍县人郭麟也曾写过此类诗句:“纸鸢儿子秋千女,乱草新米春燕多。”诗文记述了当地人民在风和日丽、草木竞发的清明佳节,争相到白浪河两岸游春放风筝的热闹场面。潍坊风筝艺人经过几代人苦心研究探索,把国画、杨家埠木版年画的技巧与风筝制作工艺巧妙地结合在一起,又形成了杨家埠风筝、国画风筝和象形风筝三个分支流派。在潍坊风筝中最具代表性的风筝分别为龙头蜈蚣风筝、硬翅人物类风筝等。

    北京风筝有三百多年的历史记载。清明时节出游放飞风筝是北京一带的民间习俗。清人潘荣陛所著《帝京岁时纪胜》便把京人放风筝写得活灵活现:“清明扫墓,倾城男女,纷出四郊,提酌挈盆,轮毂相望。各携纸鸢线轴,祭扫毕,即于坟奥运福娃图案的风筝前施放较胜”“京师纸鸢,极尽工巧,有价值数金者。”民国沈太侔《春明采风志》载:“常行沙燕,一尺以至丈二,折竹结架,作燕飞式,纸糊,绘青蓝色,中按提线三根,大者背着风琴或太平锣鼓,以索绕之,顺风放起,昼系线条,夜系红灯,儿童仰首追逐,以泄内之积热,盖有所取意也。三尺以上,花样各别,哪咤、刘海、哈哈三圣、两人闹戏、蜈蚣、鲇鱼、蝴蝶、蜻蜓、三阳开泰、七鹊登枝之类。其最奇者,雕与鹰式,一根提线翔空中,遥睹之,逼真也。”北京天津魏记鹞形风筝风筝基本形式有硬翅、软翅、排子、长串和桶形五种。

    天津风筝也是很有特色的风筝流派之一。清代的杨柳青年画《十美图放风筝》即可证实天津有串灯、盘鹰、唐僧取经、蝴蝶等十种风筝。对天津风筝制作技术作出重大贡献的,是已故风筝艺人魏元泰。他从事风筝制作70余年,先后研制了平拍类、圆形立体类和软翅风筝,还创造了折翅风筝。他的作品在1914年巴拿马世梁祝图案的风筝界博览会获得了金牌,为天津风筝赢得了荣誉。以“风筝魏”为代表的天津风筝,造型逼真,色彩典雅,做工精细。筝面大多用丝绸,轻而结实,骨架选用质地细密、节长、弹性大的毛竹,用料十分考究。天津风筝在继承传统制作技术的基础上,儿童画《放风筝》不断创新和发展,造型更加美观,彩绘更加精美,放飞晴空令人赏心悦目,又可放于室内以供观赏,是民间工艺的珍品。

    四川风筝主要流传于成都、绵竹等地,半印半画,先在纸上印好人物或动物形象的墨线轮廊,糊在骨架上,再用红、黄、蓝、绿等水画粗粗刷几笔,显得潇洒流畅。风筝以大为贵。有一种“羊尾巴”风筝,形制小且无装饰,三五个串在一起,放飞时摇摇摆摆,如羊群摆尾;还有一种“T”形风筝,也为别处没有。成都柏树林过去曾是有名的风筝市。

    公元5世纪左右,中国风筝开始向世界流传,先是传到朝鲜、日本、马来西亚等东南亚国家,后来又传到欧洲和美洲等地。

    知识点世界上最大的风筝

    2008年4月14日,吉林市世纪广场的天空上飞翔着一只章鱼状的巨型风筝。风筝制作者称,风筝约1100平方米,要想放飞它,得要20个人。

    风筝的制作者、吉林市民李景阳介绍说,这只巨型章鱼风筝全长82米,宽13.5米,是他所知道的世界上最大的单线软体风筝。李景阳组织了七八个人制作近8个月的时间,才完成这只巨型风筝。

    当日上午10时30分许,巨型风筝放飞前的准备工作基本完成,李景阳拿起手中的1300多根栓牢风筝的细线,在做最后的检查。

    经过近30人的努力,这只巨型章鱼风筝终于飞上蓝天。现场围观的市民纷纷为李景阳的“大章鱼”加油助威,很多市民也自愿加入到放飞巨型风筝的队伍中。

    比空气还轻的热气球

    热气球是比空气轻的飞行器,它的飞高腾空是在无数次尝试之后才得以实现的。广义来说,氢气球、氦气球也属于热气球。

    1709年8月8日,欧洲人古斯芒在葡萄牙王宫进行了他的热气球升空表演。他将一个盆型小船蒙上粗帆布,把酒精和燃料放在盆底点燃,小船便摇摇晃晃离开地面。然而飞到不高的高度时,小船就偏离上升方向,一头撞在墙上,瞬时燃烧起来,并在下落的过程中烧着了宫中华丽的垂幔和其他东西。好在国王陛下没有怪罪他。以王宫火灾为代价,古斯芒证明了热气球飞行的可行性。他的热气球装置与中国古代的孔明灯较为类似,但时间上要比后者晚1500年左右。

    现代热气球尽管如此,74年后的法国人蒙哥尔费兄弟,才被认为是热气球的真正发明者。蒙哥尔费兄弟原本是造纸工人。当他们看到碎纸片在篝火上飞舞时,产生了利用热空气制造飞行器的念头。1783年6月5日,他们公开展示了自己制作的热气球。该气球用纸和亚麻布糊成,直径约10米,内部灌入燃烧湿草和羊毛产生的热烟。当气球中充满热烟后,绳索被松开,气球逐渐升到约475米的高空,飞行10分钟后在1600米外的地方降落。同年8月27日,法国人查理的氢气球试验也取得了成功。

    氢气球的升空成功,刺激了蒙哥尔费兄弟的好胜心。他们宣布,要制作出一只更大的且能够载人飞行的热气球。法国国王路易十六知道后,特别邀请他们到巴黎蒙哥尔费制作气球,并要他们在凡尔塞宫进行表演。1783年9月19日,蒙哥尔费兄弟制成了一只高17米、直径12.5米的气球,并首次进行了装载动物的升空试验,吊舱里面装了公鸡、鸭子和绵羊各一只。结果除了公鸡的翅膀受了一点伤外,绵羊和鸭子都安然无恙。这就为气球载人飞行提供了足够的可能性。路易十六大喜,为蒙哥尔费兄弟颁发了圣米歇尔勋章。

    同年11月21日下午,蒙哥尔费兄弟又在巴黎穆埃特堡进行了世界上第一次载人空中航行,热气球飞行了25分钟,在飞越半个巴黎之后降落在意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行整整早了120年。

    二战以后,高新技术使球皮材料以及致热燃料得到普及,热气球成为不受地点约束、操作简单方便的公众体育项目。20世纪80年代,热气球引入中国。

    进入21世纪,热气球作为一个体育项目正日趋普及,全世界有20000多个的热气球在飞行。中国已有100多个热气球,并成功地举办了北京国际热气球邀请赛、泰山国际热气球邀请赛等大型比赛活动。

    模仿鸟翅的扑翼机

    扑翼机,又称振翼机,是机翼能像鸟和昆虫翅膀那样上下扑动的重于空气的航空器。中国春秋时期就有人试图制造能飞的木鸟。15世纪意大利的达·芬奇绘制过扑翼机的草图。1930年,一架意大利的扑翼机模型进行过试飞。此后出现过多种扑翼机的设计方案,但由于控制技术、材料和结构方面的问题一直未能解决,扑翼机仍停留在模型制作和设想阶段。

    现代人设计的扑翼机翅膀是用各种合成材料做的,古代人的扑翼机“机翼”却是用地道的鸟禽羽毛做的,而“机身”却是活生生的人。在相当长的一段时间内,人类一直是很直观地模仿鸟类,用各种鸟羽或其他人造物制成翅膀,“安装”在人的身上。在经历了许多失败之后,人类逐渐认识到单纯的利用羽翅是不能飞行的,于是开始寻找一种机械的方式。扑翼机就是这个阶段的产物。

    达·芬奇的自画像最早的扑翼机也许就是英国的修道士罗杰·培根在1250年发表的《工艺和自然的奥秘》一文中所记述的:“供飞行用的机器,上坐一人,靠驱动器械使人造翅膀上下扑打空气,尽可能地模仿鸟的动作飞行。”15世纪初,欧洲文艺复兴时期的文艺、科学巨擘、意大利的达·芬奇,也是研究扑翼机的著名人物。他的具体设想为,人俯卧在扑翼机中部,脚蹬后顶板,手扳前部装有鸟羽的横杵,就像划桨一样扇动空气,推动飞行。这个方案是达·芬奇研究了鸟翅、利用物理和解剖知识而设想出来的。

    达·芬奇之后,有个土耳其人穿了一件宽大的带框架的斗篷,利用扑翼原理飞行,不料框架经受不住空气阻力而折断,这位土耳其人不幸遇难。1678年,法国有个叫贝尼埃的锁匠也制了一架扑翼机。他在肩上担两根杆子,杆端各装一对铰接的长方翼片。杆端向上摆动,翼片收拢,向下摆动,翼片展开。通过多次实验,贝尼埃始终未能成功。1742年,62岁的巴凯维尔用四个翼形机构绑缚在自己四肢上,从巴黎旅馆屋顶上奋身一跃,企图飞越塞纳河。但他飞了一半便坠河撞在船上,摔断了腿。1930年,一架意大利的扑翼机模型进行过试飞,它重约22.7千克,装有一台0.37千瓦(0.5马力)的发动机。

    扑翼机的设计方案中,有的形如蝙蝠,具有薄膜似的扑动翼面;有的装有带缝隙和活门的扑动翼,具有类似飞鸟翅膀的作用。扑翼机和带翼飞人相比是种进步,然而在本质上仍是仿鸟的人力飞行。扑动的机翼不仅产生升力,还产生向前的推动力。这种影响一直延伸至飞机发明前夕。

    但是后来关于鸟类和昆虫的研究表明,扑翼机在低速飞行时所需的功率比普通飞机小得多,并且具有优异的垂直起落能力。但是要真正实现像鸟类翅膀那样的复杂运动或是像蜻蜓和其他昆虫翅膀那样的高频扑扇运动则非常困难。设计扑翼机所遇到的控制技术、材料和结构方面的问题一直未能解决。扑翼机仍停留在模型制作和设想阶段。尽管如此,仍有不少科学家、工程师和业余爱好者致力于扑翼机的研究工作。

    去而复回的飞盘

    飞盘,又称飞碟、自飞盘,是一种新兴运动,也可以单指其所使用的塑胶制盘状器具。其基本玩法是用力抛向空中,经一段飞行而降落时,由自己或他人用手接住。至今飞盘已发展出各种不同的玩法。

    飞盘适当地在几乎垂直的平面抛掷,也会像飞去来器(见《飞去来器》一节)一样回飞。可是,飞盘通常是稍微用力抛给另一个人,因此抛掷者只要定个自转平面,给与足够达到此一弯路径的水平升力就可以了。飞去来器和飞盘都可以轻触地面而不影响飞行。假想飞盘以前缘向下微倾,掠地而过。前缘擦地上,地面与飞盘的接触点给与飞盘以力矩,并改变其角动量,但此改变向量几乎和原来的角动量垂直,所以新的角动量是由原先的向量旋转而得。除了方向,角动量的值改变并不大,因此飞盘并不会慢多少,只是重新定向,朝新的方向飞行罢了。

    现代塑胶飞盘是由美国西岸的瓦特·弗列德瑞克·摩里森于1948年首先开发出来的,然而其惯用英文名称却与远在东岸的一家饼店有关。“福瑞斯比饼店”最早创立于康乃迪克州桥港,以制造派闻名,后来在邻近城市开设多家分店。一开始是附近大学生吃完福瑞斯比的派之后,顺手投掷空锡盘作乐,并称此动作为“福瑞斯比”。随后这项活动逐渐流行开来,并散播到新英格兰地区的各所大学。然而,当时此一活动仅能算是餐后的余兴节目,与现代飞盘及飞盘运动并无直接关系。

    1937年,出生于犹他州的摩里森与其女友在洛杉矶丢掷爆玉米花的空罐盖时,激发出现代飞盘的灵感。1946年,摩里森画出现代飞盘的第一张设计图。1948年,摩里森找人合伙,以塑胶原料成功地研制出世界第一枚现代飞盘,并称之为“飞行浅碟”(FlyingSaucer)。1955年,摩里森开发出新型飞盘,由于当时外太空不明飞行物之说极为盛行,故将它命名为“冥王星浅盘”(PlutoPlatter)。

    1957年,开发呼拉圈的惠姆·奥公司签下了摩里森飞盘的市场专卖权,仍以“冥王星浅盘”为名上市出售。随后该公司共同创办人里奇·聂尔到东岸扩展市场时,得知当地大学生的“福瑞斯比”活动,决定用它当作品牌名称。由于并不知道“福瑞斯比派饼店”的典故,遂拼写成同音英文单词“Frisbee”。1959年,该公司正式注册这一品牌名称,“Frisbee”从此随着产品大量销售而广为人知。

    1964年,艾德·黑德里克开发出第一个职业运动级的新飞盘,并由惠姆·奥公司制造销售。1967年,黑德里克在洛杉矶成立了国际飞盘协会(InternationalFrisbeeAssociation,IFA),随后又主导确立许多飞盘运动项目的规则,因而被誉为“飞盘运动之父”。

    1974年,第一届世界飞盘锦标赛在美国加州玫瑰杯球场举行。1983年,惠姆·奥公司经营权易手,国际飞盘协会及世界飞盘锦标赛终止。1983年,世界飞盘联盟(WorldFlyingDiscFederation,WFDF)成立。能收回的飞去来器

    飞去来器,又称回旋镖、自归器、飞去飞来器等,得名于“飞出去后能再飞回来”的特性。外观上有“V”字型、香蕉型、钟型、三叶型、“十”字型、多叶型等多种造型。以往的“V”字型和香蕉型的飞去来器多用坚硬的曲木制成,曾是澳洲土著人的传统狩猎工具和战争武器。熟练的猎手向猎物发出飞去来器以后,如果没有击中目标,飞去来器会神奇地返回到发出者的手中。

    飞去来器一直是澳洲人的宠儿,人们把它看作玩具和运动器械开展投掷比赛。后来飞去来器风行欧美,成为一种集健身、娱乐、趣味性为一体的理想健身器材。在德国北部城镇基尔,人们定期举行世界性的飞去来器锦标赛。

    “十”字形塑料回旋镖相信很多人都曾看过杂技表演者将飞去来器飞出去绕观众的头顶盘旋一圈后,在一片惊呼声中又飞回到表演者手中的精彩表演。1996年9月15日,悉尼奥组委推出的第27届奥运会会徽,其图案便是用澳大利亚土著人传统狩猎工具飞去来器组成一个举着奥运会火炬奔跑的运动员形象。

    作为一种户外休闲健身运动,飞去来器非常适合现代人。在飞行的过程中你可以充分体会那种独特的飞行乐趣。当飞行水平日趋提高后,你会对它产生更加浓厚的兴趣,久玩不厌。

    在飞行时,尽量选择宽阔的空地或草坪,在飞去来器飞行轨迹范围内最好无人,如果周围有人的话,要让他们明白你在做什么以便闪躲,因为飞去来器虽然是玩具但也很有可能造成轻微伤害。

    不管是何种造型的飞去来器,大部分的截面都如传统机翼般下部平坦上部呈弧形,飞行时手执飞去来器的前端竖起,面向右,用拇指、食指、和中指握住,飞去来器的末端用一无名指支撑并右倾斜20~45度左右,具体倾斜角度要根据每一个不同的飞去来器性能而定。举起飞去来器至肩膀的上方,投掷时运用腕力(使其飞去来器能高速旋转)如投棒球般向前方,手臂与地平面平行或略微抬高掷出。在强风中不宜投掷,如果是微风,则人先面对方向,再右转45度掷出。

    回旋镖的握法待飞去来器回旋至投掷人所在位置,打开双手然后手掌相夹书一样以“三明治式”的方式双手伸直夹住飞去来器。以这种方式来接镖的话,只有当飞去来器与您的肩或者腰同样高度时方可;当飞去来器的高度在您的脸部或者眼睛时,千万不可以以这种方式接镖,应尽量躲开。不要尝试背对着去接镖,应依照飞去来器的飞行途经,当飞至您身边时尝试接住它。最好不以单手接,除非您已是很熟练的投掷手了。

    知识点飞去来器为何能飞回

    飞去来器飞出去能回来的原因,主要在镖臂的截面形状及其自旋。没有这两点特性,飞去来器就和其他的木棍没有两样。镖臂的截面形状使飞去来器所受的空气升力和机翼相同,而镖的自转则令镖身稳定。由转动力学可知,飞去来器和陀螺一样,其自转轴也绕垂直线旋转。升力及稳定性使飞去来器上升,而其自旋轴之转动则令飞去来器回飞。

    航模的形象代表——模型飞机

    飞行中的模型飞机狭义而言,航空模型仅指模型飞机和模型直升机。模型直升机将在下节介绍。本节我们主要来谈谈模型飞机。

    模型飞机,也称固定翼飞机模型。其构造主要包括机身、机翼、尾翼、起落架和发动机五部分。从制作材质来看,可分为纸质、木质、塑料、树脂、铝合金、碳纤等材料制成的模型飞机。从动力方式看,可分为橡筋动力、燃油发动机、电机动力、油电双动力模型飞机和无动力的模型滑翔机等。从操控方式上看,还可分为线操纵模型飞机和无线电遥控模型飞机。

    油动模型飞机其中,橡筋动力飞机又称弹射模型飞机,就是用橡筋弹射出去,上升到一定高度后再开始滑翔下降的模型飞机。这种模型飞机比较小,翼展在200~300毫米之间,一般在较小的场地就可以飞行。机翼和尾翼通常用整块的桐木制作,机身用松木制作。

    油动模型飞机由燃油发动机驱动,马力充足,可以做筋斗、横滚等动作。其燃料的主要成分包括木精(甲醇)、润滑油、硝基甲烷及其他添加剂(如防锈剂)等等。

    电动模型飞机由锂电池供电的电机驱动,操作比较简单方便,飞行速度慢,适合初学者练习。但动力不足不能做太多特技动作。

    下面重点介绍一下线操纵模型飞机和无线电遥控模型飞机。

    线操纵模型飞机

    线操纵模型飞机是人类历史上第一种可以直接控制的模型飞机。其基本操纵原理是:站在地面的人操纵着两根操纵线,经过操纵机构来控制模型飞机上的舵面,从而控制模型飞机的飞行姿态。从结构上来看,线操控模型飞机包括机翼、机身(包括垂直尾翼及电动机)、机身盖、水平尾翼、螺旋桨、起落架、充电器以及操纵手柄与操纵线。能够用线操纵的模型飞机品种很多,像无动力线操纵模型飞机、橡筋动力线操纵模型飞机、电动线操纵模型飞机等。一般所讲的线操纵模型飞机主要指用活塞式燃油发动机作动力的线操纵模型飞机。

    作为最简单的可操纵模型飞机之一,线操纵模型飞机的优点有很多。首先,它的操纵机构简单,只用两根线就能对飞机进行操纵。其次,它使用的场地小,2.5毫升以下发动机的线操纵模型飞机,只要一个直径大约35米的场地就可以飞行。另外,线操纵模型飞机反应准确、及时,熟练的操纵者可以操纵它飞出许多复杂的动作。线操纵模型飞机的缺点是:飞行范围有限,而且只能作俯仰操纵,不能作方向操纵和横向操纵。

    线操纵模型飞机是我国最早开展的航空模型项目,也是我国在世界航空模型锦标赛中夺得金牌和奖牌最多的项目,在国际级线操纵特技模型飞机(F2B)项目上更是历史性地创造了个人和团体世界冠军“双五连冠”的佳绩。

    放在机架上的线操纵模型飞机

    下面我们来重温一下中国第一架线操纵模型飞机成功飞行的经历——

    在1946年的上海比赛中,美国“飞虎”队达尔上尉带来了一架线操纵模型飞机,国内从未见过,开拓了大家的视野。

    施吾省与黄永良二位老前辈合作做了一架P51的线操纵模型飞机。他们通过达尔上尉和一位美国空军托特中校的帮助和指导,了解了线操纵模型飞机设计制作的技术要点,并从美国买回了国内不易买到的模型器材,才使P51模型顺利完成,但仍不知道如何操纵。

    1947年的4月1日他们请托特中校试飞,地点在跑马厅(现在上海的人民广场),可惜发动机(0K-60)起动不了,只能改到第二天4月2日到虹桥飞机场再次试飞。这次一切顺利,中校飞了几圈,降落时摔坏了起落架。这就是施吾省与黄永良二位老前辈第一次看到线操纵的飞行和起降。

    这天晚上施吾省老前辈一夜没睡,修复了起落架,因为4月3日的早晨上海市的航模运动员将乘坐空军运输机去南京参加第一届全国航模比赛。

    中国第一架线操纵模型飞机由于施吾省熬夜至凌晨四点半将P51的起落架修好,疲劳过度没能按时起床。马国标待到家人把施吾省叫醒,彼时己经超过了集合时间。马国际要施尽快直接赶到北四川路空军司令部。车到司令部门口,施吾省向站岗的士兵说明来意。士兵说:他们己经走了。正在他一筹莫展之时从办公室走过来一位空军军官,他看到施着急的样子,说:“你如果在半小时内能赶到江湾飞机场也许能赶上这班飞机。”施吾省立刻请司机加快车速直奔江湾机场,约二十分钟就开到了江湾机场。

    机场入口处的站岗士兵是一位美国士兵,施老用“洋泾浜”英语告诉他我要乘飞机到南京去参加比赛等……他总算听明白了,可是这位美国士兵拿着施的P-51线操纵左看右看不放手,施老可急坏了!。总算进去了,施吾省背着背包,一手拿一架模型拼命往机场办公楼奔跑。此时此刻喜剧发生了:从后面开来了一辆军用小轿车,突然在施老的前方停车,车上下来一位空军飞行员向施招手,原来他就是施在北四川路空军司令部遇到的那位空军军官。就这样施吾省上了他的车,心想这回可一定能乘上去南京的飞机了。

    汽车停在一架C-47运输机旁,施吾省一眼看见了合作伙伴黄永良,看样子他正着急他同伴的命运呢!施吾省也来不及向这位好心的空军军官道谢,一下汽车只是大叫一声“黄永良”。就这样幸运地上了这架运输机。原来这位好心的空军军官就是驾驶这架C-47的驾驶员。

    施吾省与黄永良首次参加全国比赛的项目是牵引滑翔机和线操纵模型飞机。

    牵引滑翔机的比赛那天出了个好天气,太阳一晒产生了一团团的上升气流,黄永良找准时机一松手,施吾省就将模型牵引到上升气流团中,就这样他俩的模型越飞越高直到飞出视线,成绩是10分59秒,获得了第一名。

    再说另一个项目线操纵模型飞机。由于只有一架模型参赛,只能作为表演项目,施吾省与黄永良的P-51也因为是唯一一架参赛新项目的飞机,所以参观的人很多,当时的空军总司令周至柔也在场观看。施吾省和黄永良心中都没底,因为只是在两天前托特中校帮助试飞过一次,他俩还没亲自操纵飞行过呢!眼下这情景只许成功,不许失败。

    施吾省与黄永良二人密切配合,成功起动了发动机,很顺利地飞了三圈,最后仅因油箱太小而停下,并平稳地降落。俩位老前辈的心里充满了胜利的喜悦。在观众的掌声中他们又飞了一个起落,再次获得成功。

    这就是中国第一架线操纵模型飞机在第一届全国比赛中的成功亮相!

    航模爱好者的户外活动无线电遥控模型飞机,专业的名称是无线电遥控固定翼模型飞机。它拥有和真实飞机相同的外形和内部结构特征,可以模拟所有真实飞机表演的动作,能够实现前后、上下、侧飞、左右、倒飞、加速减速等大量技术动作,甚至还可以实现一些独特的飞行动作。同时它与真实的固定翼飞机一样需要跑道来起飞和降落,并且需要比较大的飞行空域。

    无线电遥控模型飞机,有油动和电动之分。油动的最大好处是续航时间长,只要及时加油即可飞行,而且马力强劲。但油动机的危险系数较高,维护相对复杂,价格也比较高,因此电动航模成为了航模普及的主要角色。

    从结构和功能上来看,无线电遥控模型飞机还可分滑翔机、教练机、特技机和像真机。滑翔机拥有长长的机翼,滑翔性能很好,适合初学者。教练机机翼通常在机身背上,统称高翼机,有高稳定性,适合初学者。特技机机双翼遥控模型飞机翼通常在机身中间或机肚下面,能很灵活地做各种特技动作,适合高手表演。像真机按真飞机的比例缩小制造,外观和飞行姿态逼真,适合个人拥有或其他用途。

    从商店购回的遥控飞机通常只有机体,遥控器、发动机和其他工具是需要另外购买的(也有部分飞机是整套购买的)。这种模型飞机在出厂时已90%安装,只需自己将发动机、遥控器组装上去。初学者可请师傅帮忙安装并试飞。

    无线电遥控模型飞机可以说是高级玩具,但其结构复杂程度和可操作性远高于玩具遥控飞机,而且需要比较大的空间才能任意飞翔。航模初学者要挑比较稳定的机型学飞,如滑翔机、高翼机。初次试飞最好有高手在旁边指导。拥有飞行模拟器的同时也在电脑上学飞,这是最好的学习途径。

    知识点遥控设备推荐机型

    入门级:6EXH,这是一款非常适合入门玩家使用的6通道遥控设备,遥控距离800米。6通道的遥控设备是直升机所需要的最低配置要求。这款遥控设备具有相对比较简单实用的功能设定。其中包括直升机飞行的最基本参数设定,以及可供选择的两种飞行模式:一般飞行模式和特级飞行模式。

    晋级型:9CSuper,对于飞行有更高要求的玩家来说。这款机型价格在3600元左右,遥控距离1000米的这款9通道遥控设备,是一个非常理想的进阶选择。它提供了更加丰富的直升机飞行参数设定,更多的飞行模式,具有直观的液晶参数显示面板。此外,9CSuper还拥有人性化的教练功能,能够帮助玩家尽快入门飞行。因此使得9CSuper成为了初学者更加理想的选择,同时丰富而强大的功能设定,使其具有准专业的特性,使很多资深玩家都非常热衷这款机型。

    模型直升机拥有和真直升机完全一样的机械结构与飞行姿态,甚至飞行中的声音都是完全一样的。直升机模型造型比较美观。除了飞行中的乐趣外,平时放置在家中也是一个很好的装饰品。

    相对固定翼模型而言,直升机模型有着更加独特的飞行性能。可以实现悬停、后退、突然的航迹变化等特点,能够实现比固定翼飞机更精彩的花式飞行,通常发烧友称之为“3D飞行”。遥控模型直升机直升机模型凭借这些优势,逐渐成为当前遥控模型中的新宠。

    6通遥控直升机此外直升机模型飞行时不需要起飞和降落的跑道。一片小小的草地就可以飞行,甚至在室内也可以飞行,这样就更加灵活、方便,可以随时随地地体验飞行的快乐。对于繁忙的都市人而言,一片绿色的草地、一架精美的直升机模型,无疑是娱乐休闲运动的好方式。

    无线电遥控直升机模型可以说是遥控航模产品中的极品,许多航模爱好者都渴望拥有自己的遥控直升机。模型遥控直升机利用主旋翼的转动,产生与空气的相对运动,造成升力将机身升起,配合发动机的动力,利用微妙的机械操作,改变主桨及尾桨角度,令机身升、降、横向飞行,并做出翻滚、打转等多种不同动作,甚至翻转倒飞等令人意想不到的动作花式。当你能够控制它离开地面悬浮于空中并做出种种特技时,兴奋的心情是难以形容的。但由于其昂贵的造价和复杂的操纵,使得许多爱好者望而却步。

    近年来,航模技术的不断发展和深入,使得越来越多的模型爱好者接触到遥控直升机模型。但是,由于遥控直升机种类繁多,而且在操纵上不同于其他机械模型(遥控直升机是悬浮在空中,方向性的掌握非常重要),它也是所有遥控模型中最难于学习控制的。

    知识点何谓“3D”

    3D是英文“ThreeDimensions”的简称,中文是指三维,即长、宽、高,换句话说,就是立体的,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。

    我们生活在三维的立体空间中,我们的眼睛和身体感受到的这个世界是三维立体的,但是在人类漫长的历史进程中,由于技术条件的限制,在电脑诞生之前,人类的全部历史,可以说是基于纸张平面的2D文明。

    电脑的发明和应用,深刻地改写着我们过去的一切,电脑和互联网的三维数字化技术,终于使人们对现实三维世界的认识重新回归到了原始的直观立体的境界。如今3D技术的成熟度、完善度、易用性、人性化、经济性等,都已经取得了巨大的突破。通过3D技术做出来的游戏、电影、大厦、汽车、手机、服装等等,已经成为了普通大众工作和生活中的一部分。

    有自备发动机的模型火箭

    航天模型是仿航天器外形制作的一种可回收模型,隶属于航空模型,是供运动用的一种不载人的飞行器,其动力为模型火箭发动机,即一种微型固体火箭发动机。由于航天模型多呈火箭状,故通称模型火箭。换句话说,模型火箭是指不利用各类模型火箭空气升力去克服重力,而是靠模型火箭发动机推进升空的航空模型;它装有使之安全返回地面以便再次飞行的回收装置;为确保安全,它的结构部件必须由非金属材料制成。

    模型火箭虽小,然而它要靠模型火箭发动机推进才能在大气中飞行。因此,设计和制作模型火箭需要多方面的知识,如空气动力学、火箭飞行力学等,要研究模型火箭在空气中飞行的稳定性和空气对它的阻力;要分析火箭的飞行轨迹,计算它的飞行高度;有条件时,还可以对模型火箭进行风洞试验,确定火箭最佳外形;进行模型火箭发动机静态性能测试试验,测量推力和工作时间,计算总冲量。在发达国家的一些高等院校里,在理工科有关的课程上,甚至一些中学的物理课上,教师们经常以模型火箭作为讲课的题材,并在此基础上指导学生开展一些课题研究和模型火箭的制作。

    20世纪40年代末和50年代初,模型火箭运动在美国和捷克斯洛伐克兴起并得到发展。20世纪50年代,模型火箭逐步标准化、系列化和商品化,从而使模型火箭运动在全球范围内得到推广和普及。1957年,美国市场上出现了模型火箭套材及其专用的模型火箭发动机,并且成立了国家火箭技术学会,负责模型火箭技术的交流和管理。在此期间,东欧各国,如南斯拉夫、保加利亚和波兰等国,也在大力推动模型火箭运动。

    中国古代火药火箭装置图由于模型火箭发动机的商品化,使模型火箭的研制、组装、发射变得简单,也更加安全可靠,从而激发了广大青少年和学生积极投入的巨大热情。他们灵活运用在学校学到的数学和工程知识,并积极向有关专家和工程技术人员请教,使得一整套以模型火箭为研究对象的理论和制作技术应运而生,并不断完善。

    1959年,国际航空联合会(FAI)审议并通过国际模型火箭竞赛规则(1984年以后执行的规则为《FAI运动规则,4D部分,航天模型》)。从此,模型火箭运动正式列入国际航联所属的国际性比赛项目。

    1966年5月,在捷克斯洛伐克举行了首届模型火箭国际赛,仅有7个国家参加,除美国外,其余为东欧6国,即波兰、罗马尼亚、民主德国、保加利亚、南斯拉夫和东道主捷克斯洛伐克。1972年9月,在南斯拉夫举行了第一届世界航天模型锦标赛,除美国和东欧6国外,参加的国家还有:澳大利亚、加拿大、联邦德国、西班牙、埃及、荷兰和英国等。从此,世界航天模型锦标赛成为国际航天模型最高级别的竞赛。

    1974年在南斯拉夫、1978年在保加利亚、1980年在美国、1982年在波兰、1985年在保加利亚、1987年在南斯拉夫、1989年在罗马尼亚、1992年在美国、1994年在波兰、1996年在斯洛文尼亚、1998年在罗马尼亚、2000年在斯洛伐克、2002年在捷克、2004年在波兰、2006年在哈萨克斯坦,共举行了15届世界航天模型锦标赛。

    除世界锦标赛外,每年还举办洲际锦标赛及公开赛,如欧洲航天模型锦标赛、国际航天模型公开赛和北美航天模型竞赛等。1991年,亚洲的日本成立了模型火箭学会,引进美国的模型火箭技术,大力发展和加强本国的模型火箭运动实力。

    中国是火箭的发源地,早在12世纪,我们的祖先就研制成功了与现代模型火箭发动机相类似的火药火箭。但是,现代化的模型火箭运动在我国起步却很晚。20世纪50~60年代,我国曾在小范围内开展过模型火箭运动,主要是用作表演,虽也曾组织有关力量对模型火箭技术进行过探讨和初步研究,但由于模型火箭发动机的安全问题未能解决,致使模型火箭运动在我国的推广和普及一度受阻。随着改革开放的深入,模型火箭运动又提到了议事日程上。

    1990年5月,国家体委、中国宇航学会和中国科协联合委托当时的中国航空航天工业部第四研究院第四十一研究所(简称四十一所)开发模型火箭技术。1991年四十一所研制出了系列模型火箭发动机,获国家发明专利。随后进行模型火箭及其配套产品的开发和生产。模型火箭系列产品的开发成功,填补了国内航天模型的空白,为我国推广和普及模型火箭运动创造了良好的条件。

    “长征二号”火箭模型1994年,我国代表队首次参加第10届世界航天模型锦标赛,取得高度项目亚军的好成绩。1995年,国家体委正式将航天模型运动列入青少年航空模型比赛项目。1996年,我国代表队在第11届世界航天模型锦标赛上夺得少年高度项目亚军。1997年,航天模型被列入全国航空模型正式比赛项目。1998年7月11日~18日,在罗马尼亚举行的第12届世界锦标赛上,我国选手获得降落伞留空项目的团体冠军,少年火箭助推/滑翔机留空项目亚军和个人第三名的好成绩。

    2000年,在斯洛伐克举行的第13届世界锦标赛上,我国共有30名运动员参赛,是参赛人数最多的国家,共取得两项第3名(S3A和S4B),两项少年亚军(S4B和S8E)。2002年10月在捷克卡鲁帕伊市举行的第14届世界锦标赛上,中国队18人参赛,获火箭助推/滑翔机(S4B)成年组团体亚军。2004年9月,在波兰德布林举行第15届世界锦标赛,中国队取得骄人的成绩,获得遥控火箭助滑滑翔机(S8D)青年团体第一名和青年个人第一名,自旋翼模型火箭(S9A)青年团体第一名和遥控火箭助彬滑翔机(S8EP)成人团体第一名。2006年9月,在哈萨克斯坦的俄属拜克努尔发射场举行的第15届世界锦标赛上,中国队包揽了遥控火箭助推/滑翔机(S8D)青年组个人前三名和团体第一名。

    国内涉及模型火箭的比赛主要有全国体育大会航空模型比赛、“孔雀杯”全国青少年航空航天模型锦标赛和“飞向北京——飞向太空”全国青少年模型火箭比赛等。除全国举行航天模型比赛外,各省市也举办自己的模天模型比赛。

    知识点火箭燃料黑火药

    1.大部分物美价廉的航空模型火箭用的都是黑火药,没有被恐怖分子利用的危险。易燃的,用高氯酸铵、偏二甲肼等为火箭燃料。还有用液体燃料的,这些都是“发烧”级的了。

    2.只是娱乐,黑火药就可以了,其他的太复杂,初学者很难控制。

    3.二踢脚的火药也可以用作航模火箭燃料,不过二踢脚的火药属于黑火药中的爆炸药,燃速比较快,容易爆炸,要制成粉状,充实压紧,控制好燃烧面才能保证安全。但黑火药推力很小,只能做小火箭。

    黑火药虽然威力不大,但操作黑火药也必须十分小心,否则很容易发生爆炸的。

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