张子昱
我父亲有一架歼20和一架歼10涵道风扇像真机。这两架模型均采用鸭翼布局,但鸭翼都是固定的,并不能操控,仅靠主翼后缘的襟副翼控制模型飞行。这种控制方式常见于各种襟副翼由独立舵机控制的三角翼模型:当襟副翼联动时,充当升降舵;而当它们差动时,则作为副翼使用。要实现这种控制方式,须在遥控器中对副翼与襟翼通道设置混控,即模友们称为的“三角翼混控”。那么,对于采用常规布局的固定翼模型,能否應用“三角翼混控”呢?
2017年初,我在观看F-35战斗机飞行及起落的视频时,偶然发现它的全动平尾既能联动又能差动,类似于模型飞机上的“三角翼混控”。这种升降舵的差动方式令我十分着迷。于是便找来一架二手涵道风扇F-35模型飞机尝试进行混控改造。
初步改造
改造前,这架F-35模型两个垂尾联动,作为方向舵;全动平尾联动,用作升降舵,主翼后缘则设置有副翼。改造后,取消了垂尾的升降舵,并为全动平尾设置混控,使其既能联动也能差动,联动时控制模型俯仰,差动时控制模型横滚。改造后的副翼也同全动平尾一样设置了混控,以保证在不同模式下可实现联动或差动。其中联动时作为襟翼,可增大升力与阻力;差动时与平尾配合可提高模型的机动性。这样,一架常规布局的固定翼模型飞机的“三角翼混控”硬件部分的改造就基本完成了。
模式设置
该机的混控共设置了两种模式。在模式一时,全动平尾差动,使模型偏航或滚转:襟副翼联动,并向下偏转固定角度,用于提高模型的升力。在该模式下,模型的飞行状态更加平缓。
在模式二中,除全动平尾差动外,襟副翼也跟随差动,即压坡度时襟副翼与全动平尾同时差动,保证了模型具有较好的机动性能。
模式调整好后,在遥控器上还需设置相应的混控开关。为方便切换,我为模式一中的副翼设置了单独的混控开关。
需要说明的是,由于模式一仅通过全动平尾差动来实现模型的滚转,而平尾的滚转力矩较小,因此模型的滚转会更困难,有利于增加模型平飞时的操纵稳定性,主要用于进近着陆和起飞阶段;而模式二增加襟副翼后,模型将更加灵活,适合机动飞行。
首次试飞
模式设置完成后,我迫不及待地来到外场进行试飞。因为是首次尝试将常规布局模型改为“三角翼混控”,实际改造效果并不清楚,所以在试飞前我对模型进行了仔细检查。为避免混控出现问题,我在遥控器上将舵机偏转曲线设置在42%。此外,我还为模型装上了飞控,以便出现突发情况时,可保持飞行姿态。
遥控器设置完成后,便开始试飞。先将模型对准跑道,拨动遥控器上的襟副翼混控开关,使其下偏至相应位置。之后轻推油门,伴随着涵道风扇发出的轰鸣声,模型滑跑了数十米后稳步爬升。此时使用的是模式一,可以明显感到模型的机动性较弱,但稳定性很好。
起飞后,模型飞行非常平稳,于是我又尝试在该模式下飞行五边航线。由于此模式下模型的滚转非常慢,因此当模型向左转弯时,我加大了压杆量,而模型却慢慢地翻了过来,变成了侧飞姿态,我只能极力控制好模型的飞行姿态。而就在此时,模型突然无法继续转弯了,而且左带坡度也瞬间变为右带坡度。整架模型变得不受控制。
眼看模型飞出了视线,只能寄希望于飞控。幸运的是,降落后的模型几乎完好无损。首飞最终以失败告终。总结教训后我猜测,可能是因为模型横侧稳定性大于滚转稳定性而做起了“飘摆”动作(也称“荷兰滚”动作)。因此,在模型起飞离地后,应尽快从模式一切换到模式二,以增加其可操纵性。
再次试飞
重新检查好模型后,我开始进行第二次试飞。这次模型仍采用模式一起飞,当离地约两三米高时,我收起襟副翼并立刻切换到模式二操纵。此时,模型的机动性能得到提高,操纵起来响应也更加迅速。飞行一段时间后,我操纵模型降落。降落时,我控制好模型的飞行姿态,然后稍收油门,再切回模式一。此时模型的姿态非常平稳,对正跑道后,随着起落架触地,模型仅滑行数十米便停了下来。
第二次试飞成功后,我又连续试飞了几次,并根据每次飞行时的问题对混控程序做了微调。此外,取消了襟副翼的单独控制开关,将其整合在模式一中,即在模式一中襟副翼会自动向下偏转到总行程的90%。而切换到模式二后,襟翼可自动回归,使模式切换过程更加流畅。