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[固定翼区] 折纸747,梦圆大客机联系我时请注明:我爱飞行网 http://bbs.5iflying.com ...

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发表于 2016-1-14 10:27:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
前言
本文原刊于《航空模型》杂志2011年第4期 《圆梦大客机 折纸747(上)》和2011年第5期 《圆梦大客机 折纸747(下)》
   此教程为原稿,比杂志社刊登的内容更详细。

客机以其独特的魅力虏获了许多模友的心,它没有战斗机轻盈敏捷的身姿,也没有轰炸机死神降临的阴影,也不像轻型飞机那么单薄在空中摇摆不定。客机给人的感觉是机场温馨的送行,云端碧空里舒适安全的飞行,看着它承载数百人呼啸着从头顶飞过去进行洲际旅行,使人油然而生对工业社会的自豪之情。平日只能在电脑里的飞行模拟器中操作着大型客机缓缓的爬升然后慢慢的转弯很不过瘾,于是决定自己来造一架大客机。


一、工艺的选择
首先要考虑的是采用什么工艺来制作,然后再收集图纸、照片等资料。木质飞机的构想首先被排除,因为网上很难找到木机的图纸,少数CAD图纸也不精确,外形难保圆滑影响美观,另外轻木价格昂贵,制作周期长,重量还难以保证重。最后对比泡沫加工法和折纸工艺后,决定用折纸法来制作。免去涂装的麻烦,空心的结构也减轻了不少重量。


二、机型图纸的选择
总的指导思想是做一架大型的喷气客机模型。最新的大客机是空客的A380,但由于无法找到其纸模型图纸只好放弃。最后在日本佳能打印机的官方网站上有个纸模型栏目,其中有好几款精细的喷气客机图纸。网址是:
http://cp.c-ij.com/ja/contents/2013/list_15_2.html

对这几款图纸中进行比较后,发现蓝色涂装A320客机的发动机相对机身较大(图1),而A340-600(图2)和波音747(图3)的发动机相对机身较小。若想用较便宜的64涵道动力把飞机尽可能做大的话,应该选择四发的客机,四个发动机的推力也更能保证模型的足够动力。所以最终决定改造这架英航涂装的波音747纸模型。
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三、图纸的验证
选好图纸后先用200克卡纸打印一份出来,制作一架纸的波音747以验证图纸(图4)。此过程可以帮助我们熟悉图纸,了解各部件位置和作用,发现哪些零件可以省略不用。还可以发现结构是否合理,思考哪里需要加强,如何加强。最关键的是透过纸模型可以发现有没有气动布局上的错误。通过纸模型观察发现这架747的尾翼明显处在拉杆状态,实际制作时必须纠正。
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 楼主| 发表于 2016-1-14 10:27:18 | 显示全部楼层
四、图纸的编排处理
由于该网站的纸模型文档有版权和密码保护,无法修改、打开和导入。想获得图纸只能靠屏幕截图了。首先将pdf格式图纸下载下来,在Adobe Reader中打开,为了获得清晰的图像效果可以将文档放大4倍来查看,然后利用键盘上的打印屏幕按键或者专业的截图软件来截取屏幕上的图像。然后把这些截取的图像在photoshop中打开,再重新拼接成一幅大图(图5),此种方法非常繁琐,笔者为了做波音747模型截屏几十次,拼图拼了好几天。建议大家使用大尺寸电脑屏幕和高的屏幕分辨率,以减少截屏次数。拼好的图纸在photoshop中参考标尺将尺寸发大到翼展两米,最后将小零件重新编排,最终交付打印的图纸的尺寸为120厘米×448.5厘米(图6)。对于图纸的使用应尊重原作者的努力和作品的版权,不要把处理好的图纸在网上随意传播。
打印好的图纸最好裁切后平整存放,避免折叠产生难以抚平的褶皱。
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五、制作过程
本文涉及的工艺方法可参考本刊2010年第7、8、9期连载的《浅谈模型飞机“折纸工艺”》一文,下面简介一下这架纸模型747的制作和改造方法。


五.1 机身的制作

先将KT写真膜贴在KT板上沿轮廓线切下,在背面划痕以便弯曲KT板。各部件的粘接关系可以参考纸模型的组装说明书,接缝处使用泡沫胶粘接。由于图纸非常准确,组装时没有发现偏差。将机头和机身分段粘接成型,注意将需要安装起落架的部位暂时不要粘接,等起落架装好后再合拢。如图7机头下部为前起落架的安装部位,图8机身末端为后起落架安装部位。机头凸起部位的末端也暂时不要封堵,以便安装电调电池等设备(图9)。机尾段由于需要安装水平尾翼和垂直尾翼也暂时不要和机身粘接(图9右)。机身内部的隔板的粘接方法分两种,一种隔板为机身段边缘的封堵面如图6 左侧机身的隔板,这种隔板需把机身和隔板边缘都削切45度斜角,用泡沫胶粘牢。还有一种隔板被机身外壳所包裹如图9左上角,这种隔板需把边缘削去KT板的厚度才能与机身内表面吻合。
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 楼主| 发表于 2016-1-14 10:27:37 | 显示全部楼层
五.2 水平尾翼和垂直尾翼的制作
2、水平尾翼和垂直尾翼的制作
水平尾翼裁切好后,将前缘后缘削薄,中间划线弯出翼型,然后将舵面切下(图10)。舵面前缘用透明胶布粘好后反复压折使前缘成为半圆形,然后对齐后缘将舵面粘牢,并用透明胶布将后缘封口(图11)。
水平尾翼对折后自然形成双凸翼型,将后缘用泡沫胶粘接,边缘用透明胶布封口。舵面的铰链使用塑料成品棒状铰链,先在安装部位用锥子扎孔,然后再铰链上涂泡沫胶后垂直于水平尾翼和舵面的交界线插入水平尾翼和舵面中(图12)。垂直尾翼及方向舵面的处理和水平尾翼相同。
水平尾翼的加强梁用木片中间包裹高密度泡沫来制作,根据图纸中水平尾翼的上反角裁切木片,根据水平尾翼的后掠角确定前后木片的长度(图13)。在机身尾椎相应位置开安装孔,将加强梁穿插进去(图14)。最后将尾椎隔板粘接好,在垂直尾翼安装口处从机身内侧垫贴KT板,这样做一则可规范机身尾部的外壳形状,二来可以更牢固的粘接垂直尾翼(图15)。
水平尾翼总装前先埋设升降舵舵机,用Y线连接两舵机,Y线可用上网用的网线内芯线制作,舵机大致位置如图16。舵机的安装方法是将水平尾翼底部按舵机外形挖出一层KT板,揭去写真膜等舵机安装好后贴在舵机外壳上,这样比较美观(图17)。方向舵舵机也照此方法处理(图18)。
最后在水平尾翼和机尾接触处以及加强梁的泡沫上都涂抹泡沫胶,将水平尾翼与机尾粘接牢固,粘接时注意尾翼迎角。迎角可参考纸模型的尾翼角度,也可将机身暂时组装起来观察水平尾翼与机身是否平行(图19)。
将尾椎部位与机身粘接前,在机身隔板上粘帖一片长三角形木条,其形状与垂直尾翼内部剖面相同,此木条起到固定垂直尾翼的作用,防止垂尾晃动(图19)。在垂直尾翼下端用双层KT板做出垂尾剖面形状,涂抹泡沫胶与垂尾内侧粘接牢固,中间需留有木条的插孔(图20)。最后将所有接触部位涂胶,将垂直尾翼与机尾粘接牢固,效果如图21,由于舵机采用埋藏式安装,升降舵拉杆位于尾翼下部,所以外观比较整洁。
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 楼主| 发表于 2016-1-14 10:27:59 | 显示全部楼层
五.3 起落架系统的制作
波音747客机的机轮共有18个,选用直径5厘米的成品塑料机轮。轮轴采用2毫米的碳纤棒制作,机轮支架使用直径4毫米的中空碳纤杆制作。若能找到弹簧用于减震则更好(图22)。
前起落架支架末端用电钻钻出轮轴孔,用电钻钻孔时直接用2mm钻头无法在光滑的碳纤杆上定位钻孔,可先用1毫米钻头钻出定位孔后再换大钻头钻通(图23)。
用细黑线将轮轴和支架捆扎并用502胶水浸没黑线使坚固。装上机轮后在白色塑料轮挡内滴少量502压入,转动机轮看是否灵活,防止胶水渗出粘住机轮(图24)。
前起落架座使用2mm桐木制作,按碳纤杆直径制作套筒,套筒要略大以方便碳纤杆滑动。套筒四周用木片做出十字支撑结构防止套筒晃动(图24)。
前轮转向系统结构如图25,用钢丝弯出L型,涂抹环氧树脂后插入碳纤杆内孔形成机轮摇臂。由于机轮的减震会导致机轮摇臂会上下移动,所以不能和舵机摇臂直接连接。于是设计了一种“软连接”方式,用结实耐磨的粗尼龙线穿过舵机摇臂孔,再穿过细塑料管,最后捆扎在机轮摇臂末端,用黑线缠绕周围点502胶水防止尼龙线滑动。
安装固定起落架前应先套好减震弹簧和弹簧挡片,装好起落架后用手推挤压缩弹簧,然后用线紧紧捆扎在弹簧挡片外侧,点502固定(图27)。
前起落架底座的安装位置如图26,先削制KT板粘接在机头内部,将弧形内壁垫平以增加和起落架底座的粘接面积。然后用KT板粘接覆盖起落架座和机头内壁的交界部位防止脱落,最后将机头隔板(图28中J4隔板)粘入机头,在隔板上相应位置开槽卡住起落架座。
仿造真机将后起落架制成四轮小车状,切割碳纤杆时用小锉刀比较方便,由于碳纤粉尘可能会对肺部造成伤害,建议在室外切割或在水中切割(图29)。
后起落架要保证在地面滑行时随着机身仰角不同或地形不同四个机轮同时着地。需要将中间做出活动转轴,如图30钢丝弯成钩状与碳纤杆连接。在所有可能晃动或开裂的地方用黑线捆扎牢固点502胶固定。一共要制作四个这样的起落架,完成后效果如图31。
后起落架两个在机身底部,两个在机翼根部。如图32用2毫米桐木片制作起落架套筒和十字型底座,在底座的底部再贴一层KT板并削成圆弧型以便底座和飞机内壁能够很好的贴合。将此处的隔板开槽后卡在木质底座上,然后涂胶将隔板和起落架座都粘牢在机身内部(图33)。最后将两个起落架装上减震弹簧插入套筒中,为了固定起落架的方向,用2毫米钢丝弯成“[”型后插入两个起落架的碳纤杆孔中,在钢丝与碳纤杆接触的地方用细线紧密缠绕,以插入碳纤杆时稍有阻力为好,然后用502浸透细线后插入碳纤杆中,也可用环氧树脂胶来粘接。为防止钢丝拧动,可用钢锉在钢丝表面磨出很多纵横交错的小口以增加表面粗糙度。等胶水干透两个起落架就不会偏转影响滑行了(图34)。
机翼根部主起落架由于受到机翼厚度的影响减震行程不能太大,笔者设计了如图35的机构,起落架座和套筒的高度与翼肋同高,起落架在受到最大压力时杆的上端与套筒上端平齐,为了使起落架与飞机滑行方向一致,需用一根2毫米的钢丝限位,将钢丝弯曲成如图34中所示形状,整个机构作用有三点,一是钢丝右端抵住起落架座的底面防止了起落架向下掉落;二是钢丝可以在两片木片形成的夹缝中上下活动,实现了起落架杆在套筒中的上下活动,达到了减震的目的。三是钢丝只能在木片夹缝中上下运动却无法转动,这样可以保证起落架方向与飞机滑行方向保持一致。
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 楼主| 发表于 2016-1-14 10:28:48 | 显示全部楼层
五.4 机翼插杆和套筒的制作
将机翼设计成可拆卸的形式,通过机身上的插杆和机翼中的套筒来组装,便于飞机的存储和携带。主插杆可选用2厘米左右中空的碳纤杆或者鱼竿来制作,将插杆位置设计在机身隔板处,如图36用木片切出相应的形状卡在在碳纤杆的上下,并与隔板和碳纤杆粘牢。在主插杆前再设置一根细插杆以固定机翼迎角,如图37,插杆粘接在KT板上固定于机身内壁,在左右机身内壁插杆周围粘接木片卡住插杆防止移位。如图38,根据两插杆的外径用木片制作套筒,在套筒外侧缠线后点502固定以增加套筒强度。
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五.5 机翼的制作
将机翼部分的写真膜剪下贴于KT板上,然后沿外沿切下,如图39削薄机翼上下表面的后缘部分,在机翼内侧用圆珠笔刻画折痕,根据翼肋的外形,调整折痕的分布和密度,弯折机翼上下表面使其与翼肋吻合。将弯折好的内段和外段机翼的下表面粘接一起,外表面接缝处用透明胶带粘牢(图40)。将机翼与机身对接来确定套筒的位置,用直径4毫米1米长的碳纤杆粘接在机翼下表面内侧,位置位于一系列翼肋的最高点处(图41)。

将机翼放在平整的玻璃茶几上,把翼肋按设计好的间隔顺序粘接到机翼下表面内侧。在碳纤杆之上用KT板制作腹板,与各翼肋最高点平齐。在副翼处粘接固定好舵机。涵道电机电源线穿过各翼肋在发动机吊舱处留够线头,此时若将电源线穿出机翼会影响机翼上下表面合拢时按压机翼的操作,故用线捆牢电源线头部,待机翼粘合后再将电源线从机翼中拉出(图43)。在机翼内段的套筒上方也用KT板制作腹板,一则可以增加机翼强度,二则可以固定套筒防止移位(图44)。

为了防止插杆晃动造成机翼迎角的变化在机翼根部前端又增加了一根短插杆。如图45,插杆用碳纤杆制作,在机身内部用十字木片固定,机翼内部用三层木片制作限位板。
如图46,机翼翼尖制作好后,削出一定的斜面,形成上反角,然后直接粘接在机翼尖端便可。
在机翼上下表面合拢粘接前一定要多次按压使机翼和翼肋吻合,熟悉机翼边角的粘接位置,确保机翼不发生扭曲变形,多次预演粘接流程后在所有接触部位涂抹泡沫胶一次按压粘接完成。如图47所示粘接好的机翼表面平整过渡圆滑很好的吻合了翼肋的形状,机翼粘好后拉扯发动机吊舱位置的黑线导出机翼内的电源线。机翼制完毕后再切割副翼,机翼上表面写真膜做副翼铰链,在机翼和副翼中间空缝中粘填入KT板,以增加强度(图48)。
至此飞机的主体完工,将机翼和机身插接后一架大型波音747客机模型呈现在面前,从图49可以看出模型的相对大小以及前后起落架共18个轮子所在的位置。
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五.6 发动机吊舱的制作
发动机吊舱外壳由五片零件组成,除中间一片外其他各片均要依次削薄以扩大进气口和出气口内径。从中间一片5毫米的厚度逐渐过渡到口沿处的1毫米厚度(图50)。为了进一步扩大出气口内径可将喷口段宽度截短一半,在与吊架连接处保留三角形状(图51)。组装时在涵道外壁粘接一层合适厚度的KT板,再将中段外壳环绕粘接,然后依次粘接其他各段(图50右)。电机线在粘接前引出外壳。各段接缝处用透明胶带粘牢,若接缝处露出白色缝隙可用蓝色记号笔涂抹。四个发动机吊舱都如此制作(图52)。

如图53发动机和机翼连接的支架也要削薄边缘,用胶粘牢,形成前后锐角的流线型。将机翼引出的电源线截短到合适长度后和电机线焊接,然后将支架包裹在电线外面,再与机翼粘贴。支架内部用KT板填实,一则可以增加支架强度,二则可以增加与机翼和发动机的粘接面积。将机翼下表面和发动机上表面需要粘接的地方用细砂纸轻轻打磨粗糙以增强粘合效果。最后涂抹泡沫胶将发动机和支架粘牢。最终效果如图54所示。
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五.7 其它附件的制作
机翼下方的襟副翼动作筒只起装饰作用,零件切割好后将KT板切去一半厚度,便于小零件的弯折。如图55,各段粘接好后贴于机翼下方相应位置便可。
如图56,前后起落架舱盖也用削薄的KT板制作,在边缘用蓝色记号笔涂色,然后粘在起落架两侧相应位置。
图57中笔者正在外场组装747模型,可见飞机的设备舱舱盖设计在机翼上方的机身背部。将半圆形的背部外壳弯曲成形,在内侧贴两条KT板,可以正好卡在机身上。
如图58,为了防止两侧机翼在飞行中脱落,在机翼内侧粘贴了挂钩,在外场组装好机翼后,在机身内部用粗橡筋将两侧挂钩拉紧就可以避免机翼向两侧松脱。
机翼里的涵道电机线和机身内电调电机线采用香蕉头连接,为避免混淆应将两个电机的香蕉头用不同颜色的热缩管绝缘。
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 楼主| 发表于 2016-1-14 10:30:35 | 显示全部楼层
六、飞机重心及电子设备示意图
波音747机翼为后掠翼,重心不好确定,可以利用飞行模拟器中的编辑飞机菜单来确定飞机重心的位置。图59为模拟器中选取747机体后按下重心显示按钮在模型中显示的重心剖面。
飞机的电子设备如图60所示。通过电池的位置调整飞机的重心到合适位置。注意副翼两舵机和尾翼两舵机的方向不同。
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七、调试与试飞
飞机完工后应选择无风的晴朗天气试飞,不要冒险在恶劣天气飞行以免造成损失。由于大飞机飞行速度较快,降落时需要较长距离所以试飞要在地点开阔视野好跑道平坦的场地。在现场将机翼对插后,用多股橡筋挂住机翼内侧挂钩,插牢电机线香蕉头和副翼舵机信号线插头,然后检查四个电机是否正常启动,转动方向是否正确,检查各舵面是否灵活方向是否正确。检查完毕后可以先进行高速滑跑实验,检查飞机的气动性能和滑行姿态是否正常,一切正常后就可以试飞了。由于涵道发动机推力有限,在整个飞行过程中应将油门维持在较高位置否则容易引起失速。降落时降低高度对准跑道后再缓收油门,将要接地时再关闭发动机。


八、后记
利用两个月的业余时间终于使梦想中的大客机飞上了蓝天。看着大客机从面前呼啸而过又冲向蓝天觉得一切的辛苦都是值得的。唯一的遗憾是,如果这是一架祖国生产的客机多好啊。盼望着祖国的大客机项目早结硕果,造出像747或A380这样的大型客机。
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飞行录像截图




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 楼主| 发表于 2016-1-14 10:31:27 | 显示全部楼层
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