航空模型运动比赛的特点 航空模型分类 航空模型起源与发展历史

时间:2016-12-10 11:25:32 来源:8794网 编辑:小霸气

  在人类航空发展史上,探索飞行奥秘的先驱者们,曾模仿鸟类飞行的特征,尝试过制造世界上最原始的飞行器。相传我国春秋战国时代就出现了能飞的“竹䧿”和“木鸢”。《墨子·鲁问》载:“公输子(巧匠鲁班)削竹木以为䧿(鹊),成而飞之,三日不下。”《韩非子·外储说左上》又载:“墨子为木鸢,三年而成,蜚(飞)一日而败。”这种用竹木制做的“䧿”和“鸢”怎么个飞法已无从稽考,或许这就是航空模型最早的祖先吧?后来,东汉的张衡和唐朝的韩志和也都造过能飞的“木鸟”。

  航空模型起源与发展

  15世纪,欧洲文艺复兴时期的意大利著名画家达·芬奇,曾通过航空模型试验来设计直升机和扑翼机。19世纪,英国的卡累爵士曾用航空模型来试验“风筝滑翔机”;俄国海军军官莫札依斯基,也制作了一些模型飞机来研究载人的飞行器。直到20世纪初,美国莱特兄弟在研制飞机的过程中,不断地使用模型试验的方法,制作过很多能飞的航空模型。

航空模型运动比赛的特点 航空模型分类 航空模型起源与发展历史

  总之,在滑翔机、飞机发明之前,航空模型曾经起过侦察兵的作用。1903年,世界上第一架有人驾驶的, 以内燃机为动力的,真正的飞机问世后,航空模型除了仍在航空科学研究中起着重要的作用外,还成了一项竞赛运动,成了普及航空知识的(器材)和直接为生产、军事服务的无人飞行器。

  航空模型是一种有尺寸和重量规定的带有或不带有动力装置、不能载人的雏形航空器。航空模型运动则是以制做、放飞、操纵自制的航空模型进行竞赛和创纪录飞行的一项航空运动。通过这项运动,有助于培养人们对航空事业的兴趣,普及航空知识和技术,培养航空人材,发展智力,增进身体健康。航空模型运动以它较强的科技性,丰富多彩、生动有趣的活动内容,吸引着成千上万有志于未来的青少年朋友。

  航空模型分类

  提起航空模型,人们的印象往往是小纸片飞机。其实不然,航空模型的种类、项目很多。从简单的手掷模型、弹射模型到较复杂的无线电遥控模型飞机,小的只有几克十几克,大的则达几公斤。概括说来,按控制方式可分为:自由飞行类(F1——国际航空运动联合会规定的航空模型类别代号,下同);线操纵圆周飞行类(F2);无线电遥控飞行类(F3)和象真模型类(F4)。按动力形式则可分为:无动力装置的模型滑翔机;有动力的活塞式发动机模型飞机;喷气式发动机模型飞机和橡筋动力模型飞机等。目前,国际航联规定的各类航空模型有二、三十种。现择其要项作一简略介绍。

  F1类(自由飞行):这类模型飞机在起飞后的全部飞行过程中,与放飞者没有任何联系,它的飞行姿态和轨迹完全由预先对其各个部位的调整决定,固此称为自由飞。自由飞航空模型按动力装置和飞行方式又分为:

  (1)牵引模型滑翔机(F1A):一种没有任何推进装置的模型滑翔机。它是靠运动员用一条50米长的牵引线,象放风筝一样把模型牵引到空中,模型升到一定高度脱勾后,便在空中自由翱翔。

  (2)橡筋模型飞机(F1B):国外称为延伸式动力模型飞机。它是靠装在模型上的一束重40克扭紧了的橡筋束或其他延伸弹性物体来驱动螺旋桨产生拉力,使模型升空后转入翱翔。

  (3)活塞发动机模型飞机(F1C):我国惯称为自由飞模型飞机。它以气缸容积在2.5毫升以下的活塞发动机为动力,驱动螺旋桨产生拉力,把模型拉到空中,而后转入自由翱翔。

  (4)室内模型飞机(F1D):航模项目中一种最轻的在室内飞行的模型飞机。它也是以橡筋束或其延伸弹性物体作动力,使模型升高而后转入翱翔的。运动员为了适应室内比赛,往往把模型做得很轻。但规则规定,这种模型飞机在装橡筋束前的重要不得少于1克。

  F2类(线操纵圆周飞行):此类模型飞机装有推进器(活塞发动机或喷气发动机)。飞行中由在地面的运动员,通过一根或几根和模型直接相连的没有伸缩性的钢丝或钢索,变化模型飞机的舵面角度,达到改变模型的飞行姿态与高度。它有下列几种:

  (1)线操纵竞速模型飞机(F2A)。

  (2)线操纵特技模型飞机(F2B)。

  (3)线操纵小组(编组)竞速模型飞机(F2C)。

  (4)线操纵空战模型飞机(F2D)。

  除线操纵特技模型飞机通常采用气缸工作容积8毫升的活塞发动机作动力外,其他三项的动力装置均为气缸容积不超过2.5毫升的活塞发动机。

  F3类(无线电遥控飞行):这类模型飞机在飞行过程中,由在地面的运动员通过无线电遥控设备,操纵它的各个舵面,获得某种空气动力来改变其姿态、航向、高度和速度,以完成规定的动作或飞行。它也有下列几种:

  (1)无线电遥控特技模型飞机(F3A):一般以气缸工作容积10毫升活塞发动机为动力,无线电遥控完成规定特技动作的模型飞机。

  (2)无线电遥控模型滑翔机(F3B):没有推进装置,有以牵引、弹射和活塞发动机为动力的3种起飞形式。

  (3)无线电遥控模型直升机(F3C):采用活塞发动机为动力,带动围绕垂直轴旋转的旋翼系统,获得升力和水平推进的模型飞机。它由在地面的运动员利用无线电遥控设备,操纵模型直升机的各操纵面完成飞行动作。目前尚未列入世界比赛,但国际上开展得相当广泛。

  此外还有无线电遥控三角绕标竞速模型飞机(F3D)等。

  F4类(象真模型):它是按照重于空气的载人并成功地飞行过的航空器,加以缩小比例,复制的模型飞机。

  象真模型飞机按控制方式分为: 自由飞象真模型飞机(F4A);线操纵象真模型飞机(F4B); 无线电遥控象真模型飞机(F4C)。我国目前尚未开展这类项目。

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  航空模型除上述由国际航联规定的国际级外,各国航空模型组织还结合本国的实际情况,专门设置了适合在本国青少年中开展的普及级项目,如我国的弹射、手掷模型滑翔机,橡筋模型直升机,1.2级牵引模型滑翔机,1.2级橡筋模型飞机, 1级活塞发动机模型飞机, 1级无线电遥控和线操纵特技模型飞机等。这些项目的技术要求比较简单,模型尺寸较小,易于制作,对飞行场地要求也不高,适于普及活动。

  航空模型运动比赛的特点

  航空模型竞赛,主要有赛留空时间的自由飞类,如牵引模型滑翔机、橡筋模型飞机、活塞发动模型飞机和室内模型飞机等;赛速度的线操纵圆周飞行类中的竞速模型飞机,小组竞速模型飞机等,赛动作质量的线操纵和无线电遥控特技模型飞机等。

  牵引模型滑翔机比赛时,每名运动员要进行7轮次正式飞行。每次飞行的最大测定时间为180秒,超过最大测定时间的飞行不予计分。计时是从牵引线脱离模型开始至模型着陆时停止。比赛成绩以7轮飞行的累计得分排列名次。如有两名以上的运动员7轮比赛获得满分(总成绩为1260秒),则需在7轮比赛结束后进行决赛,决赛时每轮飞行的最大测定时间应比前一轮的最大测定时间增加60秒,即第8轮比赛为240秒,第9轮为300秒,以此类推。

  橡筋模型飞机的比赛,除计时从模型飞机出手时开始外,其他比赛方法同牵引模型滑翔机。活塞发动机模型飞机的比赛,除限制发动机工作时间不得超过7秒外,其他比赛方法同橡筋模型飞机。室内模型飞机的比赛,允许运动员放飞6次,取其中两次最好的成绩之和为比赛成绩。

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  线操纵竞速模型飞机比赛时,当起飞后达到满意的速度时把操纵手把放入场地中心的手叉上,测速裁判员即开始测速,至模型飞机飞满10圈(1公里)时停止。每场比赛,每个运动员可飞行3次,取其中1次最快速度作为该运动员的正式比赛成绩。线操纵特技模型飞机的比赛,运动员需在7分钟内,按照规定顺序完成包括起动发动机和着陆在内的一系列特技飞行动作。比赛分预赛和决赛两个阶段。预赛时,每个运动员进行两轮正式飞行,取其中一轮较高成绩作为预赛成绩。预赛中前15名参加决赛。决赛也要进行两轮正式飞行。最后以预赛和决赛中一轮较高的成绩相加决定名次。未进入决赛者,按预赛成绩决定名次。线操纵小组竞速模型飞机的比赛,是把3组(每组有操纵员、机械员各1人)编在一个飞行圈里同时飞行。分预赛、半决赛和决赛三个阶段。预赛时,必须飞10公里(100圈)。预赛中前9名进入半决赛,经过淘汰剩下的3组进行决赛。决赛要飞20公里(200圈),速度快者为胜。线操纵空战模型飞机的比赛,模型飞机尾部系有一条长3米的彩色纸带,两名运动员同站在直径为6米的圆圈内,各自操纵一架模型飞机来“咬”对方机尾的纸带,以切断对方机尾纸带的次数决定胜负。这是目前航模竞赛中唯一直接对抗的项目。

  无线电遥控特技模型飞机比赛时,运动员须在规定时间内按顺序完成A、B两组不同的特技飞行动作。预赛中前5名要再进行两轮自选动作的决赛。无线电遥控模型滑翔机的比赛,是进行留空时间、距离和速度的综合比赛。

  航模列入世界锦标赛的有12个项目,按惯例分别举行自由飞(3项)、线操纵圆周飞行(4项)、无线电遥控特技、无线电遥控模型滑翔机、象真模型(两项)和室内模型6次比赛。世界锦标赛每两年举行一次。此外还有欧洲锦标赛和各国公开赛。世界锦标赛和重大国际比赛通常采用每项由3名(或3组)运动员参加单项、团体和个人比赛的办法进行。

  航空模型除竞赛项目外,还专门设立了纪录项目。现代航空模型运动竞赛规则对各竞赛项目均有严格的技术要求,如对比赛留空时间的自由飞类要限定模型飞机的升力面积、重量、翼载荷、牵引线长度、橡筋束重量、小发动机工作时间、使用标准燃料等。因此,可以说航模的竞赛项目是在特定条件下表现出来的相对成绩。而规则对纪录项目的要求则不同,只要符合航模总的技术规范,也就是最大升力面积小于150平方公寸,最大飞行重量小于5公斤,最大翼载荷小于100克/平方公寸,发动机工作容积小于10立方毫升就允许进行创纪录飞行,不象竞赛项目有那么多的限制,运动员可以充分利用地理和天气条件等,让模型飞机在一次飞行中表现出最大的本领来。航模纪录分自由飞行(F1)、线操纵飞行(F2)、无线电遥控飞行(F3)三大类。每类又分设留空时间、飞行高度、圆周速度、直线速度、封闭速度、直线距离、封闭距离等五六十个项目的绝对成绩。目前世界上飞得最久和直线速度最快的是无线电遥控模型滑翔机,留空时间达32小时7分40秒,直线速度达390.92公里/小时。飞得最高和直线距离最远的是无线电遥控模型飞机,高达8208米,直线距离达428公里。国际航联允许各会员国的航空运动协会或国家航空运动俱乐部组织航模创纪录飞行,并授权各会员国协会派出有资格的代表和观察员监督本国创纪录活动。创了纪录,必须按照规定向国际航联呈报有关的技术文件,经批准后予以正式注册、公布。

  航空模型运动在世界上开展得比较普遍,不少国家都在市内或近郊设有航模专用飞行场,专门供应航模器材的商店,出版大量航模书籍和杂志。欧美一些国家,除在青少年中开展这项运动外,成年人中也有众多爱好者。自1926年起,国际航联每年都要举办国际航空模型比赛。早先的航模比赛,仅有橡筋模型飞机,竞赛方法也很简单,以模型的实际留空时间决定胜负。随着制造航模各项技术的发展,特别是在专为航模设计和生产的小型内燃机和遥控设备出现后,航模的类别、项目不断增加。从50年代开始,国际航联对航模竞赛方法作了重大改革,设立了分类分项比赛和纪录项目。

  我国航模运动也有较久的历史。1920年,留美学生桂铭新研制的模型飞机,在美国航协举办的一次比赛中, 以飞行高度400米,留空时间68秒获第1名。1940年香港《大公报》和其他几个文化教育团体,在香港举办了中国首次航模比赛。此后成都、重庆、南京等城市也举办过航模展览、表演或比赛。

  航模运动在新中国得到了迅速的发展,到1956年,开展活动的已达近百个城市。为了加强技术力量, 曾多次举办全国性的航模干部和教练员训练班。有计划地组织生产了各种型号、规格的航模发动机、木片、木条及遥控设备等专用器材,出版了几十种航模方面的书籍。从1956年起,我国每年都要举办全国性的航模比赛。比赛项目逐年增多,运动成绩不断提高。

  中国航模运动的全国性组织是中国航空运动协会所辖的中国航空模型协会。航模运动的技术研究、指导和推广等工作,由各体育学校、航模运动学校、航空运动学校和航模指导站等机构实施。少年宫、少年之家、科技指导站也负有上述任务。

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  航空模型除第3届全运会列为表演项目外,其他各届全运会均为正式比赛项目。在第2届全运会上,二级线操纵圆周竞速的成绩超过了当时世界冠军的成绩。第4届全运会更取得了大面积的丰收,在创纪录飞行中,打破了五个项目的世界纪录,平了一项世界纪录。第6届全运会将进行F1A—牵引模型滑翔机、F1B—橡筋模型飞机、F1C—自由飞模型飞机、F2A—线操纵竞速模型飞机、F2B—线操纵特技模型飞机、F2C—线操纵小组竞速模型飞机、F3A—遥控特技模型飞机、F3B—遥控模型滑翔机八个项目的比赛。

  中国航模协会自1978年成为国际航联中的一员后,历年派队参加各类世界航模锦标赛的成绩是:1979年获F1C个人第6名;1980年获F2B团体第5名;1981年获F1B,F1C两项团体亚军和F1C个人第3名;1982年获F2A、F2B团体亚军和F2B个人第2名;1983年获F1B团体冠军和F1C第3名;1984年获F2D团体第3名,F2B个人冠军和个人第3名;1985年获F1A团体冠军和个人第1、2名,F1B、F2A团体亚军;1986年获F2B团体亚军和个人第2名。

  截至1986年底为止,我国航模运动员共有50人、50次打破24项航模世界纪录(其中包括经国际航联批准的21人、22次、13项世界纪录),并有9人仍保持着橡筋模型飞机直线速度、橡筋水上模型飞机飞行高度、活塞发动机模型飞机飞行高度、活塞发动机水上模型飞机留空时间、直线距离、飞行高度、活塞发动机线操纵模型飞机圆周速度、无线电遥控水上模型飞机封闭速度9个项目的世界纪录。

  目前,我国航空模型运动的水平在国际上有一定的影响。自由飞类和线操纵圆周飞行类模型飞机的成绩已进入世界先进行列;无线电遥控特技模型飞机项目在亚洲处于上游地位;航模发动机的某些工艺技术也达到了世界先进水平。

  附:车辆模型

  70年代以来,由于比例式无线电遥控设备的大量出现,国际上开始盛行起车辆模型。特别是在一些发达国家,车模几乎渗入到了人们的家庭。这个项目在世界上虽较航空和航海模型开展得晚一些,但由于它对场地的要求不太高,器材消耗较少,而且同场对抗,竞争激烈,因此发展很快。目前,国际上和亚洲地区都有车模协会组织,经常举办世界锦标赛和区域性竞赛。竞赛实力较强的有美国、荷兰、意大利、日本和英国等。

  1980年,我国上海、广州首先兴起了车模活动。尔后,北京、江苏、辽宁、黑龙江、浙江、云南、贵州、山东、深圳等省、市和特区也先后在青少年中开展了车模活动。《中学科技》杂志社、《中学生》杂志社等还联合或单独举办过全国性车模比赛、通讯赛或邀请赛。1985年和1986年, 国家体委与中国科协共同举办了两届全国青少年车模竞赛,对车模活动起了很大的推动作用。现在全国开展的车模项目中,既有易于推广普及的直线竞速、圆周竞速等各种简易车模,也有较为复杂的无线电遥控车模。

  全国车模比赛主要有5个项目,它们的共同特点是用无线电信号遥控车模的各种动作。

  无线电遥控电动赛车模型:这种赛车模型的尺寸是按实物尺寸的1/12比例制作的。用电动机作动力,以镍镉电池或其它电池为能源。车模上装有调速器和转向机构,能前进、倒退、转弯。为了改善性能,有的车模装有前后轮驱动装置,用微型链条传送动力。赛车模型在平坦的路面上比赛。为提高速度,避免转弯时倾覆,底盘距地面很低。它的外壳为流线型,可以减小空气阻力。尾部向上翘起或装有风翼,在气流相对运动中可使车模后部产生一种向下的力,以增加车轮与路面的摩擦力,防止车模转弯时产生侧滑。

  无线电遥控内燃机赛车模型:这种车模的尺寸为实物 1/8。内燃机赛车模型是“麻雀虽小,五脏俱全”。它也有发动机、离合器、差速器、转向机构、刹车机构、减速齿轮、传动轴或链条等。有的赛车模型还装有减震器。车模上使用的发动机气缸容积为3.5毫升,用甲醇和蓖麻油混合燃料。这种发动机的功率可达1马力。

  无线电遥控电动越野车模型:电动越野车模型也是按实物的1/12比例制作的。它的种类很多,从外观上看有吉普车、小轿车、赛车;从结构上看有后轮驱动、四轮驱动、前后轮同时转向。传动方式也很多,如链条传动、尼龙三角带传动、轴传动等。

  越野车模型与赛车模型的突出不同点是:驱动轮扭距大,使用空心橡胶轮胎,装有性能良好的减震器;它可以爬一定的坡度,能在砂石、浅水洼及低草地等地形较复杂的路面上行驶。

  无线电遥控内燃机越野车模型:这种车模与电动越野车模比较,尺寸为实物的1/8,动力为3.5毫升的内燃机,其它部分与电动越野车模相似。但是,内燃越野车模速度较电动越野车模快,爬坡能力也比电动越野车模强。

  无线电遥控特种车辆模型:特种车模是指有车轮或履带,能在陆地上行驶,而且能完成特定动作的各种机动车辆模型。如竞赛规程未作具体规定,则可自行设计。

  车模比赛,赛车场地应是平整、干净的沥青或粗水泥路面,越野车场地可有坡路、沙土、浅水洼、低草地等较复杂的地形。赛车和越野车的场地应有各种弯道,其图形和尺寸由竞赛规程规定。跑道宽度2至5米,两侧放置高10厘米以上的障碍物, 以增加车模的操纵难度。竞赛分耐久赛和计时赛两种。耐久赛是按规定的时间内行驶的完整圈数的多少评定成绩,圈数多者名次列前,圈数相同则时间短者名次列前,圈数、时间均相同,名次并列;在规定时间内中途停止行驶者不计该轮成绩。计时赛是按完成规定圈数的时间长短评定成绩,时间短者名次列前,时间相同则名次并列;未完成圈数者不计该轮成绩。竞赛各有两轮预赛和两轮决赛。从预赛中较好一轮的成绩评定进入决赛资格,决赛中取较好一轮的成绩评定名次。车模在竞赛中发生故障,修复后仍可继续参加比赛。但消耗的时间不予扣除。特种车模比赛, 以模型外观、制作工艺、操纵水平、动作难度及设计上的创新等方面综合评定成绩。具体评分办法由规程规定。

  为了促进国内车模器材的发展,赛车模型竞赛分A组和B组两项, A组规定必须使用国产器材。

  车模比赛,特别是无线电遥控内燃机赛车模型和越野车模型比赛时,几台车模发动机轰鸣, 同在一个场地的跑道上互相追逐,其形式和气氛雷同于真正的汽车大赛,在高手云集的世界大赛中,竞争更是紧张而又精采,很能吸引观众。

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