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自制飞机那点事儿!

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发表于 2018-5-11 00:09:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
一直以来空气动力学、材料力学、航空气象学、飞机动力学……都是比较深奥行当,可是造飞机更需要的是动手能力,跟失败中积累的经验。可以老实地讲,以效果而论,大学教授的自制DIY宝贝往往不如职业木匠或者农民百姓敲敲打打出来“绝活”。

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一、制造航模的经验
       在正式自制搭载真人的飞机之前,有一些制造航模的经验。航模虽是个小物件,但原理是一致的。遥控航模的造价从数千到上万不等,在DIY制造过程中能熟悉飞 机的各个组成部分和安装,功能,作用,在操纵过程中可以很直观地认识飞机的各个部分是如何工作的。等过了这一认知阶段,都能做到半个“专家”一般术语滚滚 而来,这样对下一阶段计划学习设计帮助很大。如果在这一阶段造不出能飞起来的航模,那么建议您暂停您的飞天梦想。不然烧掉的钱,也得没啥意义。

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二、获取、购买图纸
       如果你不想花个几十年把前人的历史一大堆学问重新学习一遍,获取有用的图纸就是最好的途径。所以您可以在百度查询您所喜欢的超轻型飞机型号,想办法搞到有 用的图纸,这项花费在1000~2000元。需要说明的是,DIY自制飞机大多为螺旋桨飞机。在组装飞机的时候,可以直接邮购散件,也可以纯DIY打造。 造价视机型而定,从8万元到50万元不等。超过50万元可以直接买整机,但是关税比较重。自己加工有很多乐趣,但是耗费的时间更长。

三、自制飞机所需的材料
在动手制作之前,请准备一个车库或者仓库之类的空间
1)一侧要有固定刻度精确的米尺的一张巨大的水平木制工作台,足够把飞机零件放上去加工。
2)冲床和铣床各一台(家伙不够,可以找人加工)。
3)游标卡尺,记号笔、不锈钢米尺、三角、卷尺尺。
4)锤子、弓型锯、打铆机、打孔机、钳子、扳手、铁剪、锉刀及修毛刺的工具。
5)手套、防护面具、防毒面具、防护服、护目眼睛。
6)灭火器。

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     毕节农民张德林自制的旋翼机在滑跑。

为了保证飞机的重量足够轻,DIY制作飞机推荐使用航空铝管和不锈钢管以及木材。国内市场上有无缝铝合金管,如果要替换专业的航空铝管的话,请测试强度。 注意,莱特兄弟的时代已经过去了,很难找到合适的原木。木料请使用复合木料,经过层层黏合的复合木料强度比原木还要高。千万不要去装修市场购买复合木料, 因为厂家相信用户的柜子和门不用飞行,所以上胶并不均匀,而这些没上胶的地方强度很低,很可能在飞行过程中发生以外断裂。木料需要自己做,用什么木头,什 么胶,各人的看法并不一致。但是,无论如何做,都需要通过严格的强度测试!

四、制作过程
       DIY飞机次序类似水獭吃鱼———从尾部开始。从心理上来说,有一种渐入佳境的感受,一旦开始了就不大容易停下来。先做机头的话,很可能马上就停下来了, 最后只能把螺旋桨像鹿头一样挂在自己家客厅墙上。从技术的角度来讲,机尾的难度不算很高。然后安装翅膀、机身,最后才是引擎。其他的部分都可以按照图纸装 配,但是引擎要麻烦一些,因为飞机引擎的重量决定了它安装的位置很关键,直接影响到飞机的重心位置。而飞机的重心太靠前或者靠后都不好,会造成飞机的操纵 性降低。在飞机大体完成以后,要调试引擎的位置,通过前后移动寻找整机重心的最佳点。

飞机引擎也是DIY自制飞机中最昂贵的部件,大约占到整个成本的三分之一。一般推荐使用ROTAX503型发动机,带变速箱和电启动的B型大约要6000 美元,简陋一点的大约4500美元,可以上网询价,香港有一家彼岸航空代理ROTAX发动机。ROTAX503发动机接近50马力,重31.4公斤,马力 和重量都令人满意。当然,也有推荐使用摩托两冲程发动机的,价格能便宜下来好大一块。由于安装双发造成飞机飞行危险性增加,所以超轻型飞机一般都是单发。 而单发的话,对发动机考验比较大。ROTAX的质量不错,但是贵。摩托发动机价格便宜,但是稳定性不能保证。

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   浙江衢州市江山农民徐斌,花费3万元,制造了一架重约130公斤的旋翼机。

五、航电仪表、电子控制设备,机械零部件安装
      飞机上一定要有五表:发动机转速表、温度表,还需要高度表、空速表、升降速度表。转速表可以在购买发动机时直接向厂商订购,剩下的各种表可以从网络海外购 买,但更直接的方法是向国内航校购买。相信在自制飞机的早期,考虑到为了我国航空事业的兴旺发达,这些表都能以半买半送的形式搞到手。现在要搞到手,就要 拿钱砸了。

小技巧:

  1)铝管在飞机制作中的作用
        DIY飞机过程中会用到大量加工过的铝管。由于铝管不是标准件,要弯曲到合适的角度很难,施力不当又容易破裂变形。其实这非常简单:在工作台上先钉好一个 木块,然后按照设计图纸在台板上画好弯曲的角度。找一个凹槽宽度等于铝管直径的硬木滑轮,固定在需要弯曲的地方。把铝管拿来,中间灌满干沙子塞实,两头封 好。一头顶在木块上,需要弯曲的地方靠在木滑轮上,然后加力一点点弯曲。由于放了沙子,铝管不会破裂变形。而且由于事先在工作台上画好了所需的形状,每根 管加工出来都一样。
2)钢丝绳的应用
        钢丝绳(19股)通常用于飞机的控制系统,或者连接机翼和机身。如果发生锈蚀或磨损,就太可怕了。所以,钢丝最好是镀锌的。如果要穿过铝管或者钢管,一定 要打磨管子的内壁,不能有毛刺。当需要截断钢丝绳的时候,切忌不能使用乙炔喷枪,因为受热会降低钢丝绳的强度。请在要截断的部分裹上电工胶布,用凿子敲打 着截断。

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为什么中国的农民爱造飞机坦克潜水艇?
私人造飞机这个高难度的活,理应由相对来讲更有钱,文化程度也更高的城里人来干才合理,可为什么现实情况却不是这样呢?这就要说到一些实际条件的制约了。

首先,看你怎么理解这个“有钱”。如果单论财富的多少,城市的平均水平确实比农村高很多,但对于大多数城市人来讲,更多的财富只是意味着他们的房子更贵罢了,并不一定能拿得出来造大物件的流动资金。

其次,是时间和场地。农村由于农业生产的周期性,有一定的农闲时间,场地更是不缺,一般人家都有院子,空旷的野地也很好找,而这一切,在城市里却很难满足——“城里人”多数要常年上班,节奏快,业余时间基本是碎片化的,而且自己做主的地方只有自个儿小家,能带大院子带大车库的,那得是富豪才行……。在这些条件的制约下,“城里人”顶多能做航模。

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▲只有高中文化的银川农民刘亦兵是“农民航空界”
中少有的“成功人士”,他设计的超轻型飞机在1996
年成功起飞,自己考取了动力三角翼飞行执照,现
从事航拍和观光飞行,还被载入了《中国航空史》

其实飞天的梦想人皆有之,与地域或身份并无太大关系,在汽车相对普及的今天,即使财富不比城里人的农民,坐车开车(坐船开船)也不再稀奇了,但要想“亲自”上天,还真不那么容易,在我国现有国情之下,自造飞机来圆梦几乎就是唯一的可能。当然,你也可以选择把自己变成大富豪,直接买架飞机来开,只不过这可能性嘛……。

刚才已经分析了,农村反而更具备自造飞机的外在条件。但也不能不看到,农民造飞机虽然不缺时间和场地,但文化、经济和物质水平决定了他们只能在非常简陋的生产条件下“奋斗”,心血来潮者多,严谨细致者少,在既无理论指导又无试验条件的情况下,造出来的基本上是简单到不能再简单的丐版飞机,好点的可以勉强离地,多数只能地面趴,像刘亦兵那样飞出了名堂的可谓凤毛麟角。
实际上农民造飞机不仅难度大,而且由于缺乏制造和飞行经验,还有一定的危险性。2008年4月13日,广东省河源市连平县田源镇金树村农民熊天华,驾驶他所制造的第四架飞机试飞,5分钟后便因螺旋桨断裂而坠落在一处山坡洼地上,所幸因为高度低而未导致人员伤亡。但另一位航空迷就没那么幸运了——2007年4月8日,曾经多数自造飞机失败的山东潍坊农民谭成年,在驾驶一架租用的“小蜜蜂”超轻型飞机时,因操作不当坠落在平阴一处农家院中,当场身亡。

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“农民造飞机”现象虽不是中国独有,但从数量上看,确实当属中国最多(谁让中国人多呢)。这这种现象所反映的,其实是一个国家的“通用航空”(General Aviation)问题。“通用航空”是指除军事、警务、海关缉私飞行和公共航空运输飞行以外的民用航空活动,所使用的飞行器包括滑翔机、动力伞、活塞式和喷气式飞机。根据这个定义,“农民造飞机”正好可归入其中。但回头看看以上“农民造”,几乎个个是十足的山寨,基本上停留在莱特的水平上,那么真正的“通用航空”应该怎么玩的呢?

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▲每年夏季,美国民间航空爱好者都要齐聚威斯康星州
奥什科什(Oshkosh),参加美国飞来者大会(EAA),
场面壮观,还有模拟珍珠港事件的表演

不管是农民还是城里人,玩飞机得是像上面这样才对——至少这些飞机都是安全可靠,用真正的航材组装起来的飞机,而不是七拼八凑的东西。美国的民间航空十分发达,无论是制造飞机用的零部件和材料,还是驾驶飞机所需的执照,以及飞行空域的许可都不难取得,一个中产之家就足可以跨入飞行界的门槛,只要你有兴趣和时间。
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