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第三屆F3P世錦賽于2017年2月19-25日在法國東北部城市斯特拉斯堡舉行。這次比賽共有來自18個國家的50位室內(nèi)特技飛行頂尖選手參賽,中國選手也首次現(xiàn)身賽場。作為當(dāng)今世界最高水平的F3P大賽,高手云集的賽場精彩紛呈。各國選手的表現(xiàn)詮釋了不同的飛行風(fēng)格,而他們使用的模型則代表著F3P的最新趨勢與潮流。下面,筆者就從這次世錦賽中出現(xiàn)的一些機型對F3P的技術(shù)發(fā)展進行解讀,希望對喜愛這項運動的愛好者有所幫助。
2017年F3P世錦賽回顧
首先,筆者先帶領(lǐng)大家回顧一下這次世錦賽的相關(guān)情況。2017年2月19日,第三屆F3P世錦賽拉開帷幕。在一場簡短而輕松的開幕式過后,組委會專門設(shè)立了一個環(huán)節(jié),為每支參賽隊和每位參賽運動員拍照留念,各國選手和他們使用的模型被一一定格。
2月21日,比賽正式開始,共分預(yù)賽和決賽兩個階段。4輪預(yù)賽耗時兩天,所有運動員均須完成AP-17動作(由國際航聯(lián)在賽前公布)。根據(jù)預(yù)賽成績,排名前13位的選手獲得決賽資格,將完成未知動作的比拼。3輪決賽進行得異常激烈,奧地利著名選手Gernot Bruckmann最終奪冠,芬蘭運動員Janne Lappi和衛(wèi)冕冠軍、立陶宛選手Donatas Pauzuolis分獲亞軍和季軍。
決賽結(jié)束后,2月25日還進行了F3P-AM部分的比賽。這個項目通常被稱為音樂劇,但成績并不計入最終比賽的總成績,且由運動員自由選擇參加。作為極具觀賞性的一個項目,音樂劇項目要求選手在兩分鐘時間內(nèi)完成一套配樂動作。令人遺憾的是,選手們并未展現(xiàn)出令人眼前一亮的新動作。最終,Donatas Pauzuolis成功衛(wèi)冕該項目冠軍。而筆者聽說,國際航聯(lián)計劃將音樂劇設(shè)置為單獨的官方項目,以更好地促進這個項目的發(fā)展。
代表中國參賽的何聰發(fā)首次亮相F3P世錦賽就表現(xiàn)不俗。只可惜他使用的參賽機是在當(dāng)?shù)嘏R時購買的,未能充分適應(yīng)新模型,加上本身實力的差距,最終排在第40名,無緣決賽。不過能站在世界舞臺與頂尖高手們同場競技,何聰發(fā)已經(jīng)向世人展示了中國選手的風(fēng)采。
F3P技術(shù)新進展
自首屆F3P世錦賽于2013年在德國舉辦以來,僅僅幾年時間,這項運動在硬件設(shè)備和飛行技術(shù)方面就有了迅猛發(fā)展,運動員間的競爭變得越發(fā)激烈。在相對狹窄的室內(nèi)空間,要高質(zhì)量地完成復(fù)雜的比賽動作,模型的重量和制作的精準(zhǔn)度成了關(guān)鍵因素。目前,大多數(shù)運動員對模型重量都極力追求最輕,以使模型獲得更慢的飛行速度,能在有限的空間里完成各種動作。
在第一屆世錦賽上,運動員們基本都采用D板材質(zhì)、單螺旋槳模型。而在本屆世錦賽決賽階段,除一位運動員還使用D板覆膜模型外,其余選手均采用全碳纖維結(jié)構(gòu)的模型,共軸雙槳和1S電子系統(tǒng)更成為比賽的標(biāo)配。
經(jīng)過幾年的發(fā)展,現(xiàn)在國際級F3P比賽中除少量D板結(jié)構(gòu)的模型外,大多是采用全復(fù)材覆膜結(jié)構(gòu)的模型,本屆比賽還出現(xiàn)了輕木結(jié)構(gòu)和全新EPP結(jié)構(gòu)的模型。下面,筆者結(jié)合這些模型的新特點為大家做詳細介紹與分析。
1.全復(fù)材結(jié)構(gòu)模型
綜觀F3P模型的發(fā)展歷程,其制作材料大致經(jīng)歷了KT板、EPP板、D板和碳纖維覆膜等幾個階段。過去幾年里,D板一直是制作F3P特技機的主要材料,且大都采用銑板和鏤空覆膜兩種工藝。在2013年首屆F3P世錦賽中,俄羅斯運動員Alexey Lancov第一次使用了全復(fù)材結(jié)構(gòu)模型。當(dāng)時他使用的是自己制作的Victory系列的第一版,使用碳棒和碳管為機體材料,并采用可拆卸機翼。整機起飛重量66g,比當(dāng)時的D板模型還要輕15-25g。
早在2009年,Alexey Lancov就開始制作碳纖維結(jié)構(gòu)的F3P模型。經(jīng)過不懈努力,他的模型不斷更新,甚至吸引了世界冠軍Donatas Pauzuolis與他合作。兩人共同開發(fā)的Victory系列模型性能出眾,在國際比賽中屢獲佳績,已成為目前國際比賽中使用最多的機型。
復(fù)材結(jié)構(gòu)的F3P模型,機體以碳纖維棒為主要材料,表面蒙有一層薄薄的麥拉膜。為進一步減輕重量,還有人改用細碳纖維管作為機體的主要材料。制作時,要先將材料按所需形狀固定在工作板上,然后用凱夫拉線對碳棒進行捆扎定形。整個制作過程非常繁瑣,需耗費大量時間,這導(dǎo)致復(fù)材模型的成本非常高昂,僅空機價格就超過500歐元。同時,由于這種模型很輕,采用傳統(tǒng)的電子設(shè)備已無法完全發(fā)揮出它的性能,因此國外運動員又開發(fā)出使用1S電池供電的電子設(shè)備和輕量化的共軸雙槳系統(tǒng)。
全復(fù)材結(jié)構(gòu)模型開始僅被用于F3P項目中,但最近,為達到減重和增強機體剛度的目的,在F3P-AM項目中,運動員也開始使用全復(fù)材結(jié)構(gòu)的模型。比較有代表性的是Donatas Pauzuolis的Arrow CS機型,該機也是2016年WAG比賽中的冠軍機。采用這種結(jié)構(gòu)的模型,其優(yōu)勢非常明顯,機體很輕,且長時間不易變形,具有非常優(yōu)異的飛行性能。
在歐洲國家,全復(fù)材結(jié)構(gòu)的F3P模型占比很大。本次世錦賽中,F(xiàn)3P模型幾乎全都采用全復(fù)材覆膜結(jié)構(gòu)。然而,盡管碳纖維結(jié)構(gòu)的模型有很多優(yōu)點,但其缺點也不少,主要有以下幾方面:
(1)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)碳桿都是直的,而制作模型時要進行彎曲,以得到所需的形狀。但彎曲后的碳桿很容易恢復(fù)到原有形狀,因而模型的外形會發(fā)生變化,即使做了加強,也很難使機體表面保持平整。
(2)直碳桿只能做較小幅度的彎曲,若彎曲過大,就非常容易斷裂。因此在設(shè)計模型時,機體外形會受到很大限制,這也是為什么很多全碳結(jié)構(gòu)的模型看上去都非常相似的一個原因。
要解決上述問題,最有效的方法是采用預(yù)制成型的碳桿。芬蘭運動員最先使用硅膠管制作彎曲的碳桿,但因工藝所限,碳桿的尺寸不能做得太小。最近,有人找到了新方法,如世界冠軍Donatas Pauzuoils的公司,現(xiàn)在已經(jīng)能將直徑0.5mm的碳桿加工出各種形狀,并可提供對外制作服務(wù)。endprint
2.輕木結(jié)構(gòu)模型
本次世錦賽中,還出現(xiàn)了此前沒有的輕木結(jié)構(gòu)F3P模型。這種模型采用輕木條為機體主要承力結(jié)構(gòu),與F1D模型較為相似,重量方面也接近全復(fù)材結(jié)構(gòu)模型的水平。值得一提的是,美國選手所用的模型還采用了可拆卸機翼。另外,部分機型采用了輕木材質(zhì)的螺旋槳,最具代表性的就是芬蘭隊的共軸系統(tǒng)。
3.EPP結(jié)構(gòu)模型
這次世錦賽上,日本隊的EPP結(jié)構(gòu)模型令人眼前一亮。日本是模型傳統(tǒng)強國,在亞洲地區(qū)更是一直保持領(lǐng)先地位。在2013年首屆F3P世錦賽中,音田哲男就獲得了季軍的好成績。
就像日系F3A模型一樣,日本的F3P模型也有著與歐美模型不同的特點。全復(fù)材結(jié)構(gòu)的模型固然性能優(yōu)異,但制作麻煩、價格高昂,性價比并不高。在日本國內(nèi)的室內(nèi)比賽中,參賽模型大量采用0.8-1mm厚的EPP板和碳桿作為主要制作材料。而且這種模型的起飛重量并不比全復(fù)材模型重多少。雖然EPP的剛度甚至還不如D板,但對于起飛重量很低的F3P模型,仍然有非常好的性能。在日本國內(nèi)的比賽中,這種EPP模型表現(xiàn)非常優(yōu)異。
EPP結(jié)構(gòu)的模型在設(shè)計上與歐美的F3P模型有所不同。為了保證飛行速度和側(cè)飛性能等要求,這種模型采用了較多的減速板和側(cè)力發(fā)生裝置,布局不如歐美模型簡潔。
4.共軸系統(tǒng)
共軸雙槳系統(tǒng)現(xiàn)已成為高級別F3P模型的標(biāo)配,它能抵消單個螺旋槳反扭矩帶來的不利影響,使模型左滾和右滾速率保持一致。同時,其產(chǎn)生的滑流比單槳更少,能使模型飛行動作更精準(zhǔn)。
不過,共軸系統(tǒng)近幾年的發(fā)展主要集中在提升模型下降時的減速性能上。運動員們希望這種系統(tǒng)有更高的推進效率,同時在模型垂直下降時也有很高的減速效率,由此導(dǎo)致的結(jié)果是槳葉直徑越做越大。
最初,共軸系統(tǒng)普遍采用碳纖維槳葉,但隨著槳葉直徑不斷增大,又有人開發(fā)出泡沫加芯結(jié)構(gòu)的新槳葉,并成為本次世錦賽上各國選手的“新寵”。此外,Alexey Lantsov還開發(fā)了可調(diào)螺距的槳葉,以便飛手根據(jù)模型的不同情況,調(diào)整出最佳效果。另外,輕木槳葉也被一些運動員采用,最具代表性的就是之前介紹的芬蘭隊的裝備。
結(jié)語
我國航空航天模型錦標(biāo)賽室內(nèi)比賽至今已舉辦過三屆,但競賽模型的發(fā)展卻遠遠落后于發(fā)達國家。目前,國內(nèi)只有極少數(shù)運動員在進行高新性能F3P模型的研究和試驗。全復(fù)材結(jié)構(gòu)的F3P模型在制作材料和電子設(shè)備方面幾乎全靠進口。特別是1S電子系統(tǒng),國內(nèi)暫時還未引進。因此,要使國內(nèi)的F3P模型與國際競賽接軌,還需要運動員們下更大的功夫。筆者很高興地了解到,上海雙天公司正在進行新一代共軸系統(tǒng)的研發(fā),希望能早日裝備到國產(chǎn)的高能F3P模型上。
另外,筆者還建議,基于國內(nèi)現(xiàn)狀,研制具有我國特色的競賽模型。全復(fù)材結(jié)構(gòu)模型的性能的確優(yōu)異,但成本太高,且使用條件也非??量?。在當(dāng)前國內(nèi)室內(nèi)模型運動發(fā)展總體水平還不高的情況下,并不利于這項運動的持續(xù)發(fā)展。在此筆者推薦參考日本運動員的方法,利用現(xiàn)有的低成本技術(shù)和材料,使F3P模型的性能更好。endprint