木材和竹材的優(yōu)缺點:木材和竹材不但具有材料好找、價格便宜、加工容易、粘結方便等優(yōu)點,而且有著較高的比強度。比強度是指材料的極限強度和材料的比重之比。例如松木順紋拉伸的極限強度是800千克力/立方厘米,普通鋼是5000千克力/立方厘米;但松木的比重是0.52克力/立方厘米,鋼的比重是7.8克力/立方厘米。所以,鋼的比強度是5000/7.8=641;松木的比強度是800/0.52=1538?梢,松木的比強度大約是鋼的2.4倍。木材的比強度高對于航空模型來說是一個非常顯著的優(yōu)點。
但是,木材和竹材有三個較大的缺點:
第—, 木材和竹材有木紋、木節(jié)、竹節(jié)等,這會給強度帶來損害。但木紋不見得全是缺點,正確地選擇木紋,對增加模型飛機的強度會有很大好處;
第二,木材和竹材當它的含水量變化的時候往往發(fā)生扭曲變形,這會給模型飛機的性能帶來不利影響;
第三,目前用于模型飛機的木條和木片,大多是用電鋸加工的。用這種方法從圓木加工成材,出材率大約只有20%-30%,也就是說有大約70%的材料浪費掉了。
模型飛機常用的木材。模型飛機的不同部位要采用不同的木材。制作翼肋、蒙皮、緣條、整形件等,要采用比重很小而又有一定強度的木材。我國常用泡桐木做這種材料,它的比重大約是0.28克力/立方厘米。對于高級的模型飛機可以使用輕木(巴爾薩),它的比重大約是0.15克力/立方厘米。 但我國只有西雙版納出產(chǎn)輕木,價格比較昂貴。
制作翼梁、機身桁條等受力部件,要采用比重不一定很小而強度較大的木材。常用云杉、紅松、椴木做這種材料,它們的比重約是0.5克力/立方厘米。
制作螺旋槳和發(fā)動機架,要采用有較大強度和硬度的木材。常用樺木、柞木、層壓板等。制作框架、局部加強片、機身頭部或翼根的蒙板等,要采用各向同性的層板。常用的有0.5毫米厚的三航空層板、2毫米厚的五層航空層板和3毫米厚的三層椴木層板等。
木紋紋理的正確選用。從圓木的不同位置鋸出來的木片有弦切木片、徑切木片、斜切木片等三種,如下圖所示。
弦切木片。這類木片不穩(wěn)定,干燥后容易產(chǎn)生翹曲。因此,一般不用這類木片制作模型飛機。在鋸圓木時要合理下料,盡量減少出現(xiàn)弦切木片。
徑切木片。這類木片的橫向強度小,容易變曲,不宜用來制作平板零件。如果要用它制作平板零件,必須在結構上加強橫向強度,可以通過增加同木紋垂直的加強條來解決。這種木片卻是制作曲面蒙皮的好材料。
斜切木片。這類木片的剖面木紋是傾斜的。木紋傾斜45度時最穩(wěn)定,不易變形,橫向受力也比較好。這類木片適合制作平整的平板零件,比如整體的水平尾翼、垂肓尾翼、航空面、后緣條等。
竹材的特性。從性能上看,竹材同木材相比有三點不同:
第一,竹材的比重大約是0.9克力/立方厘米,一般比木材大;
第二,竹材順紋抗拉強度大,大約是2000千克力/立方厘米,是木材的4—5倍。它的抗拉強度比普通鋁還要大;
第三,竹材容易彎曲,加溫后可以彎成各種復雜的形狀,而木材是做不到這一點的。使用竹材一般要削去竹肉,只要竹青和竹皮部分。