圖為大峽谷模型制作的航空母艦工業(yè)模型
制作航空模型所用的材料品種眾多,有木材、竹材、復(fù)合材料、塑料、紡織品、紙等非金屬材料,還有少量的鋼、鈦合金、鋁等金屬材料。首先要介紹的是木材和竹材。
早期的飛機(jī)模型幾乎全用木材或者竹材做骨架,上面再蒙上紙或蒙上較薄的織物,F(xiàn)代的飛機(jī)模型,雖然應(yīng)用大量的新材料,特別是各種塑料,但到目前為止,木材和竹材仍然占有相當(dāng)重要的地位。木材和竹材的優(yōu)缺點(diǎn):木材和竹材不但具有材料好找、價(jià)格便宜、加工容易、粘結(jié)方便等優(yōu)點(diǎn),而且有著較高的比強(qiáng)度。比強(qiáng)度是指材料的極限強(qiáng)度和材料的比重之比。例如松木順紋拉伸的極限強(qiáng)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(qiáng)度是5000/7.8=641;松木的比強(qiáng)度是800/0.52=1538。可見,松木的比強(qiáng)度大約是鋼的2.4倍。木材的比強(qiáng)度高對(duì)于航空模型來說是一個(gè)非常顯著的優(yōu)點(diǎn)。
但是,木材和竹材有三個(gè)較大的缺點(diǎn):
第—,木材和竹材有木紋、木節(jié)、竹節(jié)等,這會(huì)給強(qiáng)度帶來?yè)p害。但木紋不見得全是缺點(diǎn),正確地選擇木紋,對(duì)增加飛機(jī)模型的強(qiáng)度會(huì)有很大好處;
第二,木材和竹材當(dāng)它的含水量變化的時(shí)候往往發(fā)生扭曲變形,這會(huì)給飛機(jī)模型的性能帶來不利影響;
第三,目前用于飛機(jī)模型的木條和木片,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(fèi)掉了。模型飛機(jī)常用的木材。模型飛機(jī)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(qiáng)度的木材。我國(guó)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(duì)于高級(jí)的模型飛機(jī)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(guó)只有西雙版納出產(chǎn)輕木,價(jià)格比較昂貴。制作翼梁、機(jī)身桁條等受力部件,要采用比重不一定很小而強(qiáng)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(dòng)機(jī)架,要采用有較大強(qiáng)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(qiáng)片、機(jī)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。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飛機(jī)模型。
在鋸圓木時(shí)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(qiáng)度小大,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(jié)構(gòu)』二加強(qiáng)橫向強(qiáng)度,可以通過增加同木紋垂直的加強(qiáng)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~時(shí)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(diǎn)不同:第一,竹材的比重大約是0.9克力/厘米’,一般比木材大;第二,竹材順紋抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(fù)雜的形狀,而木材是做不到這一點(diǎn)的。使用竹材一般要削去竹肉,只要竹青和竹皮部分。