CN110856772A - 无动力模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无动力模型，特别是一种依靠牵引绳牵引做圆周运动赋予初速度的无动力航模。其特征是：牵引绳设置、固定于固定翼航模飞机的左翼或者右翼的一端，固定翼航模飞机在牵引绳牵引下做圆周运动，牵引绳也可以设置、固定在与飞机Y轴平行或者基本平行的连杆上。本绳索与固定翼飞机组合的技术方案制作成遥控滑翔机、电动自由飞航模、有动力电动遥控飞机，大大提高了放飞的初速度；当放飞对象是电动自由飞航模时，大大提高了自由飞的趣味性，竞技性，为自由飞航模的竞赛提供了新的方法与竞赛项目。

Description

无动力模型

（一）技术领域

本发明涉及一种无动力模型，特别是一种依靠牵引绳牵引做圆周运动赋予初速度的无动力航模。

（二）背景技术

目前，公知的无动力航模在起飞时赋予的初速度或者源自放飞者的手抛，或者在放飞者抓住机翼圆周运动后猛向上抛出，对于放飞手臂力、体力要求比较高、技巧性差，不适合小朋友玩耍，无法实现稳定盘旋加速运动，娱乐性不够强，技巧、竞技性不够强，这样都没有足够的初速度赋予无动力航模，滑翔距离很近，无法飞行更远的距离与更高的高度，更久的留空时间。

（三）发明内容

鉴于此类无动力航模的缺点与不足，本发明的目的是提供一种在牵引绳牵引作用下做圆周运动，放飞者自身可以不做圆周运动，仅仅通过手臂、手腕的控制使无动力航模在牵引绳的牵引下做圆周运动，赋予较大的初速度，并可以脱离放飞者自主飞行，还可以应用于电动自由飞航模，电动遥控航模，电动滑翔航模，对于提高飞行乐趣、飞行高度、距离、留空时间，在舵机控制下进一步飞行都有积极的意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无动力模型，包括无动力固定翼航模机体与牵引绳，其特征是：牵引绳设置、固定、悬挂于固定翼航模飞机的左翼或者右翼的一端，固定翼航模飞机在牵引绳牵引下做圆周运动，牵引绳也可以设置、固定、悬挂在与飞机Y轴平行或者基本平行的连杆上。

牵引绳可以以不脱离的方式与固定翼航模飞机组成一个整体，脱手后，牵引绳、固定翼航模飞机共同做自主飞行，牵引绳与固定翼航模飞机也可以做临时性的整体组合，牵引绳与固定翼航模飞机互相分离后固定翼飞机再做自主飞行。

牵引绳与固定翼航模飞机做临时性的整体组合，固定翼航模飞机在做圆周运动并赋予固定翼航模飞机初速度后，再通过可控分离或者拉力极限断裂分离方式相互脱离。可控分离方式包括：牵引绳通过挂钩、锁定环衔接方式的技巧脱钩，牵引绳通过锁定环与锁定销衔接，牵引绳通过锁定环与热熔断绳索衔接方式的电动脱钩；拉力极限断裂分离方式包括：绳索拉力极限断裂方式，可以是夹紧套，夹紧头的拉力极限断裂方式，可以是弹性挂杆拉力极限断裂方式。

牵引绳也可以固定在与飞机Y轴平行或者基本平行的连杆上, 飞机Y轴即飞机的俯仰轴,Y轴力矩不平衡飞机会俯仰。

牵引绳以不脱离的方式与固定翼航模飞机设置、组成一个整体，脱手后，牵引绳、固定翼航模飞机共同做自主飞行，牵引绳、固定翼航模飞机在做圆周运动并赋予固定翼航模飞机初速度后与固定翼航模飞机一并抛出飞行，即固定翼航模飞机携带牵引绳做飞行运动。

牵引绳与机体通过组合工艺连接成一个整体，或者牵引绳、缓冲部件结合，再与机体通过组合工艺连接成一个整体，缓冲部件在此起到分散牵引绳拉力、分散牵引绳对于机体材料表面作用力的作用，缓冲部件可以是杆状物体、可以是中空的杆状物体，可以是片状物体、可以是环形物体，可以是球型近似球型物体等等、并且要求轻质、强度好材质，牵引绳与缓冲部件结合，缓冲部件再与机体结合，这其中可以使用粘接、捆绑、焊接、挖空、开槽、套管或者注塑或者泡沫发泡或其它的组合组装工艺完成牵引绳与机体通过组合工艺，牵引绳通过缓冲部件再与机体通过组合工艺的过程。

牵引绳与固定翼航模飞机组成一个统一整体，并采用轻质量牵引绳，以便于固定翼航模飞机共同完成飞行运动。

当牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼航模飞机机翼上时，锁定环可以是封闭的环形，也可以是开口的环形结构，挂钩、锁定环在牵引绳、机翼上的位置可以互换，见图2。

锁定环与机翼通过组合工艺连接成一个整体，或者锁定环、缓冲部件结合，再与机翼通过组合工艺连接成一个整体，缓冲部件在此起到固定锁定环，分散牵引绳拉力、分散牵引绳对于机体材料表面作用力的作用，缓冲部件可以是杆状物体、可以是中空的杆状物体，可以是片状物体、可以是环形物体，可以是球型近似球型物体，可以与锁定环同为一种材质、一体制作，如塑料开模，钢丝折弯，金属片冲压等等、并且要求轻质、强度好材质，锁定环与缓冲部件结合，缓冲部件再与机翼结合，或者锁定环、缓冲部件一体制作再与机翼结合，这其中可以使用粘接、捆绑、焊接、挖空、开槽、套管或者注塑或者泡沫发泡或其它的组合组装工艺完成牵引绳与机体通过组合工艺，锁定环通过缓冲部件再与机翼通过组合工艺的过程。

在赋予固定翼航模飞机飞行初速度后通过放飞者的放飞技巧使牵引绳脱钩，与固定翼航模飞机脱离，固定翼航模飞机自己做飞行运动。放飞者的放飞技巧即是下文叙述的，“本无动力模型，当牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼无动力模型飞机机翼上时放飞包括以下步骤”。

当牵引绳通过锁定环、锁定销衔接在固定翼航模飞机机翼上时，在赋予固定翼航模飞机飞行初速度后通过电磁开关、伺服电机、舵机控制锁定环、锁定销相互脱离，使牵引绳脱钩，与固定翼航模飞机脱离，固定翼航模飞机自己做飞行运动。

当牵引绳通过锁定环、热熔断绳衔接在固定翼航模飞机机翼上时，在赋予固定翼航模飞机飞行初速度后通过开关电路，加热电路熔断热熔断绳，使牵引绳脱钩，与固定翼航模飞机脱离，固定翼航模飞机自己做飞行运动。热熔断绳选择受热即融化、强度好的绳索，例如尼龙材料。

当牵引绳以脱离的方式与固定翼航模飞机组成一个整体时，牵引绳与固定翼航模飞机也可以通过承受拉力极限断裂的方式做临时性的整体组合，拉力极限断裂方式可以是绳索拉力极限断裂方式，可以是夹紧套，夹紧头的拉力极限断裂方式，可以是弹性挂杆拉力极限断裂方式也可以是其它承受拉力极限断裂的方式。

当牵引绳通过绳索拉力极限断裂方式衔接在固定翼航模飞机机翼上时，极限断裂绳索按照最大承受拉力选择、制作。如，在离心力达到500克时需要断裂分离，则极限断裂绳索就是按照500克拉力选材、制作。

当牵引绳通过夹紧套，夹紧头的拉力极限断裂方式衔接在固定翼航模飞机机翼上时，夹紧套，夹紧头按照最大承受拉力选择、制作。如，在离心力达到500克时需要断裂分离，则极限断裂绳索就是按照500克拉力选材、制作。

当牵引绳通过弹性挂杆拉力极限断裂方式衔接在固定翼航模飞机机翼上时，锁定环与弹性挂杆配合，当离心力基本达到需要的承受拉力范围时候，弹性挂杆沿着拉力方向变形，并顺势与锁定环脱离，完成脱钩的动作。

无论哪种可控分离方式包括：一般都应该保证左右机翼的重量平衡，所以尽可能选用轻质材料，或者通过不平衡设计抵消分离方式带来的不平衡质量，当然在实际飞行测试中采用材料合适，认为影响是微乎其微、忽略不计的。

本无动力模型牵引方法同样适用于遥控滑翔机、电动自由飞航模、电动遥控飞机的一种放飞方式，即本无动力模型牵引方法的放飞对象也可以是遥控滑翔机、电动自由飞航模、有动力电动遥控飞机，本绳索与固定翼飞机组合的技术方案可以制作成遥控滑翔机、电动自由飞航模、有动力电动遥控飞机。

电动自由飞航空模型,以电能作为飞行动力能源，并且起飞后不再受外界无线媒介操控的电动航空模型，或者批量起飞后不再统一、有序回收的飞行器，外界无线媒介一般包括无线电，红外线，超声波，声音，但是不包括起飞命令下达的操作信号无线电信号。控制电路包括使用各种延时电路实现对动力电机的工作时间控制，或者是电池、电容直接驱动电机飞行，一般仅仅具有控制动力电机开关或者转速的简单功能。

电动自由飞航模、电动遥控飞机在放飞阶加速阶段处于无动力阶段，与本方法、结构相互结合，可以延长无动力加速时间、提高释放的初速度，即赋予电动自由飞航模更大的初速度后，再启动电动自由飞的自主动力电机，自主飞行。

本绳索与固定翼飞机组合的技术方案制作成遥控滑翔机、电动自由飞航模、有动力电动遥控飞机，当航模是遥控滑翔机、电动自由飞航模时，电动自由飞航安装具有自动延时启动动力电机或者脱钩传感器、姿态传感器启动动力电机的功能。

电动遥控飞机在放飞阶加速阶段处于无动力或者有动力阶段，与本方法、结构相互结合，可以延长无动力加速时间、提高释放的初速度，即赋予电动遥控飞机模更大的初速度后，再启动电动遥控飞机的自主动力电机，自主飞行，这样实际省去了一般遥控飞机起飞滑跑加速在拉杆起飞的步骤，对于改进电动遥控飞机、扩展电动遥控飞机的起飞方式具有重要的开拓性意义与价值。

本无动力模型，当牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼无动力模型飞机机翼上时放飞包括以下步骤：

一、当牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼航模飞机机翼上，手持牵引绳，牵引固定翼航模飞机机翼做小半径旋转运动，赋予固定翼航模飞机较小的初速度；

二、放飞者逐步提高固定翼航模飞机的盘旋飞行速度，使固定翼航模飞机对于牵引绳有较强的作用力与反作用力，在这个过程中逐步释放牵引绳，使固定翼航模飞机的盘旋半径、盘旋速度逐步加大；

三、放飞者认为固定翼航模飞机的速度足够大时，迎风，使航模减速，此时牵引绳逐渐松弛，顺势稍加抖动持有牵引绳的手臂，牵引绳，挂钩、锁定环瞬间相互解脱，即脱离，顺势牵引绳与固定翼航模飞机相互脱离，固定翼航模飞机自主做飞行运动。

本无动力模型，当航模是电动自由飞航模时放飞包括以下步骤：

一、启动具有延时器或者脱钩传感器、姿态传感器电动自由飞航模电源开关，延时器或者脱钩传感器、姿态传感器进入工作状态，手动牵引航模旋转、盘旋；

二、放飞者逐步提高固定翼航模飞机的盘旋飞行速度，使固定翼航模飞机对于牵引绳有较强的作用力与反作用力，在这个过程中逐步释放牵引绳，使固定翼航模飞机的盘旋半径、盘旋速度逐步加大；

三、当延时开关时间到时，按照上述本无动力模型放飞操作步骤、形式放飞模型，随后动力电机启动；当使用延传感器启动动力电机航模时，按照上述本无动力模型放飞操作步骤、形式放飞模型，传感器自动启动自由飞航模，模型在传感器的动作并输出启动信号下开启动力电机，飞行。

因为遥控滑翔机、电动自由飞航模在放飞阶段处于无动力阶段，所以适于本方法。

本无动力模型，当航模是电动遥控飞机时放飞包括以下步骤：

一、启动电动遥控飞机遥控器，调节各个操作手柄，关闭动力电机操作手柄，准备放飞，启动电动遥控飞机的电源，调节舵面准备放飞；

二、左手手持遥控器或者单独一名飞手操作遥控器，一名放飞手负责放飞电动遥控飞机；

三、将绳索固定电动遥控飞机机翼上，结合并按照无动力模型，放飞步骤盘旋、加速、脱钩、放飞电动遥控飞机；

四、电动遥控飞机在飞机脱起飞，飞手迅速推电机启动手柄，电动遥控飞机动力电机启动、加速、电动遥控飞机顺势加速、拉杆爬升起飞。

本无动力模型工作原理很简单，固定翼航模飞机在牵引绳的牵引下做圆周运动，赋予固定翼航模飞机初速度，在根据具体模型、喜好选择固定翼航模飞机的自主飞行模式，牵引绳脱离、不脱离，牵引绳何种形式脱离。

本发明的有益效果是，本发明提供一种在牵引绳牵引作用下做圆周运动，放飞者自身可以不做圆周运动，赋予较大的初速度，当放飞对象是普通手抛玩具时，经过实际测试，通过此方法放飞的无动力模型，是同样条件下通过手抛方式放飞模型初速度的3倍左右，大大提高了放飞的初速度；当放飞对象是电动自由飞航模时，大大提高了自由飞的趣味性，竞技性，为自由飞航模的竞赛提供了新的方法与竞赛项目；当放飞对象是遥控滑翔机航模时，多了一种放飞方式、缩小了放飞面积，场地，多了一种竞技方式，为遥控滑翔机的竞赛提供了新的方法与竞赛项目；当放飞对象是遥控电动飞机航模时，多了一种放飞方式、缩小了放飞面积，场地，多了一种竞技方式，为遥控电动飞机的竞赛提供了新的方法与竞赛项目，小朋友就可以轻松实现不脱离方式的无动力放飞，寓教于乐。

这是一种全新的，开创性的起飞方式，听说过由母机携带子机升空后，子机再释放并启动发动机的飞行方式，例如：X—1火箭实验机，X—1的机翼很薄，平直翼型。它需由一架B—29型重型轰炸机挂在机身下带到空中，然后在空中点火，脱离轰炸机单独飞行。从未听说过在圆周运动后获得起飞速度，再半空中启动发动机，在爬升飞行的方式，这种在线控圆周运动后，再脱钩，再空中启动发动机的起飞方式一定是创新性质的开拓性质的起飞方式，对于日后无人机的起飞方式的开拓具有开创性的意义。

具有多种脱钩方式、甚至不用脱钩飞行的无动力固定翼航模。

在遥控滑翔机领域多了一种放飞方式、缩小了放飞面积，场地，遥控滑翔机同样有了更多的选择的设计与方案；在电动自由飞领域多了一种放飞模式，从单纯的手东抛弃放飞，到手动选择、盘旋放飞，在定时器延时、传感器、放飞技巧动作的控制下，更好的可以获得放飞的初速度，更好的将放飞者个人的技巧、能力赋予到电动自由飞模型中，更好的展示个人的放飞技巧、能力，这一点在航模竞赛中意义更重要，可以开拓性的开展一种全新的电动自由飞航模竞赛项目，并可以脱离放飞者自主飞行，对于提高飞行乐趣、飞行高度、距离、留空时间，在舵机控制下进一步飞行都有积极的意义。

（四）附图说明

图1是本发明无动力模型的整体示意图。

图2是本发明无动力模型牵引绳通过挂钩、锁定环衔接示意图。

图3是本发明无动力模型牵引绳通过锁定环、锁定销衔接示意图。

图4是本发明无动力模型绳索拉力极限断裂方式衔接示意图。

图5是本发明无动力模型夹紧套，夹紧头的拉力极限断裂方式衔接示意图。

图6是本发明无动力模型弹性挂杆拉力极限断裂方式衔接示意图。

图7是本发明无动力模型电动自由飞航模电路原理图。

图8是本发明无动力模型舵机控制方式示意图。

图中1.固定翼飞机机体，2.牵引绳，3.左翼，4.锁定环，5.电磁铁线圈，6.锁定销，7.挂钩，8.弹性挂杆，8.弹性挂杆, 9.夹紧头,10.夹紧套，11. 绳索拉力极限段，12. 杆状缓冲部件，13. 定位环，14. 拉簧，15. 限位机构。

（五）具体实施方式

以图1、图2为例，牵引绳（2）与挂钩（7），固定翼航模左翼（3）与锁定环（4）固定，锁定环（4）固定在塑料、木料、甚至锁定环（4）同样材质的杆状缓冲部件（12）上并且粘接、焊接、开模注塑等工艺为一体，将挂钩（7）套入锁定环（4）按照牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼航模飞机机翼上，按照本无动力模型，牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼航模飞机机翼上时放飞的四个步骤盘旋、加速、脱钩、放飞即可，挂钩（7），与锁定环（4）的安装可以互换。

牵引绳与机体通过组合工艺连接成一个整体无动力模型，以图1为例，机翼（3）为泡沫，材料机翼，在上面通过开槽工艺，或者开模注塑工艺做出杆状缓冲部件（12）的安装槽子，经牵引绳（2）穿入中空的杆状缓冲部件（12），并一头系紧，杆状缓冲部件（12）与经牵引绳（2）安装人安装槽子，并粘接，这样就完成了牵引绳与机体通过组合工艺连接成一个整体无动力模型制作。

图7是本发明无动力模型电动自由飞航模电路原理图，图中自由飞航模延时单片机用PIC12F508这样的8脚廉价单片机即可，按照需要可以设置两个延时程序、开机延时与关机延时，Q1是功率开关，N沟效应管，PG1是动力电机，图中按键开关可以是按键开关、也可以按照需要选用行程开关等等，在单片机中编写延时开机后，再延时关机的两个延时程序，我们根据个人操作时间，在盘旋加速阶段使用延时开机时间，当自由飞模型脱钩后，延时开机时间到，动力电机启动，模型自行飞行，飞行一端时间后，延时关机程序关闭动力电机，自由飞模型自行降落，完成了整个飞行过程。按键开关可以选用行程开关即脱钩传感器，机械的脱钩传感器，在模型脱钩一瞬间触发启动，动力电机开机工作，模型自主飞行，再延时一段时间后，动力电机关闭，自由飞模型自行降落，完成了整个飞行过程，脱钩传感器也可以理解是一种姿态传感器，也可以使用加速度传感器等等，输出信号再传输给单片机的输入端，按照相应程序启动动力电机，工作飞行，这样距完成了本无动力模型与电动自由飞模型的结合与制作，同样可以制作成遥控滑翔机、电动遥控飞机。

图3所示电磁开关的控制原理可以参考单通道无线电遥控器，控制对象是继电器的遥控原理图，例如“单通道多方向遥控汽车模型”（《无线电》杂志。1982，第11期刊，第25页）一文电路图纸，图中J1，即电路控制对象继电器，将J1更换成电磁铁即可实现控制。图8的舵机控制方式，舵机可以是遥控器控制，可以是单片机控制。

Claims (10)

1.一种无动力模型，包括无动力固定翼航模机体与牵引绳，其特征是：牵引绳设置、固定、悬挂于固定翼航模飞机的左翼或者右翼的一端，固定翼航模飞机在牵引绳牵引下做圆周运动，牵引绳也可以设置、固定、悬挂在与飞机Y轴平行或者基本平行的连杆上。

2.根据权利要求1所述的无动力模型，其特征是：牵引绳以不脱离的方式与固定翼航模飞机设置、组成一个整体，脱手后，牵引绳、固定翼航模飞机共同做自主飞行，牵引绳、固定翼航模飞机在做圆周运动并赋予固定翼航模飞机初速度后与固定翼航模飞机一并抛出飞行，即固定翼航模飞机携带牵引绳做飞行运动。

3.根据权利要求2所述的无动力模型，其特征是：牵引绳与机体通过组合工艺连接成一个整体，或者牵引绳、缓冲部件结合，再与机体通过组合工艺连接成一个整体。

4.根据权利要求1所述的无动力模型，其特征是：牵引绳与固定翼航模飞机做临时性的整体组合，固定翼航模飞机在做圆周运动并赋予固定翼航模飞机初速度后，再通过可控分离或者拉力极限断裂分离方式相互脱离。

5.根据权利要求4所述的无动力模型，其特征是：可控分离方式分别是，牵引绳通过挂钩、锁定环衔接方式的技巧脱钩，牵引绳通过锁定环与锁定销衔接，牵引绳通过锁定环与热熔断绳索衔接方式的电动脱钩；拉力极限断裂分离方式分别是，绳索拉力极限断裂方式，可以是夹紧套，夹紧头的拉力极限断裂方式，可以是弹性挂杆拉力极限断裂方式。

6.根据权利要求5所述的无动力模型，其特征是：当牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼航模飞机机翼上时，锁定环可以是封闭的环形，也可以是开口的环形结构，挂钩、锁定环在牵引绳、机翼上的位置可以互换，锁定环与机翼通过组合工艺连接成一个整体，或者锁定环、缓冲部件结合，再与机翼通过组合工艺连接成一个整体。

7.根据权利要求1所述的无动力模型，其特征是：本绳索与固定翼飞机组合的技术方案制作成遥控滑翔机、电动自由飞航模、有动力电动遥控飞机。

8.根据权利要求1所述的无动力模型，当牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼无动力模型飞机机翼上时放飞包括以下步骤：

一、当牵引绳通过挂钩、锁定环衔接在固定翼航模飞机机翼上，手持牵引绳，牵引固定翼航模飞机机翼做小半径旋转运动，赋予固定翼航模飞机较小的初速度；

二、放飞者逐步提高固定翼航模飞机的盘旋飞行速度，使固定翼航模飞机对于牵引绳有较强的作用力与反作用力，在这个过程中逐步释放牵引绳，使固定翼航模飞机的盘旋半径、盘旋速度逐步加大；

三、放飞者认为固定翼航模飞机的速度足够大时，迎风，使航模减速，此时牵引绳逐渐松弛，顺势稍加抖动持有牵引绳的手臂，牵引绳，挂钩、锁定环瞬间相互解脱，即脱离，顺势牵引绳与固定翼航模飞机相互脱离，固定翼航模飞机自主做飞行运动。

9.根据权利要求1所述的无动力模型，其特征是：本无动力模型，当航模是电动自由飞航模时放飞包括以下步骤：

一、启动具有延时器或者脱钩传感器、姿态传感器电动自由飞航模电源开关，延时器或者脱钩传感器、姿态传感器进入工作状态，手动牵引航模旋转、盘旋；

二、放飞者逐步提高固定翼航模飞机的盘旋飞行速度，使固定翼航模飞机对于牵引绳有较强的作用力与反作用力，在这个过程中逐步释放牵引绳，使固定翼航模飞机的盘旋半径、盘旋速度逐步加大；

三、当延时开关时间到时，按照上述本无动力模型放飞操作步骤、形式放飞模型，随后动力电机启动；当使用延传感器启动动力电机航模时，按照上述本无动力模型放飞操作步骤、形式放飞模型，传感器自动启动自由飞航模，模型在传感器的动作并输出启动信号下开启动力电机，飞行。

10.根据权利要求1所述的无动力模型，其特征是：本无动力模型，当航模是电动遥控飞机时放飞包括以下步骤：

一、启动电动遥控飞机遥控器，调节各个操作手柄，关闭动力电机操作手柄，准备放飞，启动电动遥控飞机的电源，调节舵面准备放飞；

二、左手手持遥控器或者单独一名飞手操作遥控器，一名放飞手负责放飞电动遥控飞机；

三、将绳索固定电动遥控飞机机翼上，结合并按照无动力模型，放飞步骤盘旋、加速、脱钩、放飞电动遥控飞机；

四、电动遥控飞机在飞机脱钩瞬间，飞手迅速推电机启动手柄，电动遥控飞机动力电机启动、加速、电动遥控飞机顺势加速、拉杆爬升起飞。

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