第5章 模型制作.doc

191第五章 模型制作第一节 航空模型的材料制作航空模型所用的材料品种很多，有木材竹材塑料复合材料纸纺织品等非金 属材料，还有少量的铝钢铜钛合金等金属材料 一、木材和竹材 早期的模型飞机几乎全用木材或者竹材做骨架，上面蒙上纸或者很薄的丝织物 现代的模型飞机虽然用了大量的新材料，特别是各种塑料，但到目前为止，木材和 竹材仍然占有相当重要的地位 1、木材和竹材的优缺点 木材和竹材不但具有材料好找、价格便宜、加工容易粘结方便等优点，而且有 着较高的比强度比强度是指材料的极限强度和材料的比重之比例如松木拉伸的 极限强度是 800 千克力/厘米3普通钢是 5000 千克力/厘米3；但松木的比重是 0.52克力/厘米,钢的比重是 7.8 克力/厘米3，所以钢的比强度是：=6418 . 7 5000松木的比强度是：=153852. 0800可见，松木的比强度大约是钢的 2.4 倍木材的比强度高对于航空模型来说是 一个非常显著的优点但是，木材和竹材有三个较大的缺点：第一、木材和竹材有 木纹木结竹结等，这会给强度带来损害但木纹不见得全是缺点，正确地选择木纹， 对增加描写飞机的强度会有很大好处第二、木材和竹材当它的含水量变化的时候 往往会发生扭曲变形，这会给飞机模型的性能带来不利影响。

第三、目前用于模型 飞机的木条和木片，大多是用电锯加工的用这种方法从圆木加工成材，出材率大 约只有 20%-30%，也就是说有大约 70%的材料浪费掉了 2、模型飞机常用的木材 模型飞机的不同部位要采用不同的木材制作翼豚蒙皮圆条整形件等，要采用 比重很小而又有一定强度的木材我国常用泡桐木做这种材料，它的比重大约是 0.28 克力/厘米3对于高级的模型飞机可以使用轻木（巴尔萨） ，它的比重大约是0.15 克力/厘米3但我国只有西双版纳出产轻木，价格比较昂贵制作翼梁、机身衍条等受力部件，要采用比重不一定很小而强度较大的木材 常用云杉、红松、桦木做这种材料，它们的比重大约是 0.5 克力/厘米3制作螺旋桨和发动机架，要采用有较大强度和硬度的木材常用桦木、柞木、层压 板等制作框架、局部加强片、机身头部或翼根的蒙板等，要采用各向同性的层板 常用的有 0.5 毫米厚的三层航空层板，2 毫米厚的五层航空层板和 8 毫米厚的三层 椴木层板等模型飞机常用的木材性能见表 5-1 模型飞机常用的木材性能表192表 5-1 3、木纹纹理的正确选用 从圆木的不同位置锯出来的木片有弦切木片、径切木片、斜切木片等三种如图 5-1 所示。

弦切木片这类木片不稳定，干燥后容易产生翘曲，因此，一般不用这类木片 制作模型飞机在锯圆木时要合理下料，尽量减少出现弦切木片图 5-1 木版的纹理径切木片：这类木片的横向强度不大，容易变曲，不宜用来制作平板零件如 果要用它制作平板零件，必须在结构上加强横向强度，可以通过增加同木纹垂直的 加强条来解决这种木片却是制作曲面蒙皮的好材料斜切木片：这类木片的剖面木纹是倾斜的木纹倾斜 45 度时最稳定，不易变形， 横向受力也较好这类木片适合专制作平整的平板零件，比如整体的水平尾翼、存 在尾翼、舵面、后缘条等 4、竹材的特性 从性能上看，竹材和木材相比有三点不同：第一，竹材的比重大约是 0.9 克力/ 厘米3一般比木材大；第二，竹材顺纹抗拉强度大，大约是 2000 千克力/厘米3 193，是木材的 4-5 倍她的抗拉强度比普通铝还要大；第三，竹材容易弯曲，加温后 可以弯曾各种复杂的形状，而木材是做不到这一点的使用竹材一般要削去竹肉， 只要竹青和竹皮部分（见图 5-2）图 5-2 竹皮、竹青和竹肉 二、塑料和复合材料 塑料和复合材料的比强度高，化学稳定性好，不容易变形一般塑料的比重大 约在 0.83-2.2 克力/厘米3之间，大约是铝的一半。

泡沫塑料的比重只有 0.02-0.03克力/厘米3之间因此，塑料和复合材料是在航空模型中除木材以外使用最广泛和最有发展前途的材料航空模型常用的塑料合和复合材料有硬质泡沫塑料、注塑料、 板材热压件、玻璃钢和石墨纤维等此外还有热缩性的塑料蒙皮，它将逐渐代替传 统的绵纸尼龙绢蒙皮 1、硬质泡沫塑料 常用的硬脂泡沫塑料有具苯乙烯硬泡沫塑料、聚氯乙烯硬泡沫塑料、聚苯乙烯 硬泡沫塑料吹塑纸在航空模型中硬脂泡沫塑料是使用最多的可以根据模型德不 同要求，选择不同强度和比重的塑料加工硬脂泡沫塑料很方便，可以用加工木材 的方法进行，也可以用电热丝切割，还可以用模塑的方法成批生产 2、注塑件和板材热压件 可以用注塑件和板材热压件的材料很多，常用的有聚乙烯、聚苯烯、聚苯乙烯、 聚氯乙烯等在航空模型中注塑件主要用来制作螺旋桨、桨帽、整流罩、发动机架、 各种接头和摇臂等也有整架模型飞机都注塑的注塑件的特点是可以制作各种复 杂的零件，大批生产效率高，成本也较低，但由于模具较贵，不适合少量和单件生 产板热压件可以用来制作薄壳机身、舱盖、罩壳、翼尖等生产这些塑料的设备 简单，模具费低，因此，可以组织小批量生产 3、玻璃钢 玻璃钢是用玻璃纤维和数脂胶结合而成的。

它在航空模型中可以用在木结构的 局部加强和表面加强上也可以用在硬泡沫塑料的表面加强上，形成复合夹层结构 还可以单独制作成薄壳件，如机身、整流罩等它的特点是强度大、重量轻、加工 方便，适合单件生产 4、石墨纤维 石墨纤维在航空模型中用在结构的局部加强上它往往同树脂胶结合使用利用 预制的石墨纤维树脂片，贴在翼梁或其他需要加强的部位 三、其他非金属材料1941、纸 常见的书皮纸、绘图纸、白板纸、卡片纸等，都有一定的钢性，可以用来制作 小型纸模型飞机的机翼、尾翼、机身等绵纸可以用作构架式模型飞机的蒙皮在 大多数情况下，绵纸蒙皮要刷上涂料，以保证它的气密性和张紧度有些初级构架 式模型飞机用拷贝纸、打字纸、油封纸、卷烟纸等制作蒙皮用这些纸可以不刷涂 料，因为这些纸的气密性比绵纸好的多，而且蒙上以后只要喷上一点水就会张的很 紧用来蒙皮的纸最重要的是抗拉强度要好近年来出现了许多新型纸张，其中有 一种类似布的“不织布”纸用来作模型飞机蒙皮很有发展前途，因为它的强度接近 于布，比纸大许多倍，气密性也好 2、纺织品 有些较大的构架式模型飞机，用生绢、绝缘绸、尼龙纱等纺织品制作蒙皮这 些蒙皮不但重量轻，而且强度大。

还有一些新型的伞翼机、帆翼机和其他柔性机翼 的模型，它们的机翼多使用气密性较好的轧尼龙绸或油胶尼龙绸3、橡胶 在模型飞机上橡胶材料主要用来作动力橡筋，其次是橡胶机轮，以及使用甲醇 燃料的橡胶软油箱和泡沫橡胶减震垫等 四、金属材料 除了极少数全金属模型飞机以外金属材料在模型飞机上使用的数量不大目前 在模型飞机上常有的金属材料有铝、钢、铜、钛合金等 1、铝 如果不算发动机，在模型飞机上使用的金属材料以铝合金为最多如橡筋动力 模型飞机的硬铝管机身、自由模型飞机和竞速模型飞机的铝合金前身，还有铝合金 整流罩、摇臂、机翼插销、起落架、发动机架等近年来出现了铝箔蒙皮这种蒙 皮是把铝箔蒙在木版上或泡沫塑料芯子上作成的铝箔蒙片的结构强度大、抗侵蚀 性能好，而且在阳光下闪闪发亮，模型飞机飞到很远还能看到 2、钢 在模型飞机上所使用的钢材除螺丝钉以外，主要是各种钢丝如线操纵模型飞 机的操纵钢丝，一般用直径 0.25-0.5 毫米的单股钢丝，也有用合股钢丝的；机翼连 接用钢丝如 F1A 国际级牵引模型滑翔机和 F1B 国际级橡筋动力模型飞机的机翼接头， 一般用直径 2-4 毫米的弹簧钢丝；起落架用钢丝，模型飞机的起落架大都用弹簧钢 丝制作，钢丝的直径决定于模型飞机的大小和起落架的结构形式，一般用直径 2- 3.5 毫米的。

另外，还用到马口铁，一般用来制作油箱 3、铜 箔铜片主要用来制作油箱，其它铜材主要用来制作摩擦件和油管等 4、钛合金 钛合金轻而强度大，近年来广泛应用在模型飞机的成力部件上 航空模型常用的金属材料性能表见表 5-2 航空模型常用的金属材料性能表195表 5-2第二节 粘和剂和涂料模型飞机上各个零件的结合，几乎都依靠胶合因为胶合结构重量轻、强度大、 应力分布均匀、外形光滑整齐、工艺简单所以制作模型飞机离不开胶合剂制作 模型飞机常用的胶合剂有快干胶（硝化纤维溶剂） 、白乳胶、酪素胶、501 和 502 胶、 树脂胶等各种胶合剂的性能和成分差异很大，必须很好地了解才能根据需要，选 择最合适的胶合剂 模型飞机上涂覆涂料的作用是防护、美化、形成薄膜张紧蒙皮，并增加蒙皮强 度不同的涂料有不同的作用常用的涂料有涂布油、硝基漆、有机玻璃液、环氧 漆、泡沫塑料涂液、乳胶漆等 一、粘和剂 粘接是在制作模型飞机过程中进行结合加工的主要手段在所有模型飞机结构 中，除了要经常拆装的部件外，很少有使用钉子和楔子连接的地方因此，粘合剂 就成了制作模型飞机不可缺少的重要的材料在模型飞机制作中常用的粘合剂有快 干胶、乳胶、各种合成树脂胶和素胶等。

1、 快干胶 快干胶是一种在木结构模型飞机上使用最普遍的传统的粘合剂快干胶是用喷 漆稀料或者丙酮等溶剂溶解硝酸纤维素（如乒乓球、可燃性照相底片或其他赛璐珞 制品）制成的，特点是在常温常压下干燥快，不怕水;缺点是在干燥过程中挥发出有 毒气体会污染空气，而且容易着火燃烧另外，快干胶不能粘节聚苯乙烯硬泡沫塑 料 2、乳胶 乳胶的化学名称为聚醋酸乙烯乳酸这是一种近年来才在我国航模制作中使用 的粘合剂，目前已十分普遍他的优点是本身虽是水溶性的，但固溶后不溶于水， 在他固化过程中对空气没有污染，不宜燃缺点是固化时间长和固化后不能长时间 浸水乳胶不仅可以用来粘接木材，还是硬泡沫塑料的理想粘合剂，乳胶稀释后还196可当作涂料使用 3、合成树脂胶 合成树脂胶的种类很多，如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚脂、聚氨脂胶（即 “乌利当” ）等其中环氧树脂对木材、金属、陶瓷、玻璃、橡胶等都有很好的粘结 性能，只是对塑料差一些它可以在常温常压下固化，收缩率很低，不怕水，稳定 性好因此，在航空模型制作的各种粘合中，使用环氧树脂都有良好的效果环氧 树脂同玻璃布结合使用可以制成玻璃钢零件常用的型号有 E-51(即 618),E-44(即 6101),E-42(即 634)等。

不饱和聚脂的流动性比环氧树脂好，多用来制作另一类玻 璃钢零件酚醛树脂和脲醛树脂在航空模型中主要用来粘结木材聚氨脂胶用来粘 结软性泡沫塑料 4、502 胶 502 胶是一种@-氰基丙烯酸脂类粘合剂，它是一种无色透明液体使用很方便， 不许加热、加压，在室温下就能迅速固化可粘结金属、玻璃、橡胶、木材、塑料 （但聚乙烯、聚四氟乙烯不能粘结）等502 胶的耐水性不好，固化后很脆由于 胶液很稀，对于多孔性的材料容易渗透因此，并不是很好的木材粘合剂 5、素胶 素胶是一种在航空工业中使用了多年的木材粘合剂，后来也在航空模型中广泛 应用但由于使用不方便，目前已被新的粘合剂所代替了 6、不干胶 不干胶也叫压敏胶它是一种不用等待固化就有良好粘结强度的粘合剂近年 来在航空模型套材中逐渐被广泛应用 二、涂料 涂料可以使模型飞机的表面光滑，美观，并有一定的抗浸蚀能力涂布油、硝 基漆、有机玻璃液、环氧漆、泡沫塑料涂液、乳胶漆等都是航模分机常用的涂料 1、涂布油 涂布油它是一种硝基涂料也叫硝基皮尺清漆但和硝基清漆不同，涂布油的 收缩率大，漆膜同性好，因此，它可以使蒙皮张紧，增加气密性和防止侵蚀涂布 油易燃，使用时要注意防火，它的溶剂通常用喷漆烯料，挥发时污染空气，可以采 用刷涂，但最好采用喷涂。

2、硝基漆 有色硝基漆是美化模型飞机的主要涂料它用喷涂烯料作溶剂，干燥快，不怕 水，但易燃，挥发时对空气有污染，可以采用刷涂，但最好采用喷涂 3、有机玻璃涂液 有机玻璃涂液一般是用丙酮、甲苯、三氯甲烷、三氯乙烯、等溶剂将有机玻璃 溶解而制成的一种涂料把它涂在硝基漆的外面可。