制作航空模型的材料和工具 

本文由小宋发表于5irc论坛

制作航空模型的材料和工具

摘自《航空模型》2000年第一期

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、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，上面再蒙上纸或者蒙上很薄的织物。现代的模型飞机，虽然应用厂大量的新材料，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。

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。例如松木顺纹拉伸的极限强度是800千克力／立方厘米，普通钢是5000千克力／立方厘米；但松木的比重是0．52克力／立方厘米，钢的比重是7．8克力／立方厘米。所以，钢的比强度是5000／7．8=641；松木的比强度是800／0．52=1538。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—， 木材和竹材有木纹、木节、竹节等，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，对增加模型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发生扭曲变形，这会给模型飞机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。 

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。制作翼肋、蒙皮、缘条、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／立方厘米。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／立方厘米。 但我国只有西双版纳出产轻木，价格比较昂贵。

制作翼梁、机身桁条等受力部件，要采用比重不一定很小而强度较大的木材。常用云杉、红松、椴木做这种材料，它们的比重约是0．5克力／立方厘米。

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毫米厚的三航空层板、2毫米厚的五层航空层板和3毫米厚的三层椴木层板等。

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，如下图所示。

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。

径切木片。这类木片的横向强度小大，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』二加强横向强度，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~时最稳定，不易变形，横向受力也比较好。这类木片适合制作平整的平板零件，比如整体的水平尾翼、垂肓尾翼、航空面、后缘条等。 

竹材的特性。从性能上看，竹材同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’，一般比木材大；第二，竹材顺纹抗拉强度大，大约是2000千克力／立方厘米，是木材的4—5倍。它的抗拉强度比普通铝还要大；第三，竹材容易弯曲，加温后可以弯成各种复杂的形状，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(见下图)。 

二、塑料和复合材料

塑料和复合材料的比强度高，化学稳定性较好，不容易变形。一般塑料的比重大约在0．83-2．2克力／立方厘米之间，大约是铝的一半。泡沫塑料的比重只有0．02—0．03克力／立方厘米。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。虽然它们还不能在航空模型领域内完全代替木材，但它们所占的比例肯定越来越大，并对航空模型的发展产生积极的影响。

航空模型常用的塑料和复合材料有硬质泡沫塑料、注塑件、板材热压件、玻璃钢和石墨纤维等。此外，还有热缩型的塑料蒙皮，它将逐步代替传统的绵纸和尼龙绢蒙皮。

硬质泡沫塑料。常用的硬质泡沫塑料有聚苯乙烯硬泡沫塑料、聚氯乙烯硬泡沫蛆料、聚氨脂硬泡沫塑料、聚苯乙烯硬泡沫塑料吹塑纸。在航空模型中硬质泡沫塑料是使用最多、最有发展前途的塑料材料。可以根据模型的不同要求，选择不同强度和比重的泡沫塑料。加：工：硬质泡沫塑料很方便，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。