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遙控滑翔機拖曳技術解析

作者:蔡進 2001.8.25

起飛失事分析

像真滑翔機按照全尺機拖曳起飛算是最像真的起飛模式,但經過兩次起飛的災難,分析原因後,發現國外資訊這方面較少提及,還得靠嘗試錯誤來學習,跑道的平整可以說是關鍵因素,而對能量克服外在干擾的迷思是促成原因。當滑翔機翼端離手時,滾轉的平衡就要靠副翼來修正,當速度慢時副翼效應較弱,因此直覺就認為加速較快的情況可以克服滾轉而保持機翼水平,這樣的想法只對了一半,對外來的干擾如果是側風可能有效,但對跑道的障礙物的干擾來說,速度愈快造成的彈跳則愈嚴重,而且不只垂直方向,甚至斜向彈跳,也就是造成快速的傾斜,飛行員幾乎來不及反應,對機翼如此長的滑翔機來說,少許的側向彈跳很可能造成翼端觸地,在高速的狀態下就成了嚴重的翻滾,而動力機如果重量接近滑翔機,則會被猛扯而翻滾,如果重量遠大於滑翔機,則滑翔機則繼續翻滾。因此,使用臺車,使輪徑加大減少彈跳及無需靠操縱維持平衡是解決的方法之一,但不論用不用臺車還是不能確定彈跳程度是否在可控制的範圍內,因此設定一個可接受翻滾的滑行速度當測試起始值,然後漸漸增加速度測試整個跑道的可靠度,一旦發生危險也是靠近可接受的一邊,而不是在最慘的另一邊,當速度愈接近起飛速度時,危險機率就降低,因為彈跳時間已減少了。


地面起飛技巧

大型像真滑翔機(約三米以上)因為重量的緣故,不論是用動力機、絞盤或橡皮筋拖曳都有較明顯的加速較小的現象,也就是需要地面滑行的距離增加的問題,因此對於單輪的大型滑翔機的滑行就好像騎一個載重的腳踏車一般,若是立刻雙腳離地而踩踏板,很容易就失去平衡,因此需要一些起飛的技巧。
地面輔助員:一般全尺滑翔機由輔助員扶著翼端,但相較之下像真滑翔機重量非常輕,翼端的些微阻力就易造成偏向,而且輔助員不易確定機身的方向,因此較好的方式是蹲在飛機後面位置,並用手握住尾舵前的機身,尾輪可以離地以減少摩擦力,稍微繃緊拖曳線後,確定繩子張力的方向,然後調整機身的軸線方向與繩子張力的方向一致(對正)。因為側向的拉力容易在離手後(機翼還未得到足夠升力前)造成翼端先觸地,觸地後偏向更嚴重而幾乎無法挽回。然後調整機翼之水平使兩端離地等距離後,當絞盤或拖曳機有拉力時,用力向著繩子張力的方向推出,若使用橡皮彈射方式雖早有拉力,也因該要如此推出。若是有較明顯側風,則機翼可以有一些向著風向的傾斜角來補償。
飛行員:飛行員最好先設定副翼及襟翼的連動,並且設定起飛模式為大動作,然後慢速滑行幾次,以熟悉慢速情況下機翼的滾轉反應。

拖曳起飛實驗安全步驟

由兩位資深飛行員負責拖鉤緊急釋放,中速翼端觸地之前兆即釋放。
滑翔機拖曳機滑行測試之攔截網。
先用絞盤機低速滑行,測試穩定性及控制性。
再測試偏航之修正能力。
先用絞盤機中速滑行,測試穩定性及控制性。
再用絞盤機起飛以測試飛行員之水平控制飛行及降落能力。
拖曳機練習長距離高速滑行。
再用拖曳機做低速及中速滑行測試。
由滑翔機飛行員報安全起飛,拖曳機才離地。
中等高度即拖鉤,重複練習起降。

空拖指南

1. 拖曳飛行員應依據滑翔機的位置來決定他的爬升率,滑翔機的飛行員可觀察繩上旗標,看它是否有鬆弛,來指揮拖曳飛行員爬升或平飛。
2. 拖曳飛行員應該要飛一個大而緩和的圓圈或八字,爬升率應依照拖曳機的動力以及滑翔機的重量,通常平緩比陡峭來的好。假如滑翔機追上拖曳機,拖曳機需要增加它的攻角 (利用低空時先微調上舵),或者滑翔機修一些上舵,擾流器不要使用,因為會產生較多的阻力,滑翔機飛行員主要的工作只是利用副翼來保持機翼的水平。
3. 拖曳繩約30公尺,從拖曳機端3公尺開始,約一公尺的彈性繩,然後約一公尺長且繩子穿過的旗標。拖曳機在降落前要在跑道上空高速通過時釋放拖曳繩。
4. 應該避免拖曳有多上反角的滑翔機,由於它會在滾動軸上持續修正姿態,而造成無法修正的搖擺。雖此種滑翔機慢速拖曳尚可減少危險,還是較適合絞盤或彈射器。
5. 最適合拖曳的是3公尺以上,且有副翼的滑翔機。
6. 當滑翔機與拖曳機航道嚴重分離且拖曳繩鬆弛後,會產生猛扯的危險而造成失控,因此要及早釋放拖鉤,所以一般滑翔機飛行員手指隨時放在釋放鈕上。
7. 拖曳機的拖鉤安裝在機背上接近中心到翼後緣的範圍,滑翔機的拖鉤則靠近機鼻。
8. 拖鉤釋放後滑翔機必須往右轉,而拖曳機減速並向左轉。
9. 起飛時拖曳機當緩緩加油門以至克服滑翔機的阻力後,再全開油門加速,避免滑翔機彈跳而失控,拖曳機須加速至滑翔機離地後才開始離地爬升。
10.翼展3到4公尺(5公斤重)的滑翔機約需用35cc的木精引擎按置於8公斤的拖曳機上,產生8公斤的推力。
11.場地必須平整,機翼放手後飛行員用副翼修正左右,使機翼保持水平 ,以免滑翔機彈跳或翼端觸地而連續偏航失控。

拖曳轉向的技術

載人滑翔機飛行員能夠坐在飛機上,對固定在拖曳機上的參考位置做對正,就可以保持兩架飛機的安全姿態,然而遙控拖曳飛行員卻要以變動視角來對正兩架飛機就不太容易了,尤其為了減少橫向的彼此拉扯,拖曳繩通常越長越好,因此要同時注視到兩架飛機非常不易。通常拖曳機的拖鉤位置在重心偏後,也就是說滑翔機的作用力是在重心後面,若滑翔機轉向不足,或甚至不轉,繩子張力對拖曳機來說是增加的偏航力,因而使滑翔機也偏航。但是,若滑翔機轉向過量,也就是張力讓拖曳機在偏航反方向有作用力,結果航向與滑翔機越差越多,反方向作用力也就增加,最後就嚴重拉扯甚至翻覆。因此若滑翔機想要主動配合拖曳機轉向,是較危險的。

拖曳飛行觀點

拖曳飛行最基本的要求有兩點:拖曳機必須有足夠的剩餘馬力,它除了要克服拖曳機及滑翔機的爬升阻力外,還要提供因為兩架飛機的高度差及升力差產生的拉扯阻力,換句話說,滑翔機因為避免太快而鬆線最好用大攻角飛,也就是微調上舵一點, 因此位置較高,拖曳線上就有向下的張力(頭重),因此增加了攻角及阻力。對拖曳機來說重心後的張力(頭重)也需要大攻角來克服,因此兩個額外阻力就產生。另一個基本要求就是拖曳機的慣性要夠大,因為兩架飛機會有氣流或操作的不連續造成突然拉扯,對於緩慢速度較易配合的飛行下,重量就成為慣性的主要來源,原則就是接近或大於滑翔機的重量,以穩住拖曳機的方向。