仿真船模動(dòng)力裝置及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

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1、仿真船模動(dòng)力裝置及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在航海模型諸項(xiàng)目中，仿真航行項(xiàng)目是和造船關(guān)系非常密切的、科技含量很高的項(xiàng)目，它幾乎是完全依照真船的圖紙按比例制作的。其中，F(xiàn)2項(xiàng)目是尺度比較大的船模（長(zhǎng)度約在幾十厘米到2.5米之間，分為3個(gè)級(jí)別），需要按船廠正式圖紙制作，制作難度較大。表演模型F6、F7項(xiàng)目的動(dòng)作機(jī)構(gòu)很復(fù)雜，制作起來(lái)也不太容易。F4是目前在青少年學(xué)生中比較容易推廣、開展的項(xiàng)目。世界航海模型聯(lián)合會(huì)規(guī)定：F4是用商品塑料拼裝船模套材，經(jīng)過(guò)自己動(dòng)手組裝、加工后參加競(jìng)賽的項(xiàng)目，它分為F4-A和F4-B兩個(gè)類別，F(xiàn)4-A不用進(jìn)行外觀評(píng)分比賽，直接進(jìn)行航行競(jìng)賽；F4-B則和F2

2、項(xiàng)目一樣，既要參加制作的外觀評(píng)分，又要進(jìn)行航行競(jìng)賽，外觀評(píng)定的分?jǐn)?shù)加上航行得分才是此模型的總得分。正式比賽時(shí)，F(xiàn)2、F4項(xiàng)目的航行路線見圖1（場(chǎng)地為邊長(zhǎng)30米的等邊三角形標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地）。要求模型在7分鐘時(shí)間內(nèi)航行完全程，并成功停泊在船塢上。航行時(shí)，漏標(biāo)（標(biāo)即為圖中的黑點(diǎn)）或碰標(biāo)都要扣分，因此對(duì)航行競(jìng)賽的要求很高。由于F4項(xiàng)目的模型制作比例較小，因此安裝電動(dòng)機(jī)、舵機(jī)等動(dòng)力裝置的艙室空間較小，安裝時(shí)會(huì)有一些難度。同時(shí)，常常會(huì)有一些參賽者因?yàn)閯?dòng)力裝置出故障而中途退出。另外，F(xiàn)2、F4模型都是排水型船模，模型的速度不快，舵效應(yīng)較差，所以要求船模的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也要做得很好。下

3、面就仿真船模的動(dòng)力裝置和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的問(wèn)題進(jìn)行一些探討。以單電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)、單螺旋槳推進(jìn)的船模在有的F4塑料拼裝船模套材中，已經(jīng)附帶了安裝動(dòng)力裝置的零件，如電動(dòng)機(jī)機(jī)座、傳動(dòng)軸、軸套等，但須自己安裝。F2模型的動(dòng)力裝置則須自己設(shè)計(jì)、制作。安裝的要點(diǎn)在于：電動(dòng)機(jī)軸、傳動(dòng)軸要盡量安裝在一條直線上，以減少電動(dòng)機(jī)功率的消耗（圖2）。萬(wàn)向節(jié)為了避免因兩軸不在一直線上而影響傳動(dòng)，兩軸間要裝一個(gè)萬(wàn)向節(jié)。由于有的F4小模型安裝空間很小，傳動(dòng)的力量也不大，電動(dòng)機(jī)軸和傳動(dòng)軸中間的萬(wàn)向節(jié)用的是一段細(xì)橡膠管，兩根軸稍有偏差也可以轉(zhuǎn)得動(dòng)（圖3）。圖4是一種簡(jiǎn)易而可靠的萬(wàn)向節(jié)示意圖，可以固定在電

4、動(dòng)機(jī)軸和主軸上，兩頭是用鋁合金車制后加工而成的，中間的ABS塑料棒兩端各用鉆頭打兩個(gè)孔后連通成長(zhǎng)孔（兩端長(zhǎng)孔方向交叉成十字）。調(diào)速裝置現(xiàn)在使用的無(wú)線電遙控設(shè)備都是比例遙控的（發(fā)射機(jī)操縱手柄扳動(dòng)的角度和接收機(jī)指揮動(dòng)作伺服機(jī)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是成比例的）。我們可以在接收機(jī)后面連接一個(gè)電子調(diào)速器，使電動(dòng)機(jī)正反向無(wú)級(jí)調(diào)速。發(fā)射機(jī)速度操縱手柄在中間時(shí)是空檔；向上推，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，船模前進(jìn)，越向上推速度越快；向下拉則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，船模倒退。單螺旋槳推進(jìn)船模須改善回轉(zhuǎn)性能用單螺旋槳推進(jìn)的船模常常因?yàn)榛剞D(zhuǎn)性能欠佳而導(dǎo)致航行繞標(biāo)失誤。要改善回轉(zhuǎn)性能，一是增加螺旋槳的推力，從而提高舵效

5、應(yīng)。增加螺旋槳推力可以用增大螺旋槳直徑或螺距的方法。規(guī)則規(guī)定，仿真船模的螺旋槳直徑允許稍微加大一些。加大螺距則只需把幾個(gè)螺旋槳的槳葉角度扳大一點(diǎn)即可，但必須注意，幾個(gè)槳葉的角度要扳得一樣大，否則會(huì)造成螺旋槳振動(dòng)。二是可以適當(dāng)增加舵面積以加大舵效應(yīng)，當(dāng)然，舵面積加大也要在規(guī)則允許范圍之內(nèi)。改善船的回轉(zhuǎn)性能還可以有另外的方法，如有的拖船、消防船等可以在螺旋槳部位加上一個(gè)像舵一樣轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)流管（圖5）,這樣，螺旋槳水流能夠通過(guò)導(dǎo)流管推向船尾側(cè)面,從而提高舵效應(yīng)。單舵和舵機(jī)的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)單舵和舵機(jī)的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)見圖6o以單電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)、雙螺旋槳推進(jìn)的船模以單電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)、雙螺旋槳

6、推進(jìn)的船模很多，通常都是用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪箱來(lái)傳動(dòng)的（圖7）。用這種方法的重點(diǎn)在于齒輪箱的制作。首先要選擇合適的齒輪，齒輪不能選用很薄的鐵皮沖制，齒輪的直徑要選擇好，最好是齒輪箱裝配好后兩齒輪的輸出軸間距和兩個(gè)螺旋槳軸的間距基本相同，以避免由于間距相差太大使兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)角度很大損耗電動(dòng)機(jī)的功率。齒輪的模數(shù)也不要太小（約0.5毫米），兩齒輪齒牙的裝配間隙約在0.1毫米。用齒輪箱帶動(dòng)的兩個(gè)螺旋槳的轉(zhuǎn)向是相反的。我們可以調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向，使兩個(gè)螺旋槳都向外旋轉(zhuǎn)，這樣可以減小螺旋槳水流的相互干擾，提高螺旋槳效率（圖8）。雙螺旋槳推進(jìn)的船可以用一個(gè)舵，也可以用雙舵，雙舵的回

7、轉(zhuǎn)效果要好一些。雙舵和舵機(jī)的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)見圖9o以雙電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)、雙螺旋槳推進(jìn)的船模由于電動(dòng)機(jī)的性能差異，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩也不盡相同，因而用雙電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)、雙螺旋槳推進(jìn)的船?？赡艹霈F(xiàn)兩邊螺旋槳推力不均勻的現(xiàn)象，造成船的偏航。這只能用發(fā)射機(jī)的中舵微調(diào)鈕來(lái)調(diào)整了。如果覺(jué)得雙槳雙舵的船?；剞D(zhuǎn)半徑還太大，我們可以在接收機(jī)和電子調(diào)速器之間加一個(gè)電子混控器（圖10）。電子混控器的作用是：當(dāng)發(fā)射機(jī)速度操縱手柄操控船模前進(jìn)或倒退時(shí)，2個(gè)電動(dòng)機(jī)會(huì)同時(shí)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；而當(dāng)轉(zhuǎn)向手柄操控船模向右轉(zhuǎn)向時(shí)，左邊的電動(dòng)機(jī)會(huì)正轉(zhuǎn)，右邊的電動(dòng)機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)，使船向右回轉(zhuǎn)，反之亦然。由于仿真船模的舵是一定要裝

8、在舵的位置上的（規(guī)則規(guī)定，仿真船模不能缺少船的重要部