專題研究 RC kite-1 風箏製作筆記

與其說是風箏，不如說是綁著風箏線的遙控滑翔機。

材料

設計圖

CATIA 3D cad

機翼製作

1. 版型裁切好後，開始大量生產

2. 切好後插入骨架，前緣厚緣對齊，翼弧度打磨平整。

3. 假組裝，之後先黏木條到蒙皮用的珍珠板上，再黏上肋片和碳纖棒。

4. 骨架與下緣固定後，前緣用筆劃出摺痕
（特別推薦flyer的觸控筆，很傷螢幕但很好壓痕）

 

5. 順一下弧度

6. 骨架上膠後，整面壓下，讓珍珠板順著骨架彎出弧度，並用haliday壓著固定等膠乾。

7. 因為我是用兩片珍珠板所以先黏好一半，注意機翼左右不要扭曲。

8. 主翼完成

尾翼製作

    為了讓整面尾翼轉動，尾部以一根碳纖轉軸貫穿尾翼，這根轉軸順便當成中心骨架。

1. 至於這根轉軸如何跟機身固定？我是用遙控直升機的尾部小螺旋槳零件改裝來固定的。

2. 尾翼的蒙皮珍珠板。

3. 支撐轉軸的軸承合板，特別長的是做為伺服機的曲柄。

4. 尾翼包覆後，黏接軸承片。

5. 左右黏上雙尾翼（這台風箏沒有設計垂直舵面）

6. 用尾翼的轉軸連接尾翼與機身。

機艙製作

1. 設計圖&代切割的航空合板。

2. 切割打磨後的機身零件。

3. 先將底板用AB膠和束帶與機身固定。

4. 用書支撐兩邊，組合機艙。

5. 電子零件測試：發射器、接收機、BEC、servos.....

6. 牽線、整理。

整體組裝

1. 主翼使用兩根碳纖插蕭與機艙固定。

親愛的，妳多重?

2. 起飛重量：600公克

(復古彈簧秤，沒有買電子秤真是天大的敗筆)

小姐妳好重喔，飛得上去嗎?

我等等用學長的code幫妳模擬一下飛行軌跡好了......

3. 最後的調教，重心位置的關係，主翼不得不往後......

結果太後面了..........

風箏題線安裝

1. 去訂做的，蘋果的東西不便宜....

2. 採用四條提線，希望左右兩條現的張力能讓主翼不要過度扭曲斷裂

MATLAB質點模擬

    1. RC kite-1 Simulation Parameter :

        

Parameter	Value	Note
Standard Atmosphere & Earth Parameter
Gravity	9.81 [m/s**2]	Sea level
Air Density	1.225 [kg/m**3]	Sea level
RC kite-1 Plane Design & Assume
Lift coefficient	1
Wing area	0.468 [m**2]	0.21*1.8 + 0.6*0.15 = 0.468
Weight	0.6 [kg]
Lift-drag ratio	14
Custom Set
Bank angle	-0.3 [rad]	Control by aileron
Wire length	30 [m]	Temporary variable parameter
Velocity of wind	10 [m/s]	5級風

     2. Simulation Result :

處女航 

2014/02/06 新莊飛行場 下午

    今天第一次試飛的問題是：無法順利起飛。可能原因：

1. 風速不夠快。可是我沒有風速計來量測今天風多快。先買一台便宜的來用好了。

2. 翼面荷重太大。在地面風速太小無法飛，可是不知道這樣的翼荷重到了高空風速更快是否能靜止飛行於空中。所以事前最基本的起飛重量還是要算一下，起碼把每台風箏的翼面荷重算一下好了(最偷懶最快的方法)。而今天的結果也讓我開始懷疑一些paper他們的飛機是如何起飛的，他們是直接用碳纖維遙控滑翔機來飛，可是那麼重....

3. 起飛姿態不穩定。當拉著風箏線助跑起飛時，機鼻很容易偏掉，就飛歪失速掉下來。因為風箏垂直的姿態時，風向方向並無法使尾翼發揮自然穩定的功能，也難怪Makani的尾翼做那麼高，這樣才可以兼具起飛與垂直盤旋的縱向&橫向穩定。而且風箏提線位置與重心位置也很重要。充氣風箏 (TwingTec & Kiteplane) 重心都在提線後方，起飛容易且穩定；不過其他剛體風箏的重心位置應該位於空氣動力中心 (Aerodynamics Center)的附近，題線位置也跟這兩點接近，可以增加在盤旋時的縱向穩定，但起飛會更加困難，應該參考：How to Launch and Retrieve a Tethered Aircraft

可能解決方式，要分為兩條路同時進行：

1. 買一台空機綁線施放，可以了解起飛穩定性的問題；

    如果順利起飛，更可以了解垂直盤旋穩定性的問題。

    用這些結果略估起飛的最大重量止能到多重才能起飛。

2. 重新設計製作遙控風箏，需要改進&改變的設計：

• 採用雙機身結構，添加45度支架，增加整體剛性
• 雙尾翼可以使風箏垂直站力於地面，方便起飛
• 將尾翼高度提高，增加起飛時的安定性
• 翼面荷重減小，整台飛機還要更輕
• 主翼結構重新設計，珍珠板蒙皮太脆易裂，除非別摔機
• 主翼快拆重新設計，要拆到我騎腳踏車也能攜帶

試飛心得：

無法起飛讓我更快看到問題所在；

摔機更快想出解決問題的可能方法。

失敗為成功之母，共勉之~