模型按其用途、功能可以分(fēn)爲五類,即航空航天模型、航海模型、車(chē)輛模型、建築模型和機器人模型;
按模型的運動特點、性質可以分(fēn)爲兩類,即象真比例靜态模型和動态模型。
1、象真比例靜态模型是指實物(wù)與仿制品之間各部件、尺寸、顔色按比例一(yī)一(yī)對應的靜止模型。其特點是模型外(wài)觀與實物(wù)按比例保持高度一(yī)緻性。象真比例靜态模型分(fēn)爲:
(1)紙(zhǐ)制象真比例靜态模型
(2)金屬象真比例靜态模型
(3)複合材料象真比例靜态模型
(4)情景象真比例靜态模型---最近新發展出來一(yī)種象真比例靜态模型
2、動态模型是指實物(wù)與仿制品之間各部件、結構相對應且能實現一(yī)定動作的模型。其特點是模型在運動中(zhōng)能反映出實體(tǐ)的動态特性。動态模型分(fēn)爲:
(1)非控制類動态模型(彈射飛機模型、無控火(huǒ)箭模型)
(2)線控操縱類動态模型
(3)遙控操縱類動态模型
3、靜、動态兩種模型的對比:
(1)一(yī)般來說,靜态模型在象真度上高于動态模型,而動态模型能夠在運動中(zhōng)反映出實體(tǐ)的運動特性,靜态模型則不具備這一(yī)點。
(2)随着模型材質、制作工(gōng)藝水平的提高,目前部分(fēn)象真比例靜态模型可以通過增加機械傳動、動力設備、遙控操縱設備等部件的方法使之轉爲動态模型。如:國内面世的1/350“中(zhōng)山艦”靜态比例模型。
第一(yī)節 模型車(chē)輛及其運動
模型車(chē)輛運動是近年來興起的一(yī)項科技與競技相結合的體(tǐ)育項目。70年代許多國家出現了不同種類、不同形式的模型車(chē)輛比賽,随後逐漸演變爲國與國選手之間進行的比賽。爲了統一(yī)競賽規則,國際模型車(chē)輛聯合會成立,總部設在澳大(dà)利亞的悉尼。下(xià)設遠東、歐洲、北(běi)美洲、南(nán)美洲和獨立國家5個聯合會。1985年我(wǒ)國舉行了首屆全國青少年模型車(chē)輛競賽。此後每年舉辦一(yī)屆并延續至今。我(wǒ)國首屆全國青少年車(chē)模賽于1985年在北(běi)京舉行,此後每年一(yī)屆延續至今。自1995年中(zhōng)國模型車(chē)輛運動協會成立,标志(zhì)着中(zhōng)國的模型車(chē)輛運動向着更加成熟的發展階段邁進。1997年起國家體(tǐ)育總局正式開(kāi)始舉辦每年一(yī)屆的全國模型車(chē)輛錦标賽。
圖1 模型車(chē)輛賽道
模型車(chē)輛的發動機是模型車(chē)輛的動力裝置。通常爲二行程氣冷式單缸内燃機,用于1/8-1/10(國際标準級)車(chē)型的發動機,氣缸工(gōng)作容積不大(dà)于3.5毫升;裝有空氣濾清器防止砂塵進入機體(tǐ)。以甲醇和蓖麻油(或合成潤滑油)的混合油爲主要燃料。爲增加馬力和穩定性,可添加硝基甲烷。車(chē)模發動機轉數一(yī)般爲2500轉/分(fēn)─12000轉/分(fēn),功率0.8馬力。用于1/4車(chē)型的發動機達22毫升。
圖2 像真遙控模型賽車(chē)
一(yī)、模型車(chē)輛可分(fēn)爲自行模型、靜态展示模型和無線電遙控模型等種類。按用途又(yòu)可分(fēn)爲比例像真、競速、線操縱模型車(chē)輛。分(fēn)類如下(xià):
1.自行模型車(chē):一(yī)般以電動機爲動力,例如軌道四驅車(chē)模型。這種模型賽車(chē)以電動機爲動力,四輪驅動,與真車(chē)比例爲1/32,外(wài)形仿真,在各種特制的環型軌道上行駛,适合青少年的心理和生(shēng)理特點。開(kāi)展活動所需場地小(xiǎo),投入不高,被認爲是近十年來世界範圍内最受喜愛的模型活動之一(yī)。
2.靜态觀賞車(chē):通常以制作的精美度、仿真性爲比賽的内容。收藏各個年代的名車(chē)模型則又(yòu)是另一(yī)愛好者族的天地。
3.遙控模型車(chē):是模型車(chē)輛中(zhōng)最高級的項目,這種模型按動力可分(fēn)爲電動機和内燃機兩大(dà)類;按賽場路況又(yòu)分(fēn)爲平路賽和越野賽。車(chē)模外(wài)形要求象真,與真車(chē)的比例一(yī)般爲1/12、1/10、1/8 三種,現在國際上又(yòu)流行大(dà)比例車(chē)模如1/5的。本項目的模型通過遙控器可以靈活操縱方向、車(chē)速和進退。比賽時是由“車(chē)手”通過無線電遙控器“駕駛”模型賽車(chē)進行計時賽。平路賽賽場一(yī)般爲平整光滑的水泥或瀝清路面,場地面積爲50m×30m左右,由隔離(lí)帶構成環形車(chē)道,曲直交錯。越野賽場地則是各種坡、丘、砂、窪路面,比賽時,面積爲60m×40m左右。比賽時有4-10輛車(chē)同場競逐,猶如真實賽車(chē)場面,刺激動人,反映到影視畫面上,幾可以“假”亂真。高級遙控模型賽車(chē)的主要部件,幾乎同真車(chē)沒有什麽兩樣:動力系統、傳動系統、差速系統、操縱系統、減震系統一(yī)應俱全。
圖3 四驅越野賽
二、比例模型車(chē)輛的分(fēn)類:
1.1/12電動模型賽車(chē),與真車(chē)比例爲1/12,無線電遙控操縱,以電動機爲動力,裝有電子調速器,分(fēn)二輪驅動和四輪驅動。目前國内比賽使用可充電的镉鎳電池,最高電壓7.2V。該賽車(chē)底盤低,須在平坦路面上行駛。電動車(chē)噪音小(xiǎo),無污染,亦可在室内比賽。
2.1/8内燃模型越野車(chē),與真車(chē)比例爲1/10,無線電遙控操縱。以3.5 毫升内燃機爲動力,底盤牢固并裝有可靠的避震器,适于在各種複雜(zá)路況下(xià)行駛。
3.1/10電動模型房車(chē),與真車(chē)比例爲1/10,外(wài)殼爲縮比的各款名車(chē)造型,遙控操縱,以電動機爲動力,裝有電子調速器,用可充電的镉鎳電池,最高電壓7.2V。底盤較高,對跑道平整度要求較平路賽車(chē)低。
4.1/32四驅模型賽車(chē),自行模型車(chē)的一(yī)種。與真車(chē)比例爲1/32,以電動機爲動力,裝有二節5号電池,四輪驅動,在封閉的環形跑道上行駛。
三、模型車(chē)輛的運動項目
1.越野賽是模型車(chē)輛比賽的一(yī)種。跑道布有土丘、窪地、斷橋、沙石路等。場地長40-60米,寬20-40米,環形跑道每圈長約300米。 比賽以在規定時間内行駛圈數多者或圈數相同時間短者爲優勝。比賽時間:電動模型車(chē)爲5分(fēn)鍾,内燃模型車(chē)爲10-30分(fēn)鍾,途中(zhōng)可以加油維修。
2.平路賽也是模型車(chē)輛比賽的一(yī)種。跑道路面平坦,一(yī)般爲細瀝青或水泥路面,适于低底盤(距地面僅5MM )的高速賽車(chē)行駛。場地面積50米×25米左右,用橡膠、塑料或木質材料作隔離(lí)帶,構成封閉的環形跑道。比賽方法同越野賽。
第二節 航海模型
歐美國家是最早開(kāi)展航海模型運動的地方,16世紀歐洲首先興起了帆船模型比賽。經曆了漫長的過程直到19世紀,英國人拉姆斯第一(yī)個設計出了水上滑行艇模型之後,極大(dà)地滿足了人們求快求刺激的心理,從此,航海模型運動在歐美迅速展開(kāi),各種各樣比速度的競賽相繼出現。各種國際航海模型運動組織機構陸續建立,1959年世界航海模型聯合會創立,總部設在奧地利維也納,擁有40多個會員(yuán)國。二十世紀初,一(yī)些國家陸續建立了各種航海模型俱樂部,比賽也逐漸多了起來。
直至20世紀30年代,航海模型運動流傳到我(wǒ)國,并首先出現在上海租界地。新中(zhōng)國成立以後,特别是将它作爲一(yī)項軍事體(tǐ)育運動項目之後,航海模型運動從此在中(zhōng)國蓬勃發展。
1980年3月31日世界航海模型聯合會正式接納中(zhōng)國爲會員(yuán)國。1981年中(zhōng)國航海模型隊首次參加航海模型世界錦标賽,獲得了第一(yī)個航海模型世界冠軍。1986年3月16日中(zhōng)國航海模型運動協會正式成立,之後中(zhōng)國運動員(yuán)的技術水平迅速提高,不斷在世界比賽中(zhōng)創造優異成績,到2002年底,獲世界冠軍108個,76次打破世界紀錄,有六項項世界紀錄由中(zhōng)國運動員(yuán)保持。
航海模型可分(fēn)爲比例像真和競速模型。航海模型是船舶、航海設備、裝備以及與航海有關的場景模型的總稱,以艦船模型爲主,也稱爲艦船模型。其特點爲外(wài)型符合流體(tǐ)力學的一(yī)般原理,以湖泊、海洋中(zhōng)的船舶爲母本。
圖4 競速模型快艇
迄今爲止,航海模型運動在我(wǒ)國開(kāi)展已有半個世紀的曆史。開(kāi)展航海模型運動的目的是加強國際技術交流,提高競技水平,活躍國民文化生(shēng)活,宣傳和普及海軍、航海、造船和無線電等等科學技術知(zhī)識,培養青少年的創新精神和動手技能。航海模型種類繁多,應用範圍廣泛。目前,該項目由國家體(tǐ)育總局、中(zhōng)國航海模型運動協會管理,以運動競賽爲主要開(kāi)展方式。我(wǒ)國正式開(kāi)展的航海模型競賽項目分(fēn)爲以下(xià)五大(dà)類:
1.仿真模型類(項目代号C)
2.動力艇模型類(項目代号M)
3.帆船模型類(項目代号S)
4.耐久模型類(項目代号FSR)
5.仿真航行模型類(項目代号NS)
一(yī)、仿真模型類(項目代号C)
仿真模型:按一(yī)定比例建造的,在外(wài)形、顔色上仿照現有的或曾經有過的,或計劃建造的海洋和内河交通工(gōng)具,或這些交通工(gōng)具的一(yī)部分(fēn)的模型,以及用模型來顯示碼頭或船塢設備,或它們的一(yī)部分(fēn)。仿真模型競賽是裁判組對仿真模型制作的仿真度、工(gōng)藝質量、難度、準确度等進行評分(fēn),按分(fēn)數高低排名的一(yī)種競賽。仿真模型競賽共分(fēn)以下(xià)六個級别:
圖5 靜态仿真帆船模型
1.C1級-- 無動力船舶模型,即劃槳船或帆船模型;
2.C2級-- 有機械動力的船舶模型;
3.C3級-- 設備模型、零部件模型和船舶剖面模型,以及與航海有關的場景模型;
4.C4級-- 按1:250或更小(xiǎo)的比例制作的C 1、C2和C 3級模型;
5.C5級-- 裝在玻璃瓶或者其他玻璃容器内的模型;
6.C6級-- 塑料材質的商(shāng)業套材模型;
7.C7級-- 紙(zhǐ)闆、紙(zhǐ)質模型。
二、動力艇模型類(項目代号M)
動力艇模型:可用無線電遙控的模型,艇型爲自由設計。動力艇模型競賽是通過遙控器操縱船模,在規定路線上,進行一(yī)次性繞标航行,對航行速度進行評比的競賽。航行場地爲一(yī)個等邊三角形,邊長30米。不同的級别航線不同。動力艇模型競賽分(fēn)爲F1、F3、ECO三大(dà)組别:
1.F1組-- 三角繞标模型組,根據不同動力又(yòu)可分(fēn)爲内燃機和電動機兩種共計5個級别:
(1) F1-V3.5級:汽缸工(gōng)作容積不超過3.5亳升的水中(zhōng)推進器競速項目
(2) F1-V7.5級:汽缸工(gōng)作容積不超過7.5亳升的水中(zhōng)推進器競速項目
(3) F1-V15級:汽缸工(gōng)作容積不超過15毫升的水中(zhōng)推進器競速項目
(4) F1-E1Kg級:模型總重不超過1公斤的電動競速項目
(5) F1-E+1Kg級:模型總重大(dà)于1公斤的電動競速項目
圖6 F1組航行路線圖
2.F3組-- 花樣繞标模型組,根據模型所使用的動力劃分(fēn)爲以下(xià)2個級别:
(1) F3-E級:電動機動力競速項目
(2) F3-V級:内燃機動力競速項目
圖7 F3組航行路線圖
3.ECO組--在規定時間内,參賽模型共同繞标競速航行,航行圈數多者成績領先。ECO組共分(fēn)以下(xià)三個級别:
(1) ECO-EXP級(提高級)-- 1個或多個電機動力,水中(zhōng)螺旋槳,模型總重量大(dà)于1公斤;
(2) ECO-ST級(标準級)-- 限用永磁鐵氧體(tǐ)540、550、600型電動機、水中(zhōng)螺旋槳,模型總重量大(dà)于1公斤。
圖8 ECO組航行路線圖
(3) ECO-TEAM級(團體(tǐ))-- 由2-3名ECO選手組成一(yī)個隊,在規定的時間内,按規定路線進行航行接力賽。
圖9 繞标航行
三、帆船模型類(項目代号S)
帆船模型是以風爲動力,通過遙控操縱,改變風帆和船舵的角度,來控制船行駛速度和方向的模型。帆船模型競賽是指模型按照指定航線航行,對操縱技術和航行速度進行評比。先到達終點者名次列前的一(yī)種競賽。競賽航線由裁判組按照基本路線,根據風向和風力臨時制定。共分(fēn)爲F5-M、F5-10和F5-E三個級别:
1.F5-M級-- 船長127.6—128.9厘米,帆面積不超過5161平方厘米;
2.F5-10級-- 模型建造要求爲:LWL×S/122903≤10
(其中(zhōng):LWL爲模型在淡水中(zhōng)的滿載水線長度;S爲帆面積)
3.F5-E級-- 船體(tǐ)總長1米,帆面積不超過4000平方厘米
圖10 F5航行基本路線圖
四、耐久模型類(項目代号FSR)
耐久模型是指自由設計制作的無線電遙控模型。耐久模型競賽是在規定時間内,圍繞指定浮标繞圈航行,對航行速度進行評比。圈數多者名次列前的一(yī)種競賽。耐久模型競賽共分(fēn)FSR-V、FSR-O和FSR-H三個組别。目前,隻有FSR-V組被我(wǒ)國正式比賽項目。該組分(fēn)爲以下(xià)3個級别:
1.FSR-V3.5級-- 内燃機汽缸工(gōng)作容積不超過3.5毫升的水中(zhōng)螺旋槳模型;
2.FSR-V7.5級-- 内燃機汽缸工(gōng)作容積爲大(dà)于3.5毫升但不超過7.5毫升的水中(zhōng)螺旋槳模型;
3.FSR-V15級-- 内燃機汽缸工(gōng)作容積大(dà)于7.5毫升但不超過15毫升的水中(zhōng)螺旋槳模型。
圖11 FSR組航行路線圖
圖12 百舸争流
五、仿真航行模型類(項目代号NS)
仿真航行模型是仿照真實船模制作,可遙控航行的模型。仿真航行模型競賽是指既要對模型的仿真度、制造難度、工(gōng)藝水平等外(wài)觀進行評分(fēn),又(yòu)要按照規定航線航行,對遙控操縱質量進行評分(fēn)。以外(wài)觀評分(fēn)和航行評分(fēn)之和排名的一(yī)種競賽。仿真航行模型競賽共分(fēn)F2、F4、F6、F7等4個組别,目前納入全國錦标賽的隻有F2、F4、F6這3個組别的競賽:
1.F2組-- 根據技術數據,按比例制造的仿真艦船模。
(1) F2-A級-- 模型總長不超900毫米的仿真模型;
(2) F2-B級-- 模型總長900至1400毫米的仿真模型;
(3) F2-C級-- 模型總長1400至2500毫米的仿真模型。
2.F4組-- 套材制作的模型。
(1) F4-A級-- 隻對模型進行航行評分(fēn),對其建造不予評分(fēn);
(2) F4-B級-- 對航行和建造都給予評分(fēn)的塑料以外(wài)套材制作的模型。
(3) F4-C級-- 對航行和建造都給予評分(fēn)的塑料套材制作的模型。
圖13 F2、F4航行路線圖
3.F6組-- 團體(tǐ)表演競賽項目,表演内容自由設計,但必須與某一(yī)時代的航海慣例精确相符。按表演得分(fēn)高低排名。
4.F7組--個人表演競賽項目,表演内容自由設計,但必須與某一(yī)時代的航海慣例精确相符。按表演得分(fēn)高低排名。
第三節 航空模型
航空模型運動是以操縱、放(fàng)飛自制或裝配的模型航空器進行戶外(wài)活動、訓練比賽或創紀錄飛行的一(yī)項科技性較強的運動。航空模型按廣義概念可分(fēn)爲飛機模型與火(huǒ)箭模型,其中(zhōng),飛機模型又(yòu)可分(fēn)爲彈射、牽引、橡筋、競速、比例像真、3D花樣、線操縱、自由飛等種類;火(huǒ)箭模型又(yòu)可分(fēn)爲單級、多級、仿真、載荷火(huǒ)箭模型等,其共同的特點是:外(wài)型符合空氣動力學的一(yī)般原理,以空氣飛行器爲母本。
圖14 模型火(huǒ)箭發射瞬間
現代航空模型運動分(fēn)爲自由飛行、線操縱、無線電遙控、仿真和電動等五大(dà)類。按動力方式又(yòu)分(fēn)爲:活塞發動機、噴氣發動機、橡筋動力模型飛機和無動力的模型滑翔機等。航空模型的最大(dà)升力面積500平方分(fēn)米;最大(dà)重量25千克;活塞發動機最大(dà)工(gōng)作容積250毫升。
圖15 噴氣動力模型
航空模型的競賽科目有:留空時間、飛行速度、飛行距離(lí)、特技、“空戰”等。目前世界錦标賽設有30個項目,隔年舉行一(yī)次。航空模型還設有專門記錄各項絕對成績的紀錄項目。目前國際航聯共設90項航空模型世界紀錄。
國際航聯規則規定的航空模型競賽項目的分(fēn)類和競賽規則如下(xià):
一(yī)、Category F1 - 自由飛類 ( Free Flight )
本項目的飛行系指運動員(yuán)或助手與模型之間沒有物(wù)理連接。規則中(zhōng)允許的項目可使用無線電遙控。
模型種類:飛機、滑翔機、直升機、傘翼飛機。
動力形式:彈射、手擲、牽引線、橡筋、活塞發動機、電動機、二氧化碳氣體(tǐ)。
比賽場地:室内或室外(wài)開(kāi)闊場地
比賽科目:留空時間、飛行距離(lí)、飛行高度、直線速度。
Class級别 :
1. F1A - GLIDERS牽引模型滑翔機
2. F1B - MODELS WITH EXTENSIBLE MOTORS橡筋動力模型
3. F1C - POWER MODELS發動機模型:
4. F1D - INDOOR MODELS室内模型
5. F1E - GLIDERS WITH AUTOMATIC STEERING 自動航行滑翔機
6. F1F - HELICOPTER MODELS 直升機模型
7. FIG - MODELS WITH EXTENSIBLE MOTORS (COUPE D'HIVER) 橡筋動力模型
(coupe’d hiver) F1H - GLIDERS (A-1 class) 牽引滑翔機
(A-1級) F1J - POWER MODELS (1/2 A class) 發動機動力模型
(1/2 A 級) F1K - MODELS WITH CO2 ENGINES 二氧化碳發動機模型
8.F1L - INDOOR EZB MODELS[C1] 室内EZB模型[C1]
圖16 手擲自由飛模型
二、Category F2 - 線操縱圓周飛行類 ( Control Line Circular Flight )
此類别是指由地面的運動員(yuán)手握或栓在樁柱上的不能伸展的纜線來控制模型的飛行姿态和高度的飛行。
動力形式:活塞發動機(電熱式、壓燃式)、脈動噴氣發動機、電動機等。
控制方式:雙線或多線操縱
比賽場地:圓形飛行場地(直徑60米、瀝清或水泥地面),空戰項目爲草皮場地。
比賽科目:競速、特技、小(xiǎo)組競速、空戰、電動特技、甩動特技、風動特技。
特技動作:包括平飛、爬升、俯沖、着陸、内外(wài)筋鬥、倒飛、橫豎8字等。
Class(級别):
1. F2A - SPEED MODELS 競速模型
2. F2B - AEROBATIC MODELS 特技模型
3. F2C - TEAM RACING MODELS 小(xiǎo)組競速模型
4. F2D - COMBAT MODELS 空戰模型
圖17 遙控内燃機動力特技機
三、Category F3 - 無線電遙控飛行類 ( Radio Controlled Flight )
本類系指由地面的運動員(yuán)通過無線電遙控模型改變飛行姿态、方向和高度的項目。
模型種類:飛機、滑翔機、直升機
動力形式:電動機、活塞發動機、汽油發動機、渦輪噴氣發動機等。
控制方式:無線電遙控
比賽場地:起降跑道一(yī)般爲150m×20m瀝清跑面
比賽科目:特級飛行、留空時間、封閉距離(lí)、封閉速度、繞标競速、定點空投等。
特技動作:規定動作與自選動作。
Class(級别) :
1. F3A - AEROBATIC POWER MODELS 發動機特技模型
2. F3B - THERMAL SOARING GLIDERS 熱氣流滑翔機
3. F3C - HELICOPTERS 直升機模型
4. F3D - PYLON RACERS 繞标競速模型
5. F3F - SLOPE SOARING GLIDERS 山坡牽引滑翔機
6. F3G - MOTOR GLIDERS 動力滑翔機
7. F3H - SOARING CROSS COUNTRY RACING 越野滑翔競速模型
8. F3I - AERO TOW SOARING MODELS 空中(zhōng)拖曳滑翔模型
9. F3J - THERMAL DURATION GLIDERS 熱氣流留空滑翔機
圖18 模型飛機作特技懸停
四、Category F4 - 仿真模型 ( Scale Models )
按照仿照載人和載物(wù)飛機制作的比例象真模型
技術要求:按成功飛行過的航空器縮小(xiǎo)比例制作(包括幾何尺寸,外(wài)表塗裝)
動力形式:活塞發動機、渦噴發動機等。
控制方式:線操縱、無線電遙控。
場地要求:線操縱爲60米圓形平整地面,遙控爲150m×20m瀝清或水泥跑道(渦噴發動機爲250m×20m跑道)。
比賽方法:模型仿真度評分(fēn)與飛行仿真評分(fēn)。
Class :(級别)
1. F4A - FREE FLIGHT FLYING SCALE MODELS 自由飛象真模型
2. F4B - CONTROL LINE FLYING SCALE MODELS 線操縱飛行象真模型
3. F4C - RADIO CONTROLLED FLYING SCALE MODELS 無線電遙控飛行象真模型
4. F4D - FREE FLIGHT INDOOR SCALE MODELS (extensible motors) 橡筋動力室内自由飛象真模型
5. F4E - FREE FLIGHT INDOOR SCALE MODELS (CO2 or electric motors) 二氧化碳或電動機室内自由飛象真模型
6. F4F - FREE FLIGHT INDOOR SCALE MODELS (Peanut formula) 室内自由飛模型(微型)
五、Category F5 - 無線電遙控電機動力模型 ( Radio Controlled Electric Powered Flight )
Class :(級别)
模型種類:飛機、滑翔機、直升機
動力形式:電動機(動力電源<42V)
控制方式:無線電遙控
比賽場地:150m×20m瀝清或水泥跑道、開(kāi)闊地面。
比賽科目:特技動作、留空時間、封閉距離(lí)、封閉速度、繞标競速等。
1. F5A - AEROBATIC MODELS 特技模型
2. F5B - MOTOR GLIDERS 發動機牽引滑翔機
3. F5C - HELICOPTERS 直升機 F5D - PYLON RACERS 繞标競速模型