خط التحكم

التحكم السلكي (أو التحكم على شكل حرف U ) هو طريقة بسيطة وسهلة للتحكم في طائرة نموذجية . عادةً ما تُوصل الطائرة بالمشغل بواسطة سلكين متصلين بمقبض، يتحكمان في زاوية ميل الطائرة. يسمح هذا بالتحكم في الطائرة على محور الميل . ويقتصر طيرانها على سطح نصف الكرة الأرضية بواسطة أسلاك التحكم.

تتكون أسلاك التحكم عادةً من كابلات فولاذية مجدولة أو أسلاك معدنية صلبة يتراوح قطرها بين 0.20 مم و 0.53 مم . يمكن استخدام خيوط الخياطة أو خيوط الصيد المضفرة بدلاً من الأسلاك، ولكن مقاومة الهواء تكون أكبر. يُستخدم أحيانًا سلك ثالث للتحكم في دواسة الوقود، ويمكن إضافة المزيد من الأسلاك للتحكم في وظائف أخرى. تُستخدم الإشارات الكهربائية المرسلة عبر الأسلاك أحيانًا في النماذج المصغرة للتحكم في وظائف مثل سحب العجلات والقلابات.    

يوجد أيضًا نظام تحكم يستخدم سلكًا صلبًا واحدًا، يُسمى نظام الخط الأحادي. عندما يُلف الطيار السلك حول محوره، يدور حلزون داخل الطائرة لتحريك المصعد. ورغم إمكانية استخدامه بنجاح إلى حد ما مع أي نوع من الطائرات، إلا أنه يُعدّ الأنسب للطائرات السريعة حيث تُشكّل مقاومة الهواء المنخفضة التي يوفرها الخط الأحادي ميزةً كبيرة. مع ذلك، فإن دقة التحكم التي يوفرها هذا النظام ليست بمستوى دقة نظام التحكم ثنائي الخط.

تُزوَّد معظم نماذج الطائرات التي تعمل بالتحكم السلكي بمحركات طائرات نموذجية تقليدية من أنواع مختلفة. ومن الممكن تحليق نماذج الطائرات التي تعمل بالتحكم السلكي والتي لا تستخدم نظام دفع داخلي، وذلك في وضع يُسمى "التشغيل بالسوط"، حيث يقوم الطيار "بتوجيه" النموذج، الذي تُربط خيوطه بعصا صيد أو ما شابهها، مما يوفر الطاقة اللازمة لإبقاء الطائرة محلقة، بطريقة مشابهة لتحليق الطائرات الورقية.

كانت الإصدارات الأولى من الطائرة تُقيدها فقط بالطيران في دائرة دون توفير أي تحكم. يُعرف هذا النوع من الطيران باسم " الطيران حول القطب" . لا تزال أصول الطيران باستخدام خطوط التحكم غامضة، ولكن يُعتقد عمومًا أن أوبا سانت كلير هو أول من استخدم نظامًا واضحًا للتحكم في أسطح الطائرة، وذلك في يونيو 1936 بالقرب من جريشام، أوريغون. ^{[ 1 ]} استخدم نظام سانت كلير جهازًا كبيرًا نسبيًا يُشبه هوائي التلفزيون ، مُثبتًا عليه العديد من الخطوط. يختلف هذا النظام اختلافًا كبيرًا عن الأنظمة المستخدمة حاليًا في نماذج الطائرات الحديثة التي تعمل بخطوط التحكم. ومن الجدير بالذكر أن سانت كلير لم يُنتج سوى نموذج واحد، وهو "ميس شيرلي"، الذي استخدم هذا النظام، والذي أطلق عليه اسم "البيت الكامل". وحتى الآن، لا يوجد دليل يُشير إلى أن أي شخص آخر قد بنى طائرة باستخدام نظام "البيت الكامل".

يُعدّ نيفيلز إي. "جيم" ووكر الاسم الأكثر ارتباطًا باختراعات وترويج الطائرات المُسيّرة بالتحكم السلكي، ومخترع نظام "يو-كنترول" (الذي كان علامة تجارية مسجلة، وهو النظام المُستخدم في جميع نماذج الطائرات المُسيّرة بالتحكم السلكي تقريبًا اليوم). ^{[ 2 ]} كانت شركته "أمريكان جونيور" أكبر مُصنّع للنماذج، وحصلت على العديد من براءات الاختراع لنظام التحكم السلكي حتى تم نقضها خلال دعوى انتهاك براءة اختراع رفعها ووكر ضد ليروي إم كوكس ، استنادًا إلى " التقنية السابقة " من سانت كلير في محاكمة عام 1955. ^{[ 3 ]} إحدى أرفع الجوائز في مسابقات الطيران البهلواني بالتحكم السلكي ، التي تُمنح للفائز في جولة فاصلة بين أبطال فئات الناشئين والكبار والمفتوحة في الولايات المتحدة، كانت في الأصل من تصميم ووكر، وسُمّيت باسمه. تُعدّ هذه الجائزة من أقدم الجوائز الدائمة في عالم الطائرات المُسيّرة بالتحكم السلكي التي لا تزال تُمنح حتى اليوم.

تُصنع نماذج التحكم السلكي من نفس المواد الأساسية وأساليب البناء المستخدمة في نماذج التحكم عن بُعد ونماذج الطيران الحر . ويختلف بناء نماذج التحكم السلكي باختلاف فئة النموذج. فنماذج الطيران البهلواني والقتال تُبنى بشكل أخف وزنًا نسبيًا مقارنةً بنماذج التحكم عن بُعد، نظرًا لحاجتها إلى قدرة عالية على المناورة في المساحة المحدودة التي يوفرها نصف الكرة الأرضية للتحكم السلكي. وعادةً ما تُبنى هذه النماذج من مواد تقليدية مثل خشب البلسا، والخشب الرقائقي ، والورق، والبلاستيك، وخشب التنوب، ورغوة البوليسترين ، ولكن تُستخدم أحيانًا المواد المركبة الحديثة والجرافيت/الإيبوكسي في التطبيقات التي تتطلب تحمل أحمال عالية. كما يجب أن تكون نماذج القتال سهلة وسريعة البناء نسبيًا، نظرًا لشيوع التصادمات والحوادث الجوية.

عادةً ما يكون بناء نماذج الطائرات البهلوانية معقدًا للغاية وقد يتطلب مئات الساعات. يجب أن تتمتع نماذج السرعة بمتانة فائقة لتحمل قوى شد الحبال ولتوفير قاعدة تثبيت محرك صلبة للغاية لتحقيق أقصى أداء للمحرك. تُبنى نماذج السرعة عمومًا حول "حوض" من الألومنيوم أو المغنيسيوم يشكل حوالي نصف جسم الطائرة . لا تتطلب هذه النماذج قدرة كبيرة على المناورة، إذ بمجرد الوصول إلى السرعة، يُحافظ على ارتفاعها بواسطة التسارع المركزي . أما نماذج السباق، فيجب أن تكون خفيفة نسبيًا لتحقيق تسارع جيد من البداية أو بعد التوقف في منطقة الصيانة، ولتقليل زاوية ميل الجناح اللازمة للحفاظ على قوة الرفع. كما يجب أن تكون طائرات السباق قوية بما يكفي لتحمل تدخل عامل الصيانة عند هبوطها.

للتحكم بالطائرة، يجب أن تبقى الحبال مشدودة. عادةً ما يكون التسارع المركزي كافيًا للحفاظ على شد الحبال إذا كانت الطائرة مضبوطة بشكل صحيح، ولكن في بعض الأحيان تُضاف ميزات إضافية مثل إزاحة الدفة وإزاحة المحرك لتوفير شد إضافي. من الجدير بالذكر أنه عندما تقوم طائرة نموذجية تعمل بنظام التحكم بالحبال بحلقة، فإنها لا تطير على حافة نصف كرة، بل تعبر حافة مخروط، وهو مسار مستوٍ، ولا ينتج عن حركة النموذج أي تسارع مركزي. في حالة الطيران بحلقة، يجب أن توفر عوامل أخرى شد الحبال، مثل إزاحة المحرك أو زاوية ميل طرف الجناح. عادةً ما يُستخدم وزن في طرف الجناح الخارجي لموازنة وزن الحبال. تتميز أفضل نماذج الطيران البهلواني عادةً بعدد كبير من الميزات القابلة للتعديل مثل صناديق وزن الطرف، وإزاحة الدفة القابلة للتعديل، ومسح الحبال القابل للتعديل، وأدوات التحكم في المصعد والقلاب القابلة للتعديل. تستخدم بعض نماذج الطائرات البهلوانية نظام دفة متغيرة (يُعرف عادةً بدفة رابي نسبةً إلى مخترعها، آل رابي) لتغيير إزاحة الدفة أثناء الطيران. قد يصبح ضبط الميزات القابلة للتعديل المختلفة في نموذج الطيران البهلواني الحديث معقدًا للغاية. ^{[ 4 ]} تتميز العديد من النماذج أيضًا بجناح داخلي أطول؛ تستخدم نماذج الطيران البهلواني هذا الجناح لموازنة قوة الرفع من جانب إلى آخر، مما يعوض فرق السرعة بين الجناح الداخلي والخارجي، بينما تستخدم بعض نماذج السرعة جناحًا داخليًا فقط، مما يلغي مقاومة الجناح الخارجي تمامًا (يُشار إلى هذه النماذج بشكل عام باسم "سايدويندرز"). بشكل عام، يُشكل ثلثا مقاومة الهواء لأنظمة التحكم في النموذج بالكامل (الطائرة، وخطوط التوجيه، والخطوط/الموصلات، والمقبض) الخطوط/الموصلات.

بشكل عام، يُستخدم نوعان من هياكل الطائرات في الطائرات المُسيّرة: "المسطحة" و"المُجمّعة". وتُصنع هذه الهياكل بأجنحة مختلفة حسب الاستخدام المُحدد للطائرة. تتميز نماذج "المسطحة"، حيث يُقطع الهيكل من لوح خشبي واحد رقيق نسبيًا بـ"شكل" الطائرة، بسهولة بنائها وصيانتها، وهي شائعة جدًا في الطائرات التدريبية. أحيانًا، يتسبب اهتزاز المحرك في ضعف أدائه في نماذج "المسطحة". أما هياكل "المُجمّعة" فهي أصعب بكثير في البناء، ولكنها عمومًا تبدو أفضل وتوفر أداءً أفضل للمحرك.

تُتحكم الطائرة عادةً بواسطة مجموعة من الحبال يتراوح طولها بين 20 و70 قدمًا، مصنوعة في الغالب من أسلاك فولاذية متعددة الخيوط، أو أسلاك بيانو أحادية الخيوط ، أو من مادة GSUMP ( البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي المغزول بالهلام ، من إنتاج شركة دوبونت ). أما في الطيران الرياضي، فتُستخدم عادةً حبال غير معدنية مصنوعة من الكيفلار أو الداكرون أو غيرها من مواد الألياف منخفضة التمدد. سُجّل هذا النوع من التحكم في الأصل كعلامة تجارية باسم "U-Control"، وهو الطريقة الأكثر شيوعًا للتحكم. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

تتكون أدوات التحكم في نظام التحكم التقليدي ثنائي الخطوط/نظام "التحكم على شكل حرف U" من كابلات توصيل، وذراع ناقل ، وقضبان دفع، وأذرع تحكم. تتصل هذه المكونات بحيث يؤدي اختلاف حركة الخطوط إلى دوران ذراع الناقل، مما يتسبب في تحريك قضيب الدفع للأمام أو للخلف. يتصل قضيب الدفع بسطح التحكم بواسطة ذراع تحكم يحرك المصعد (والقلابات، إن وجدت) لأعلى ولأسفل. يمسك الطيار بمقبض موصول به الخطوط. يؤدي إمالة المقبض بالأصابع أو المعصم أو المرفق إلى اختلاف حركة الخطوط. جرت العادة على إمالة اليد بحيث يكون الجزء العلوي أقرب إلى الطيار من الجزء السفلي، مما يؤدي إلى رفع المصعد، تمامًا كما هو الحال عند سحب عصا التحكم في طائرة حقيقية. جرت العادة أيضًا على أن تُقاد معظم الطائرات عكس اتجاه عقارب الساعة عند النظر إليها من الأعلى، مع خروج كابلات التوصيل من الجناح الأيسر. إلا أن هذا ليس قاعدة عامة، إذ يطير بعض الطيارين في الاتجاه المعاكس. إن الطيران في اتجاه عقارب الساعة له ميزة طفيفة في بعض الحالات لأن معظم المحركات تعمل بحيث يؤدي عزم الدوران إلى إبعاد الطائرة عن الطيار، مما يزيد من شد الحبل في الطيران الأفقي المستقيم.

يمكن توسيع نطاق التحكم بإضافة خط ثالث يتحكم في دواسة الوقود. النظام الأكثر شيوعًا للتحكم في دواسة الوقود هو النظام الذي ابتكره ج. روبرت سمورثويت من بيكر، أوريغون، وهو متوفر على نطاق واسع. عادةً ما تكون دواسة الوقود عبارة عن مكربن ​​تقليدي كما هو مستخدم في نماذج التحكم اللاسلكي. غالبًا ما توجد أنظمة ربط محدودة للدفة و/أو الجنيح ، وموضع توجيه متغير، بالإضافة إلى المصعد والقلابات، في الطائرات الحاملة. يعمل نظام التحكم أحادي الخط عن طريق لف الخط. يمسك الطيار مقبضًا مزودًا بقطعة معدنية مسطحة ملتوية على محامل في يد، و"بكرة" في اليد الأخرى. يؤدي تحريك البكرة باتجاه المقبض أو بعيدًا عنه إلى لف الخط. داخل الطائرة، يدور الخط الدوار ملفًا حلزونيًا مزودًا بمتابع. يتحرك المتابع باتجاه محور الملف الحلزوني وبعيدًا عنه، وهو مزود بقضيب دفع. ثم، مع دوران الملف الحلزوني، يتحرك قضيب الدفع للأمام والخلف. بقية النظام تشبه نظام الخطين. يُعدّ التحكم في نظام الخط الأحادي أقل دقة بكثير من نظام الخطين، لأن الخط نفسه يميل إلى الالتفاف قبل تحريك رأس الطباعة، مما يؤدي إلى استجابة تحكم غير دقيقة مع تأخير ملحوظ. ومع ذلك، يتميز هذا النظام بعدم الحاجة إلى شدٍّ كبير للخط لتحريك أدوات التحكم، كما أن الخط الأحادي أقل مقاومة من الخطين الأصغر حجمًا المستخدمين في نظام التحكم التقليدي ذي الخطين.

تم ابتكار طرق تحكم أخرى في وقت مبكر لتجنب دفع حقوق الملكية الفكرية لبراءة اختراع "U-Control"، بما في ذلك الأنظمة التي تتصل فيها الخطوط مباشرة بالمصعد باستخدام بكرات لتغيير درجة الميل، والطرق التي تربط الخطوط مباشرة بقضيب الدفع من خلال حلقات لولبية، لكن معظمها كان يعمل بشكل سيئ للغاية مقارنة بالتحكم التقليدي بخطين.

تتميز طائرات التحكم السلكي عادةً بمحركات تتراوح سعتها بين 0.80 سم مكعب ^و 0.60 سم مكعب، مع إمكانية استخدام محركات بسعة تصل إلى 0.90 سم مكعب ، ^أو محركات كهربائية . وتُعد محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الأشواط الأكثر شيوعًا، ولكن استُخدمت تقريبًا جميع أنواع محركات الطائرات النموذجية، بما في ذلك المحركات النفاثة النبضية والمحركات النفاثة التوربينية . وتتميز طائرات التحكم السلكي بنسبة عالية جدًا بين القدرة والوزن مقارنةً بطائرات التحكم عن بُعد أو الطائرات الحقيقية. ويُحدّ من حجم المحركات والطائرات بشكل كبير طول السلك الأقصى المستخدم في المسابقات، والذي يبلغ 21 مترًا ، مع العلم أنه في حالات نادرة استُخدمت أسلاك طويلة جدًا (تصل إلى 45 مترًا).   

تتطلب فئات المنافسة التي تستلزم قدرة عالية وسرعة فائقة دورانًا عاليًا جدًا لمحركات التردد . فعلى سبيل المثال، قد يُنتج محرك بحجم 2.5 سم ^مكعب (0.15 بوصة ^مكعبة ) يُستخدم في سباقات السرعة التابعة للاتحاد الدولي للطيران (FAI) ما يصل إلى 3 أحصنة (2.2 كيلوواط) عند سرعات دوران تصل إلى 45000 دورة في الدقيقة، أي أسرع من بعض المحركات النفاثة التوربينية كاملة الحجم. وتبلغ القدرة النوعية حوالي 1200 حصان/لتر، وهو ما يتجاوز بكثير قدرة محركات الدراجات النارية أو محركات سيارات الفورمولا 1. ويمكن إرجاع العديد من الإنجازات في تصميم محركات الشوطين (سواءً للنماذج أو الدراجات النارية) إلى نماذج السرعة C/L، حيث يُسهّل صغر حجمها تجربة تصاميم جديدة بتكلفة منخفضة.     

تستخدم طائرات التحكم السلكي عادةً مزيجًا متنوعًا من الوقود، إلا أن مزيج 10% نيتروميثان ، و20% زيت خروع ، و70% ميثانول هو الأكثر شيوعًا. يُستبدل زيت الخروع أحيانًا بالزيوت الاصطناعية، ولكن نظرًا لأن طائرات التحكم السلكي تعمل عادةً بإعدادات عالية للخانق طوال الرحلة، فإن زيت الخروع يوفر تزييتًا وتبريدًا أفضل، وبالتالي يُعتبر أكثر أمانًا للمحرك. مع ذلك، فهو لزج نوعًا ما، وقد يؤدي احتكاك الزيت الناتج إلى فقدان بعض الطاقة مقارنةً بالزيت الاصطناعي، كما قد يؤدي إلى تراكم الرواسب على جدار الأسطوانة. بعض المحركات القديمة المستخدمة عادةً في طائرات التحكم السلكي قد تتلف بسرعة كبيرة مع أنواع الوقود الشائعة لهذه الطائرات بسبب انخفاض نسبة الزيت فيها.

تستخدم طائرات النبض النفاث البنزين، ومجموعة متنوعة من السوائل القابلة للاشتعال مثل الأسيتون، وميثيل إيثيل كيتون، وسوائل أخرى مماثلة. يتم تشغيل هذه الطائرات بتطبيق جهاز شرارة مستمر (مثل ملف التسخين المستخدم في جرارات فوردسون) على شمعة احتراق في جانب غرفة الاحتراق، ثم استخدام مضخة هواء أو هواء مضغوط لدفع الهواء عبر حاقن الوقود إلى داخل المحرك. عند وجود خليط قابل للاشتعال في المحرك، ينفجر، مُرسلاً موجة صدمية أسفل أنبوب العادم، ومُحدثاً شفطاً عند مدخل المحرك، مما يؤدي إلى سحب المزيد من خليط الوقود والهواء، مُحدثاً انفجاراً آخر. بمجرد بدء التشغيل، يسخن المحرك بسرعة كبيرة ولا يعود بحاجة إلى الشرارة. يتم فصل صندوق الشرارة ومصدر الهواء، ثم يتم إطلاق الطائرة بأسرع ما يمكن لمنع الحرارة المتولدة من المحرك من التسبب في اشتعالها. يُصدر المحرك صوتاً عالياً جداً أثناء التشغيل ولا يمكن كتمه، ويمكن سماعه على بعد أميال في ظروف معينة.

تُصنع المراوح المستخدمة في نماذج الطائرات المُسيّرة عادةً من الخشب (غالباً خشب القيقب)، أو البلاستيك المُقوّى بالألياف الزجاجية ، أو مزيج من الجرافيت والكيفلار والألياف الزجاجية والإيبوكسي. ويُحدد قطر المروحة وميلها بناءً على حجم المحرك، ونوع الأداء المطلوب، والتكلفة. يستخدم محرك نموذجي بحجم 0.61 مروحة ثلاثية الشفرات بقطر يتراوح بين 12 و13 بوصة وميل حوالي 4 بوصات، وعادةً ما تكون مصنوعة من الجرافيت والإيبوكسي. أما نموذج رياضي بحجم 0.20، فقد يستخدم مروحة رخيصة الثمن بقطر 8 بوصات وميل 4 بوصات مصنوعة من البلاستيك المُقوّى بالألياف الزجاجية. تُصنع مراوح الجرافيت المُخصصة للحركات البهلوانية عادةً بكميات إنتاج صغيرة أو حتى يدوياً، وقد يصل سعرها إلى 50 دولاراً. بينما تُصنع مراوح الجرافيت الرياضية الصغيرة بتقنية الحقن، وقد لا يتجاوز سعرها دولارين.

يُخزَّن وقود المحرك عادةً في خزان وقود معدني أو بلاستيكي، مصمم بحيث يُسحب الوقود من حافته الخارجية، إذ يميل الوقود إلى الانحراف جانبًا بفعل قوة الطرد المركزي أثناء تحليق الطائرة في مسار دائري. يُعدّ خزان الوقود ذو الشكل المائل، المستخدم في الطائرات المُسيَّرة عن بُعد، مناسبًا، ولكن تُستخدم بكثرة خزانات مُخصصة ذات مقاطع عرضية إسفينية الشكل، وتتميز بخصائص أفضل مع نفاد الوقود. يُطلق على الخزان ذي فتحة تهوية على الحافة الداخلية، أو فتحات تهوية متعددة، اسم خزان "الشفط". يتغير ضغط الوقود المُضخّ في خزان الشفط مع نفاد الوقود، مما يؤدي إلى انخفاض نسبة خليط الوقود والهواء في المحرك تدريجيًا أثناء الطيران. أما الخزانات ذات التهوية التي تسمح بدخول الهواء من الحافة الخارجية فقط ("خزانات التدفق الأحادي")، فتُوفر ضغط وقود ثابتًا طوال مدة الطيران، وبالتالي نسبة خليط ثابتة.

تستخدم نماذج القتال وبعض نماذج السرعة أنابيب مطاطية (خزانات مرنة)، أو لهايات أطفال، أو أكياس حبر أقلام حبر سائل ، تُنفخ بالوقود من محقنة كبيرة، للحفاظ على الوقود تحت ضغط عالٍ نسبيًا. يُغلق خط الوقود لمنع تسربه حتى تشغيل المحرك. يسمح الضغط العالي للوقود باستخدام مدخل هواء أكبر في المحرك، مما يسمح بتدفق هواء أكبر من المعتاد، وبالتالي طاقة أكبر. يُعد هذا النوع من توصيل الوقود الأكثر استقرارًا حتى نفاد الوقود تمامًا.

تعتمد معظم محركات التحكم السلكي على نظام تغذية الوقود باستخدام فتحة ثابتة الحجم (فنتوري) مع إمكانية تعديل نسبة الخليط فقط. يمكن تشغيل المحرك ضمن نطاق واسع جدًا من نسب الخليط، كما يمكن ضبط سرعة المحرك ضمن نطاق ضيق عن طريق صمام الإبرة . بمجرد تحرير الصمام، يعمل المحرك بسرعة ثابتة تقريبًا حتى نفاد الوقود، أو حتى يتم تفعيل نظام إيقاف الوقود (إن وجد). يمكن تعديل القدرة الإجمالية للمحرك بتغيير حجم الفنتوري المستخدم. يمكن برمجة محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الأشواط للعمل بنظام رباعي الأشواط، حيث يحدث خلل في الاحتراق في كل شوط، ويتغير نمط الاحتراق بناءً على حمل المروحة. يُمكن التحكم بدرجة عالية في أداء المحرك أثناء الطيران من خلال تغيير كمية الوقود، وحجم المروحة، وزاوية ميلها، وتوزيع زاوية الميل، وحجم الفنتوري، ونسبة انضغاط المحرك، وطول أنبوب العادم المُعدّل (إن وُجد).

تتنوع معدات الهبوط في الطائرات التي يتم التحكم بها عن طريق الأسلاك، بدءًا من الأسلاك البسيطة والعجلات وصولًا إلى نماذج المنافسة المزودة بنظام امتصاص الصدمات الزنبركي وأغطية العجلات . وتُعدّ معدات الهبوط القابلة للسحب شائعة في النماذج المصغرة، وتُستخدم أحيانًا في العروض البهلوانية. أما معظم نماذج السرعة والقتال، فتستغني عن معدات الهبوط لتقليل مقاومة الهواء والوزن، ويتم إطلاقها يدويًا أو باستخدام منصة إطلاق.

تحتوي نماذج حاملات الطائرات التابعة للبحرية على خطاف معزز لمساعدتها على التقاط كابل الإيقاف على سطح حاملة طائرات محاكاة.

تُقام مسابقات الطائرات التي يتم التحكم فيها عن طريق الأسلاك في فئات مختلفة. وتشمل هذه الفئات السرعة، والاستعراضات الجوية الدقيقة (المعروفة أيضًا باسم الحركات البهلوانية)، وسباقات الفرق، والقتال، وحاملات الطائرات البحرية، والطائرات المصغرة.

في المنافسات، يتم اختبار الخطوط قبل الطيران من خلال "اختبار السحب" الذي يختلف باختلاف وزن النموذج وفئته للتحقق من أن الخطوط ونظام التحكم (وخاصة ذراع التوصيل وربطه ببقية النموذج) ستتحمل شد الخط أثناء الطيران.

السرعة (F2A)

تُقسّم السرعة إلى فئات مختلفة حسب سعة المحرك ، بالإضافة إلى فئة الطائرات النفاثة (التي تستخدم محركات نفاثة نبضية). وكما يوحي الاسم، فإن الهدف هو أن تصل الطائرة النموذجية إلى أقصى سرعة ممكنة. يُقاس زمن الطائرة على مدار عدد من اللفات، ويجب على الطيار تثبيت مقبض التحكم في طائرته على عمود في مركز الدائرة. يهدف هذا إلى منع الطيار من مساعدة الطائرة على زيادة سرعتها عن طريق زيادة شد الحبل وتوجيهها (وهي عملية تُعرف باسم "التحريك السريع"). تُعد أنظمة التحكم أحادية الحبل شائعة في الولايات المتحدة، لكن الفئات الدولية تتطلب استخدام نظام تحكم ثنائي الحبل. وقد تجاوزت سرعات أسرع الطائرات - الفئة D ذات سعة 9.8 سم مكعب (0.60 بوصة ^مكعبة ) والفئة النفاثة - في السابق 350 كم/ ساعة (220 ميل/ساعة) . تحدد القواعد الأمريكية الحالية السرعات بأقل من 320 كم/ساعة (200 ميل/ساعة) من خلال اشتراط استخدام حبال أكبر في حال تجاوز السرعة 320 كم/ ساعة (200 ميل/ساعة) . تُطلق الطائرات النموذجية السريعة عادةً من "عربة" - وهي عربة تسمح لها بالتحرك لمسافة طويلة على الأرض قبل الإقلاع، ثم تنخفض في الهواء لتقليل مقاومة الهواء. تهبط الطائرة على قاعدة انزلاق أو لوح سفلي .       

الطيران البهلواني الدقيق (F2B)

تتألف رياضة الطيران البهلواني الدقيق من أداء سلسلة محددة من المناورات ، تُقيّمها لجنة تحكيم بناءً على دقتها وإتقانها. كان يُطلق على هذا النوع من الرياضة في الأصل اسم "الاستعراضات البهلوانية"، ولا يزال المشاركون الحاليون يُشيرون إليه بهذا الاسم بشكل غير رسمي. وتُؤخذ في الاعتبار عوامل مثل ارتفاع قاع المناورة، وشكلها، ونصف قطر الزاوية، وغيرها. ^{[ 7 ]} عادةً ما يتلقى الحكام في المسابقات الكبرى تدريبًا مكثفًا لعدة أيام حول كيفية تقييم المناورات ومنح الدرجات. ويُعتبر التحكيم الجيد عمومًا لا يقل صعوبة عن الطيران في المنافسات.

تُعدّ الطائرات الاستعراضية من بين أكبر نماذج التحكم السلكي، حيث يتراوح طول أجنحتها عادةً بين 1.1 و1.5 متر . لطالما اعتمدت نماذج المنافسات الرائدة على محركات ثنائية الأشواط بسعة تتراوح بين 5.7 ^{و 9.8} سم مكعب ، مع ازدياد شعبية محركات النماذج رباعية الأشواط والطاقة الكهربائية كمصادر للطاقة. ورغم امتلاك هذه الطائرات نسب دفع إلى وزن عالية مقارنةً بالطائرات الحقيقية (عادةً 1:1 على الأقل ) ، إلا أنها مصممة للطيران بسرعة منخفضة نسبيًا لتعزيز تحكم الطيار، حيث تتراوح سرعتها عادةً بين 89 و 97 كم/ساعة ، وتستغرق دورة واحدة حول الهدف حوالي 5.5 ثانية.     

تُضبط المحركات عادةً لزيادة قدرتها عند زيادة الحمل. يسمح هذا بسرعات منخفضة مع ثبات ممتاز للسرعة، مما يُحسّن أداء الصعود. اعتمدت الخطة الأصلية على استغلال ميل محرك الاحتراق الداخلي ثنائي الأشواط إلى التحول من العمل في وضع رباعي الأشواط عند استخدام خليط وقود غني جدًا، إلى العمل في وضع ثنائي الأشواط عند زيادة الحمل. ^{[ 8 ]} يُعرف هذا بـ "التحول من 4 إلى 2". في الآونة الأخيرة، استُخدمت أنابيب عادم مُعدّلة للتحكم في سرعة الطيران. وبالاقتران مع مراوح ذات ميل منخفض نسبيًا، أتاح ذلك تحكمًا أكبر في سرعة المحرك واستجابته للمناورة. يحتوي النظام الكهربائي على نظام تحكم تغذية راجعة يُحافظ على عدد دورات المحرك في الدقيقة عند قيمة ثابتة بغض النظر عن الحمل.

تُجهّز معظم الطائرات التنافسية برفارف على أجنحتها، تعمل بالتزامن مع المصعد لزيادة القدرة على المناورة في الميل. عند رفع المصعد، تنخفض الرفارف، والعكس صحيح. ينتج عن ذلك تقوّس الجناح، ذي المقطع العرضي المتناظر، في الاتجاه المطلوب لتحسين المناورة. يمكن قيادة الطائرات بدون رفارف بنجاح، وهي عادةً أبسط، لكن الطائرات المزودة برفارف عادةً ما تطير بسلاسة أكبر وقد تكون أثقل وزنًا. بعض نماذج الطائرات الاستعراضية الأبسط تُعدّ مثالية للتدريب على التحكم السلكي، إذ أن استجابة التحكم المتوقعة، والسرعة المنخفضة، وشدّ السلك القوي تجعل قيادتها سهلة وناجحة.

غالبًا ما تُطلى نماذج الطائرات الاستعراضية ببراعة فائقة. تتضمن قواعد الاستعراضات الجوية احتساب مظهر النموذج ضمن النتيجة، ويُعدّ ابتكار نماذج متقنة الصنع وجذابة للغاية منافسةً بحد ذاتها. تُمنح جائزة "كونكور ديليغانس" بتصويت الطيارين في بطولة الولايات المتحدة الوطنية لأكاديمية الطيران النموذجي في مونسي، إنديانا، لأجمل طائرة، وهي جائزة قيّمة للغاية.

تُمارس رياضة الطيران الاستعراضي في العديد من الدول، وتُقام بطولات العالم كل عامين. هذه البطولات مفتوحة لأي طيار ينضم إلى فريقه الوطني. قد يتطلب التنافس على أعلى المستويات (البطولات الوطنية أو العالمية) سنوات أو عقودًا من التدريب لإتقان تفاصيل تصميم وبناء وتشطيب وضبط والتحكم في قوة الطائرات، بالإضافة إلى مهارات الطيران العالية. ويتلقى العديد من الطيارين المحترفين تدريبًا من مدربين متخصصين.

تقوم العديد من المسابقات بتقسيم الطيارين إلى 4 مستويات مهارة مختلفة (مبتدئ، متوسط، متقدم وخبير) مما يسمح للطيارين بالتنافس ضد طيارين آخرين من مستويات مهارة مماثلة.

سباقات السيارات (F2C)

سباقات السيارات هي فعالية تُقام لفرق مكونة من شخصين - الطيار وفريق الصيانة. وتوجد فئات سباقات متنوعة بمستويات صعوبة مختلفة: F2C (الفئة التي تُشارك في البطولات الدولية وبطولات العالم)، وGoodyear (نماذج مصغرة لسيارات السباق بالحجم الكامل من حقبة Goodyear)، وفئات السيارات الكلاسيكية، وغيرها.

تتلخص الفكرة الأساسية لجميع هذه الفعاليات في تحليق عدد من الطائرات النموذجية (حتى ثلاث طائرات) معًا، بهدف إكمال عدد محدد من اللفات قبل أي طائرة أخرى. ويُطلب من الطائرة أيضًا التوقف عدة مرات خلال السباق لإعادة تزويدها بالوقود، وإعادة تشغيل محركها، ثم إعادة إطلاقها. هذه هي مهمة فريق الصيانة. توجد قواعد تحدد كيفية مرور الطائرات حول بعضها البعض، وكيفية التجاوز (وهو أمر أصعب مما قد يتصوره البعض، حيث أن كل طائرة مثبتة في نهاية زوج من خطوط التحكم وتتحرك بسرعة تصل إلى 225  كم/ساعة). تتطلب التوقفات إعادة تزويد الطائرة بالوقود وإعادة تشغيل محركها، وهو ما قد يمثل مشكلة مع محركات السباق التي ترتفع درجة حرارتها بشدة. تستغرق أفضل عمليات التوقف في سباقات الفرق التابعة للاتحاد الدولي للطيران حوالي 2-3 ثوانٍ ليقوم الطيار بإيقاف المحرك والهبوط، مما يسمح لفني الصيانة بالتقاط النموذج الذي كان يطير قبل لحظات بسرعة 140 ميلاً في الساعة (230 كم/ساعة) ، وملء الخزان بـ 7 سم مكعب من وقود النموذج من خزان مضغوط، وضبط خليط المحرك والضغط إذا لزم الأمر، وإعادة التشغيل، وإعادة إطلاق النموذج.  

القتال (F2D)

القتال الجوي هو حدث يتنافس فيه طياران في "مبارزة جوية" للسيطرة على شريط الخصم، وذلك لفترة زمنية محددة تُسمى "المباراة". تتميز الطائرات المستخدمة بالسرعة والقدرة العالية على المناورة، وعادةً ما تكون من نوع الطائرات ذات الأجنحة الطائرة، والتي تطارد بعضها البعض في السماء بسرعات تتجاوز 160 كم /ساعة . على الرغم من حظر المناورات الجوية المتعمدة، إلا أن معدل الخسائر مرتفع، وعادةً ما يحضر الطيارون 10 طائرات أو أكثر إلى المسابقة.  

في الولايات المتحدة، تُقام ثلاث فعاليات تابعة لجمعية الطيران الأمريكية (AMA)، وهي: القتال السريع (يُسمح بمحركات تصل سعتها إلى 0.36 بوصة مكعبة)، والقتال بحدود السرعة، والقتال بنصف السرعة (يُسمح بمحركات تصل سعتها إلى 0.051 بوصة مكعبة)، والتي يمكن أن تُقام بأداء عالٍ أو منخفض. في أي فعالية تتجاوز فيها سرعة الطائرة النموذجية 75  ميلاً في الساعة، يجب أن تكون الطائرة مزودة بنظام إيقاف الوقود، الذي يُوقف المحرك عند قطع خطوط التحكم. يُمكن تنظيم القتال بنظام "القتل" أو "بدون قتل". يُحتسب القتل عندما يقطع أحد المتسابقين الخيط الذي يربط الشريط (الخاص بخصمه) بالطائرة، ويُعتبر ذلك فوزًا فوريًا في المباراة. أما قطع الشريط فيُؤدي إلى منح نقاط. في القتال "بدون قتل"، يُعتبر قطع الخيط مماثلاً لقطع الشريط، ويتم منح النقاط فقط. تُقام العديد من الفعاليات غير الرسمية في جميع أنحاء الولايات المتحدة، مثل  قتال نورث ويست بسرعة 80 ميلاً في الساعة، وقتال الحرب العالمية الثانية، وقتال فورمولا جي إكس، و15 فاست، وما شابه ذلك. تتطلب منافسات القتال ردود فعل فائقة السرعة، ربما أسرع من أي منافسة أخرى في فئة الطائرات بدون طيار، وعادةً ما يتفوق الطيارون المهرة في القتال في منافسات أخرى مثل الاستعراضات البهلوانية أو السباقات. يُصنف القتال كرياضة جماعية، حيث يعتمد الطيار على فريق دعم مكون من شخصين كحد أقصى. وكما هو متوقع، في حال عدم تعاون الطيارين، قد تحدث تشابكات مفاجئة في الحبال، وتُعد عمليات الهبوط الاضطراري شائعة. على الرغم من السرعة العالية لهذه الطائرات، فإن معظم طائرات القتال مصممة لتكون متينة للغاية، وعندما يسمح الوقت، قد تصطدم بالأرض وتتعرض لأضرار طفيفة، ثم يُعاد إطلاقها. مع أن منافسات السرعة المحددة تسمح باستخدام محركات بسعة تصل إلى 0.40 بوصة مكعبة، إلا أنه في منافسات السرعة القصوى، لا يوجد سوى شركة واحدة مصنعة لمحرك عالي الأداء بسعة 0.36 بوصة مكعبة، وهي شركة هنري نيلسون. يمكن لمحرك نيلسون 36 مضبوط ومجهز جيدًا أن يصل إلى 25000 دورة في الدقيقة أثناء تشغيله على الأرض، ويكتسب سرعة دوران عالية في الجو. جميع محركات 1/2A المستخدمة حاليًا من جمهوريات الاتحاد السوفيتي السابق، وتشمل محركات Fora وCyclon، وكلاهما يعمل بسرعة تتجاوز 33000 دورة في الدقيقة. في جميع فعاليات AMA، يُسمح باستخدام أنظمة الوقود المضغوطة، وكل طائرة مقاتلة تقريبًا مُجهزة بخزان وقود إضافي. يوفر هذا الخزان تدفقًا ثابتًا للوقود أثناء المناورات المفاجئة والعنيفة التي تُصاحب عادةً الطيران في المنافسات.

تُعدّ فئة F2D القتالية - وهي الفئة الدولية للطائرات القتالية - الأكثر شعبية في روسيا وأوروبا، حيث تمتلك بعض الدول فرقًا احترافية أو شبه احترافية. وتُعتبر روسيا ودول الاتحاد السوفيتي سابقًا حاليًا المنتجين الرئيسيين للمعدات عالية الجودة لهذه الرياضة، بما في ذلك المحركات. وينتج عن هذا الجمع بين أحدث التقنيات الهندسية والتصميمية، إلى جانب الخبرة في علم المعادن، محركات قتالية تدور بثبات بسرعة 32000 دورة في الدقيقة، ويمكن إعادة تشغيلها بسهولة في حالة وقوع حادث. ونظرًا لأنها تتطلب ردود فعل فائقة السرعة، فقد استُخدمت الطائرات القتالية بشكل متكرر كساحة تدريب و/أو هواية للعديد من الطيارين التجاريين والعسكريين .

يُعدّ الطيران باستخدام خطوط التحكم آمنًا بشكل عام عند اتباع جميع إجراءات السلامة المحددة. تُجبر الطائرة على الطيران في دائرة، عادةً ما تكون مُعلّمة. كما تُوفّر دائرة خاصة بالطيار، بحيث طالما بقي الطيار داخلها وبقي الآخرون خارجها، لا يمكن للطائرة أن تصطدم بأحد. في معظم فئات المسابقات، يُشترط وجود "حبل أمان" يربط مقبض التحكم بمعصم الطيار، فإذا أفلت الطيار المقبض سهوًا، لا يمكن للطائرة أن تطير خارج الدائرة (وغالبًا ما تتحطم، بأمان للآخرين إن لم يكن للطائرة نفسها، عند فقدان السيطرة). تخضع الخطوط والمقبض ونظام التحكم لاختبار شد قبل الطيران للتأكد من سلامتها مع هامش أمان كافٍ. على سبيل المثال، يبلغ اختبار الشد حوالي 18 كجم (40 رطلاً) لطائرة استعراضية ^وزنها 1.8 كجم (4 أرطال) (حمولة 10G)، ^[ 7 ^] ويبلغ الشد أثناء الطيران حوالي 4.5 كجم (10 أرطال) . يُوفر هذا هامش أمان مضاعفًا حتى في حال تعطل أحد الخطوط. يؤدي تعطل أحد الخطوط إلى تحريك المصعد فورًا إلى أقصى مدى لحركته، مما ينتج عنه في أغلب الأحيان تصادم، مع بقاء المصعد داخل الدائرة بأمان. تُختبر فئات أخرى من النماذج بطريقة مماثلة، حيث تُضبط الأحمال لتتوافق مع السرعات المتوقعة بهامش أمان يبلغ حوالي أربعة أضعاف.      

قد تتعرض طائرات القتال، وإن كان ذلك نادرًا جدًا، لقطع أو إتلاف خطوط الوقود الخاصة بها من قبل الطائرة الأخرى، مما قد يسمح لها بالطيران خارج الدائرة. تشترط معظم مسابقات القتال الجوي اليوم أن تكون الطائرة مزودة بجهاز يقطع الوقود عن المحرك في حال قطع الخطوط. ^{[ 9 ]} يعمل هذا الجهاز إما باستخدام التسارع المركزي لمنع جهاز القطع من الضغط على الخط، أو باستخدام شد الخط لإبقاء جهاز القطع مفتوحًا. بهذه الطريقة، يتوقف المحرك عن العمل، ويميل إلى التباطؤ بسرعة كبيرة بدلًا من التسارع السريع المعتاد (نظرًا لإزالة مقاومة الخطوط). وقد أثبتت هذه التقنية فعاليتها الكبيرة عمليًا. كما تشترط العديد من مسابقات القتال الجوي ربط المحرك بذراع التوصيل بواسطة كابل، حتى لا يؤدي الاصطدام في الجو إلى تطاير المحرك وسقوطه على المتفرجين. ويُشترط أيضًا على المتنافسين في بعض أنواع مسابقات القتال الجوي ارتداء الخوذات. ^{[ 9 ]}

تُعدّ خطوط الكهرباء العلوية من المخاطر المحتملة الأخرى على السلامة. فالتلامس مع خطوط الكهرباء، أو الاقتراب من خطوط الكهرباء ذات الضغط العالي، قد يكون مميتًا ويجب تجنبه. قد يُقلل استخدام الخطوط غير المعدنية من خطر الصعق بالكهرباء، ولكن لا يزال من الضروري، وفقًا لقواعد السلامة الصادرة عن جمعية الطيران الأمريكية، ترك مسافة لا تقل عن 150 مترًا بين الطائرة وخطوط الكهرباء.

أحيانًا، تُحلّق الطائرات ذات العجلات باستخدام أداة مساعدة تُمسك بالطائرة من المنتصف حتى يُحررها الطيار، عادةً بواسطة دبوس زنبركي يُسحب بخيط. يُمكّن هذا الطيار من التدرب دون مُساعد، وهو شائع بين طياري الاستعراضات الجوية الذين يسعون إلى التدرب بكثافة. لكن هذا قد يكون خطيرًا إذا لم يُعد الطيار تثبيت الأداة المساعدة بشكل صحيح، أو إذا انقطع السلك الذي يربط الأداة بالطائرة (عادةً ما يكون مُثبتًا بعجلة الذيل)، أو إذا تحركت الأداة بفعل قوة دفع/اهتزاز المحركات، أو إذا تشابكت قدما الطيار في سلك تحرير الأداة.

تُعدّ مشاكل السلامة الأخرى شائعة في فئات الطائرات النموذجية الأخرى التي تعمل بالطاقة. فتشغيل المحركات القوية جدًا، ذات المراوح الحادة، يدويًا قد يكون خطيرًا للغاية. يمكن استخدام بادئ تشغيل كهربائي، لكنه قد يُؤثر سلبًا على المحركات لأنها غير مصممة لتحمّل هذا النوع من القوة التي تدفع عمود المرفق للخلف. إحدى هذه الطرق هي طريقة "الدفعة الخلفية"، حيث يتم خنق المحرك وقلبه دون توصيل البطارية لخلق ظروف بدء تشغيل مناسبة. بمجرد تجهيزه، كل ما عليك فعله هو هزّ المحرك للخلف حتى يصل إلى مرحلة الضغط، وإذا تم ذلك بشكل صحيح، سيبدأ بالدوران للأمام. هذا يُتيح الوقت لإبعاد اليد، فلا تلامس الأصابع المروحة أو غطاء المروحة عند بدء تشغيل المحرك. يجب توخي الحذر حتى عند خنق المحرك، لأن المحركات الحديثة ذات المكابس والأسطوانات الدقيقة قد "تصطدم" أو حتى تبدأ بالعمل دون توصيل البطارية. بمجرد دوران المروحة، يجب توخي الحذر الشديد عند التحضير للطيران وضبط المحرك. غالباً ما ينتج عن حادث بدء التشغيل جرح صغير في الإصبع، ولكن بمجرد أن يصل المحرك إلى سرعته الكاملة، فمن المرجح أن تكون أي إصابة تحدث شديدة للغاية.

ترتفع درجة حرارة محركات النبضات النفاثة بشكل كبير عند تشغيلها، وتستخدم وقودًا شديد الاشتعال مثل البنزين أو ميثيل إيثيل كيتون (على عكس وقود محركات الاحتراق الداخلي، وإن كان قابلاً للاشتعال). أي تلامس مع أنبوب عادم المحرك سيؤدي حتمًا إلى حروق بالغة، حيث تصل درجة حرارة المحرك إلى الاحمرار في ثوانٍ. تحتاج الطائرة نفسها إلى نوع من العزل لمنع اشتعالها على الأرض قبل أن توفر الحركة الأمامية هواءً للتبريد، كما أن المحركات المغلقة بالكامل قد تتسبب في اشتعال الطائرة بعد الهبوط. يجب إطلاق الطائرة في أسرع وقت ممكن بعد تشغيل المحرك لمنع تراكم الحرارة. ^{[ 10 ]} يمكن لوحدة الإشعال المستخدمة في التشغيل أن تُحدث صدمة كهربائية قوية. يجب أن تكون مطفأة الحريق في متناول اليد دائمًا عند تشغيل المحرك. يصدر المحرك صوتًا عاليًا جدًا أثناء التشغيل، لذا يجب استخدام واقيات الأذن عند تشغيله لتجنب أي ضرر.

• الاتحاد الدولي للطيران
• طائرة نموذجية
• الطيران حول القطب
• سيارات مربوطة
• موديلات كوكس
• محرك كوكس النموذجي