（知识介绍）轻木

jinsong

（知识介绍）轻木

如果你去问一位模友，知不知道世界上什么树的木质最重。大概不是每一位都能回答出来吧。但是如果你问他什么树的木质最轻，绝大多数模友都会告诉你是“轻木”，尽管这个答案并不正确。轻木只是世界上木质第三或第四轻的树。只不过比它更轻的那些树都不成材。与其说是树，不如说是大棵的“蔬菜”。因为它们的木质更像洋葱头，一层一层的，可以剥离开来。如果把问题中的木质换作木材，问“世界上最轻的木材是什么”，答案就一定是轻木了。轻木是制作模型飞机的主要材料之一。今天我们就来谈谈轻木的一些小知识，也算是航模八卦吧。

轻木，又称南美轻木、巴尔沙木。其实我国国家标准中的标准名称是西印度轻木。西印度是指西印度群岛。所谓西是相对于我们的邻国印度而言的。也就是哥伦布发现美洲时自以为是印度的那个地方。轻木的拉丁名称为Ochroma Pyramidale (Cav.ex Lam) Urb，也称作Ochroma Lagopus Swartz。英文一般称之为Balsa。它属双子叶植物纲五桠果亚纲木棉科轻木属。轻木属中只有轻木一种。而大家熟悉的攀枝花（木棉）、榴莲等都是木棉科的植物。



轻木自然分布于中美洲和南美洲，生长在那里气候湿润的热带雨林中，是一种乔木。这种树四季常青，树干高大。自然生长范围从危地马拉向南，包括整个中美洲，一直延伸到南美洲的西北海岸，如波利维亚等国。位于南美洲西海岸的小国厄瓜多尔是世界上轻木木材，特别是航模用材的主要出产国，其轻木产量占世界总产量的98%。


轻木的生长环境需要较高的气温、大量的降水，同时还要求土壤的排水性要好。因此，轻木的最佳生长环境是热带河流之间夹着的高地上。厄瓜多尔的气候与地理条件就决定了这是一个供轻木生长的绝佳环境。

巴尔沙（Balsa）是西班牙文，意为“筏子”。原因是这种木材浮力极好，当地人用此木做成筏子。在厄瓜多尔，人们称其为Boya，意为“漂浮”。

自然界中并不存在成片生长的轻木林。轻木是散生在热带雨林中的。常常是单独一株独立生长。即使周围有几株，也是相距较远。轻木的繁殖依赖于数以百计的长种荚。在风的作用下，把上千个种子散布在一大片区域内。等种子落在地上后，就会逐渐被落叶、鸟粪等覆盖。直到有一天，由于某种原因，比如有一棵大树死掉了，本来遮天蔽日的丛林中忽然露出了一条缝，阳光照到了地面上。这时，轻木种子就开始发芽了。轻木刚发芽的时候，就跟小草一样粗细。等轻木长起来以后，最强壮的一枝存活下来，其它较弱的就都死掉了。等轻木长大后，方圆一两公里也就只能留下一两棵树。



轻木成长得很快。就因为这个，很长时间，人们都一直把它看做是“杂树”。发芽六个月后，树就会有4厘米粗，3到4米高了。经过大约十年，树就成材了。这时，树干会有20至30米高，30厘米至1.2米粗，可以砍伐了。

如果听其自然，让它继续生长下去，外围新长的那部分木质会变得十分坚硬。同时，树心就开始烂掉了。如果一直不砍伐的话，轻木的树径可以超过两米。不过这时树反而没有什么可用之材了。轻木的树叶形状很像葡萄叶，只是要大得多了。当它还是株幼树时，叶子的宽度可以有1.2米那么宽。随着树逐渐长大，叶子一点儿一点儿变小。最后叶宽变为20厘米至25厘米。在热带丛林中，像轻木这样，叶子形状如此简单的树并不多。因此，在丛林中轻木十分显眼。轻木的花为五片黄白色的花瓣，象芙蓉花。果实裂开象棉花。这就是为什么这个科称为“木棉”的原因。

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一株轻木幼树


一株稍大一点儿的轻木


一株4年树龄的轻木


一株初俱规模的轻木树


轻木的叶子


轻木的花


轻木的种荚


这株轻木则是一株老树了


生长在厄瓜多尔某个小村边的轻木。你可以看出为什么以前人们把它看做是“杂树”了吧



同一棵树的近景


[ 本帖最后由 jinsong 于 2007-2-26 10:37 编辑 ]

jinsong

轻木可以说是天生的丛林“保育树”。它为那些生长缓慢的树苗遮蔽着热带毒烈的日头。假如说由于热带风暴或其它的什么原因有一块雨林受到了破坏，轻木很快就会发芽，并在短时间内生长到一个相当的高度。再加上此时轻木的叶子很大，这样就为那些生长缓慢的其它树种提供了难得的绿荫。等到那些树木逐渐成长起来，能够独立生存了，轻木也该死去了。由于轻木长得快，一开始叶子很大，然后叶子逐渐变小，再加上生长周期较短，这些都使轻木成为热带雨林生态中绝佳的“保育树”。

尽管轻木就是这样，在大自然的安排下，牺牲自己，成就别人。但是人类最终还是发现轻木实际上是一种非常有用的资源。对轻木的开发始于第一次世界大战期间。当时协约国由于软木匮乏，急需替代资源。当然，直到现在，同一个问题自始至终一直在困扰着人们：如何把它运出丛林。由于轻木都是散生在丛林中的，因此大规模生产所采用的手段与工具设备也就毫无用武之地了。采伐轻木最有效的方法依旧是非常原始的。就是用斧子把轻木砍倒，然后用若干头牛把原木拖到最近的河畔。捆成木排，顺流而下，漂至设在下游的木材粗加工厂。


伐木工作一般由两个本地工人组成一个小组，每人都配备一把宽刃的西班牙伐木斧、一把大砍刀和一根长钢棍。钢棍一头磨成凿形，等把树砍倒后，用它来除去树皮。由于丘陵起伏，几头牛一天只能把两根原木拖至河边。在木材加工厂，轻木被粗加工成大块的木板，经过干燥窑的干燥，最终通过海运运至世界各地。再由各地的生产厂家精加工成各种型材。砍伐时的树龄在很大程度上决定了轻木木材的质量和重量。

当地一名伐木工人砍伐轻木前，正在清理侧枝

设在河流下游的当地轻木加工厂的几张照片

我国台湾南部早有引种，而大陆地区则于1962年引种于西双版纳。目前，云南、广东、福建、海南、台湾等省区均有种植。其中，西双版纳至少有一万亩轻木林场。如果模友到西双版纳旅游的话，别忘了到中国科学院西双版纳热带植物园去参观一下，那里就有轻木种植。另外，如果去海南岛旅游的话，在尖峰岭国家森林公园也能看到轻木树。

只有在显微镜下我们才能了解到为什么轻木会这么轻。轻木的细胞很大，细胞壁很薄。因此木质中固体体积与整个空间体积的比例就非常小。绝大多数树的树干中都有一种像塑料一样的胶状物，称为木质素，用来把各个细胞黏结在一起。轻木的树干中，这种木质素的含量极低。轻木中的固体物质只占总体积的40%。轻木之所以能挺立在丛林中，是因为每个细胞内都充满了水，就像汽车轮胎充满了气一样。轻木树干中的水份通常是木质成份的五倍。因此，在加工厂中，要通过干燥窑把大部分水份去掉。整个干燥过程需要两周左右。最终使木材中的水份降到6%左右。干燥过程还起到了杀菌除虫的作用。

[ 本帖最后由 jinsong 于 2007-2-26 10:33 编辑 ]

jinsong

轻木木材的比重范围相当大。轻可以轻到64kg/m3。重则可以重到400kg/m3，甚至更重。航模店卖的轻木木料，其比重一般在100kg/m3到300kg/m3左右。我们一般把比重在120kg/m3至180kg/m3的看做是中等质量的木料。把比重低于100kg/m3的称作“竞赛级”的。竞赛级的轻木就比较少见了。有的时候干脆就是可遇而不可求。就单位重量的强度而言，轻木比松木、椴木、橡木等都要高。下面是一个轻木与其它木材强度的比较表，其测试的方法如下图。

木材种类	比重	刚度	挠度	耐压
轻木	120 kg/m3	72	70	7
轻木	160 kg/m3	100	100	100
轻木	220 kg/m3	156	161	14
杉木	450 kg/m3	230	260	28
黄松	450 kg/m3	222	277	28
花旗松	480 kg/m3	241	291	34
山胡桃木	800 kg/m3	379	638	51
橡木	770 kg/m3	295	430	31
椴木	420 kg/m3	261	288	28
黑胡桃木	600 kg/m3	301	506	51

由于比重不同的轻木，其强度也不相同。因此，我们用160kg/m3的轻木作为标准，将它定为100。其它木材测试时都完全按照同样的方法进行测试。然后给出相对值。

航模店卖的轻木料有木片、木条与木块等。由于每块轻木的比重都不相同，因此在购买之前就要想好你要买它做什么用。如果是用来制作机头、翼尖等大块部分，由于其受力很小，就应该选用轻量级的轻木。反之，如果是受力较大的结构处，如翼梁、机身的纵梁等，就要选择密度较高，稍重一点儿的木料。当然，加工厂在加工的时候，已经在一定程度上考虑到了这些因素。他们会有意识地把最轻的木料锯成木块，把最硬的切成木条。木片则会有各种硬度与重量的，以满足各种不同的需求。

[ 本帖最后由 jinsong 于 2007-3-1 11:11 编辑 ]

jinsong

选择木料时不仅要考虑比重，还要选择适当的木纹。木纹的方向实际上比密度更能决定木材的刚度与挠度。如果在加工木料时平行于年轮方向切割，称之为弦切工艺。这样切割而成的木纹称之为A型木纹。这种木片沿宽度方向弯曲时就比较容易，不易劈裂。用水浸泡后，完全可以把它卷成一个圆筒。如果是沿垂直于年轮的方向切割，称之为径切工艺，所形成的木纹被称为C型木纹。这种木片如果沿宽度方向弯曲的话，很容易劈裂。如果切割时方向不像弦切或径切那样典型的话，所产生的木纹称为C型木纹。其强度性质也就介于A型与B型木纹之间了。自然，B型木纹是最常见的，其适用范围也最广。

A型木纹的木纤维最长，挠性最好，易于弯曲。最适于给圆形机身、机翼前缘等处蒙皮，或卷成各种圆筒等。同时也最适于用作翼梁。但是就由于A型木纹的挠性太好，易于弯曲，所以不适合于给机翼尾翼除前缘外的部分蒙板或给机身的平直面蒙板。也不适于制作翼肋与机身隔板。


C型木纹的特点是其表面有麻点。这种木片的刚性最好，最抗弯，但是容易劈裂。适合给机翼和尾翼除前缘外的部分或机身的平直面蒙板。也适于制作翼肋、机身隔板、机翼后缘等。但是不适于给曲面蒙板或制作翼梁等。


B型木纹混合有AB两型的特点。纤维长度比A型短一些。沿宽度方向的刚性更好一些。总的来讲适应性较高，可以应用的地方也较多。适合给机身的平直面蒙板，制作机翼后缘、翼肋和机身隔板等。但是如果某种应用更适合使用A型或B型木纹的话，就尽量不要使用B型的。

制作模型过程中，锯切轻木时要注意使用合适的工具，以及正确的方法。下表列出了一些常用的工具、方法和注意事项。




还记得帖子开头的问题吗？世界上木质最重的树是什么？据说是铁力木，比重为1122kg/m3。不过我查到紫檀木的比重为1360kg/m3。不知哪个说法准确。不过反正和航模无关了。


[ 本帖最后由 jinsong 于 2007-3-2 10:43 编辑 ]

jinsong

每个帖子为什么要限制在10000字节以内呢。真麻烦。:em25:

开信浓的比比

昨天晚上还在打听的事，今天就有答案帖了，呵呵，牛啊。谢谢楼主提供了这么详尽的帖子:em00:

jinsong

原帖由 开信浓的比比 于 2007-2-26 11:20 发表
昨天晚上还在打听的事，今天就有答案帖了，呵呵，牛啊。谢谢楼主提供了这么详尽的帖子:em00:

昨天晚上在哪儿打听的？没看到啊。

王立刚

:em26: :em26:

nemnem

比植物学家研究的还详细:em26:

jinsong

mx3g的模友wxyy指出：

不过轻木恐怕不能算比强度最高的木材：
              比重     顺纹压力强度    顺纹拉力强度   弯曲强度
轻木       0.164           99.3                333               176
毛泡桐    0.236         230                   605               406
红松       0.37           334                   981               653
强度单位是千克/平方厘米。
可见桐木比重是轻木的1.44倍，而压力、拉力和弯曲强度却是轻木的2.3、1.8和2.3倍，换言之这三项如果轻木是100，桐木就分别是160、125和160，而红松为149、131和164，都比轻木高。不过轻木的加工性能是无可比拟的。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

因此我把我的原话修改了。
原话为“就单位重量的强度而言，轻木比松木、椴木、橡木等都要高，是世界上单位重量强度最高的木材。”
现改为“就单位重量的强度而言，轻木比松木、椴木、橡木等都要高。”
多谢wxyy的指正。

开信浓的比比

原帖由 jinsong 于 2007-2-26 11:29 发表


昨天晚上在哪儿打听的？没看到啊。

在上海电动固定翼群里，那天晚上还在打听呢:loveliness:

天行

:em26: 介绍得非常好！

爱好者007

太详细了！长见识了！！！:em26:

飞行批萨

:em26:

conan_007

好帖要顶

tony.chen

:em26: :em00:

jiangzhongtian

jinsong

原帖由 jiangzhongtian 于 2007-3-29 14:52 发表
楼主介绍的轻木就是水桐吧?叶子十分象

考我？:em15: 没关系！
水桐，各个地方指的树并不一样。有的地方把小叶杨叫做水桐。也有的是指喜树。不过我想你说的是这种树吧？

这种树叫梓树，英语是Catalpa，拉丁文学名称为Catalpa ovata Don。是梓树属紫葳科植物。落叶乔木，高15～20米。原产我国，分布于长江流域及以北地区。主要用作园林观赏绿化树。也作药用。也可成材。木材的比重为500-520kg/m3，比轻木重3到4倍左右。比泡桐也要重大约一倍。所以大约是不能用在航模上的。

jiangzhongtian

应该就是这种吧,我们这里是叫水桐,大的可以长到一抱粗,果实有点像桃,叶倒是挺像轻木,这是我们这里我见过的最轻的了:em17: