怎樣設(shè)計一架航模飛機

1、怎樣設(shè)計一架航模飛機怎樣設(shè)計一架航模飛機按照現(xiàn)成的圖紙制作一架模型飛機， 不是一件太難的事。 但是， 如果根據(jù)您的需要自己設(shè)計制作一架飛機， 恐怕就具有一定的挑戰(zhàn)性了。 當(dāng)您要下手設(shè)計制作時，會遇到很多需要解決的問題。 如： 為什么要選用這個翼型、 翼展和翼弦是怎么確定的、 機身長度應(yīng)該是多少、 尾翼的面積需要多大、 各部件的位置應(yīng)該放在哪里等等。好在現(xiàn)在的由有關(guān)書籍較多，只要認(rèn)真學(xué)習(xí)歸納，就能找到答案。第一步，整體設(shè)計。1。確定翼型。我們要根據(jù)模型飛機的不同用途去選擇不同的翼型。翼型很多，好幾千種。但歸納起來，飛機的翼型大致分為三種。一是平凸翼型，這種翼型的特點是升力大，尤其是低速飛行時。不

2、過，阻力中庸，且不太適合倒飛。這種翼型主要應(yīng)用在練習(xí)機和像真機上。 二是雙凸翼型。 其中雙凸對稱翼型的特點是在有一定迎角下產(chǎn)生升力， 零度迎角時不產(chǎn)生升力。 飛機在正飛和到飛時的機頭俯仰變化不大。這種翼型主要應(yīng)用在特技機上。三是xxxxX1型。這種翼型升力較大， 尤其是在慢速時升力表現(xiàn)較其它翼型優(yōu)異， 但阻力也較大。 這種翼型主要應(yīng)用在滑翔機上和特種飛機上。另外，機翼的厚度也是有講究的。同一個翼型，厚度大的低速升力大，不過阻力也較大。厚度小的低速升力小，不過阻力也較小。因為我做的是練習(xí)機， 那就選用經(jīng)典的平凸翼型克拉克Y 了。 因偉哥有一定飛行基礎(chǔ)，速度可以快一些，所以我選的厚度是12%的翼型

3、。實際上就選用翼型而言， 它是一個比較復(fù)雜、 技術(shù)含量較高的問題。 其基本確定思路是：根據(jù)飛行高度、翼弦、飛行速度等參數(shù)來確定該飛機所需的雷諾數(shù)，再根據(jù)相應(yīng)的雷諾數(shù)和您的機型找出合適的翼型。 還有， 很多真飛機的翼型并不能直接用于模型飛機，等等。這個問題在這就不詳述了。機翼常見的形狀又分為：矩形翼、后掠翼、三角翼和紡錘翼（橢圓翼）。怎樣設(shè)計一架航模飛機機翼常見的形狀矩形翼結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，但是重量較大，適合于低速飛行。后掠翼從翼根到 翼梢有漸變，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作也有一定難度。后掠的另一個作用是能在機翼安裝 角為0度時，產(chǎn)生上反1-2度的上反效果。三角翼制作復(fù)雜，翼尖的攻角不好做 準(zhǔn)確，翼根受力

4、大，根部要做特別加強。這種機翼主要用在高速飛機上。紡錘翼 的受力比較均勻，制作難度也不小，這種機翼主要用在像真機上。因為我做的是 練習(xí)機，就選擇制作簡單的矩形翼。翼梢的處理。由于機翼下面的壓力大于機翼上面的壓力，在翼梢處，從下到上就形成了渦流，這種渦流在翼梢處產(chǎn)生誘導(dǎo)阻力，使升力和發(fā)動機功率都會受到損 失。為了減少翼梢渦流的影響，人們采取改變翼梢形狀的辦法來解決它。 一般方 法有三種，如圖。渦流的產(chǎn)生及解決的方法I RLW XIJ. jI L._Uk因為我做的是練習(xí)機，翼載荷小，損失些升力和發(fā)動機功率不影響大局，所以, 我的翼梢沒有作處理。2。確定機翼的面積。模型飛機能不能飛起來，好不好飛，起

5、飛降落速度快不快， 翼載荷非常重要。一般講，滑翔機的翼載荷在35克/平方分米以下，普通固定翼 飛機的翼載荷為35-100克/平方分米，像真機的翼載荷在100克/平方分米，甚 至更多。我選擇60克/平方分米的翼載荷。40級的練習(xí)機一般全重為2.5公斤 左右。又因為考慮到方便攜帶和便于制作，翼展定為1500毫米。那么，整個機翼的面積應(yīng)該為405000平方毫米。通過計算，得出弦長為 270毫米。還有，普 通固定翼飛機的展弦比應(yīng)在5-6之間。通過驗算得知，這個弦長在規(guī)定的范圍之 內(nèi)。3 .確定副翼的面積。機翼的尺寸確定后，就該算出副翼的面積了。副翼面積應(yīng) 占機翼面積的20批右，其長度應(yīng)為機翼的30-8

6、0%之間。因為是練習(xí)機，不需要 太靈敏，我選15%因為我用一個舵機帶動左右兩個副翼，所以副翼的長度要達(dá) 到翼展的90流右。通過計算，該機的副翼面積因為 60750平方毫米，那么，一 邊副翼的面積就是30375平方毫米。4 .確定機翼安裝角。以飛機拉力軸線為基準(zhǔn)，機翼的翼弦線與拉力軸線的夾角 就是機翼安裝角。機翼安裝角應(yīng)在正 0 -3度之間。機翼設(shè)計安裝角的目的，是 為了為使飛機在低速下有較高的升力。設(shè)計時要不要安裝角，主要看飛機的翼型 和翼載荷。有的翼型有安裝角才能產(chǎn)生升力，如雙凸對稱翼。但是，大部分不用 安裝角就能產(chǎn)生升力。翼載荷較大的飛機，為了保證飛機在起飛著陸和慢速度飛 行時有較大的升力

7、，需要設(shè)計安裝角。任何事物都是一分為二的，設(shè)計有安裝角 的飛機，飛行阻力大，會消耗一部分發(fā)動機功率。安裝角超過6度以上的，更要 小心，在慢速爬升和轉(zhuǎn)彎的的情況下，很容易進(jìn)入失速。像我的這種平凸翼型, 可產(chǎn)生較大的升力，翼載荷又小，不用設(shè)計安裝角。如果非要設(shè)計安裝角的話, 會造成飛機起飛后自動爬高。FROM NkbJ.5IRC.COM機翼和尾翼安裝角位直示意圖O飛機拉力軸線4 .確定機翼上反角。機翼的上反角，是為了保證飛機橫向的穩(wěn)定性。有上反角的飛機，當(dāng)機翼副翼不起作用時還能用方向舵轉(zhuǎn)彎。上反角越大，飛機的橫向穩(wěn) 定性就越好，反之就越差。如圖。上反角的作用ehlM WLUAlhl-.LLr但是，

8、上反角也有它的兩面性。飛機橫向太穩(wěn)定了，反而不利于快速橫滾，這恰 恰又是特技機所不需要的。所以，一般特技機采取0度上反角。因我做的是練習(xí)機，以橫向穩(wěn)定性為希望，所以我選擇了 3度上反角。5 .確定重心位置。重心的確定非常重要，重心太靠前，飛機就頭沉，起飛降落 抬頭困難。同時，飛行中因需大量的升降舵來配平，也消耗了大量動力。重心太 靠后的話，俯仰太靈敏，不易操作，甚至造成俯仰過度。一般飛機的重心在機翼 前緣后的2530%F均氣動弦長處。特技機2740%在允許范圍內(nèi)，重心適當(dāng)靠 前，飛機比較穩(wěn)定。6 .確定機身長度。翼展和機身的比例一般是 70-80%。我選80%那么機身的長 度就確定為1200毫

9、米。7 .確定機頭的長度。機頭的長度（指機翼前緣到螺旋漿后平面的之間的距離）, 等于或小于翼展的15%我選定15%即為225毫米。8 .確定垂直尾翼的面積。垂直尾翼是用來保證飛機的縱向穩(wěn)定性的。垂直尾翼 面積越大，縱向穩(wěn)定性越好。當(dāng)然，垂直尾翼面積的大小，還要以飛機的速度而 定。速度大的飛機，垂直尾翼面積越大，反之就小。垂直尾翼面積占機翼的10% 因為我的是練習(xí)機，飛行速度不高，垂尾的面積可以小一些，我選9%通過計算，垂直尾翼面積應(yīng)為36450平方毫米。在保證垂直尾翼面積的基礎(chǔ)上， 垂直尾 翼的形狀，根據(jù)自己的喜好可自行設(shè)計。9 .確定方向舵的面積。方向舵面積約為垂直尾翼面積的25%通過計算得

10、出方向舵的面積約為9113平方毫米。如果是特技機，方向舵面積可增大。10 .確定水平尾翼的翼型和面積。 水平尾翼對整架飛機來說，也是一個很重要的 問題。我們有必要先搞清常規(guī)布局飛機的氣動配平原理。如圖。飛機配平示意圖K機升力的總曲點K機m心產(chǎn)生低頭力知水產(chǎn)尾翼產(chǎn)生拍頭力矩形象地講，飛機在空中的氣動平衡就像一個人挑水。肩膀是飛機升力的總焦點， 重心就是前面的水桶，水平尾翼就是后面的水桶。升力的總焦點不隨飛機迎角的 變化而變化，永遠(yuǎn)固定在一個點上。首先，重心是在升力總焦點的前部，所以它 起的作用是起低頭力矩。由此可知，水平尾翼和機翼的功能恰恰相反，它是用來 產(chǎn)生負(fù)升力的，所以它起的作用是抬頭力矩，

11、以達(dá)到飛機配平的目的。由此可知， 水平尾翼只能采用雙凸對稱翼型和平板翼型，不能采用有升力平凸翼型。水平尾翼的面積應(yīng)為機翼面積的20-25%我選定22%計算后得出水平尾翼的面積為 89100平方毫米。同時要注意，水平尾翼的寬度約等于 0.7個機翼的弦長。11 .確定升降舵面積。升降舵的面積約為水平尾翼積的 20-25%因為是練習(xí)機 升降不需要太靈敏，我選定20%通過計算得出升降舵面積約為17820平方毫米。 如果是特技機，升降舵面積可增大。12 o確定水平尾翼的安裝位置。從機翼前緣到水平尾翼之間的距離 （就是尾力臂 的長度），大致等于翼弦長的3倍。此距離短時，操縱時反應(yīng)靈敏，但是俯仰不精 確。此

12、距離長時，操縱反應(yīng)稍慢，但俯仰較精確。F3A的機身長度大于翼展就是 這個理論的實際應(yīng)用，它的目的主要是為了精確。因為我的是練習(xí)機，可以短一 些，我選2.85倍。那么，水平尾翼前緣應(yīng)安裝在距機翼前緣的785毫米處。垂直尾翼、水平尾翼和尾力臂這三個要素合起來，就是“尾容量”。尾容量的大 怎樣設(shè)計一架航模飛機小， 是說它對飛機的穩(wěn)定和姿態(tài)變化貢獻(xiàn)的大小。 這個問題我們用真飛機來說明一下。像米格 15 和 F16 高速飛行的飛機，為了保證在高速飛行時的縱向穩(wěn)定，其垂直尾翼設(shè)計得又大又高。像SU27和F18甚至設(shè)計成雙垂直尾翼。而像運輸機和客機，垂直尾翼就小得多。13確定起落架。一般飛機的起落架分前三點

13、和后三點兩種。前三點起落架，起飛降落時方向容易控制。 但著陸粗暴時很容易損壞起落架， 轉(zhuǎn)彎速度較快時容易向一邊側(cè)翻， 導(dǎo)致機翼和螺旋槳受損。 后三點雖然在起飛降落時的方向控不如前三點好。 但是其它方面較前三點都好。 尤其是它能承受粗暴著陸， 大大增加了初學(xué)者的信心。 所以， 我選用后三點。 前起落架的安裝位置一定要在飛機的重心前8 公分左右，以免滑跑時折跟頭。14確定發(fā)動機。一般講，滑翔機的功重比為0.5 左右。普通飛機的功重比為0.8 1 左右。特技機功重比大于 1 以上。我的練習(xí)機就不用計算了，根據(jù)經(jīng)驗選用三葉 40、 46 發(fā)動機。安裝發(fā)動機時，要有向下和向右安裝角，以解決螺旋槳的滑流對

14、飛機模型左偏航和高速飛行時因升力增大引起飛機模型抬頭的影響。其方法是以拉力軸線為基準(zhǔn)， 從后往前看， 發(fā)動機應(yīng)有右拉2 度， 下拉 1.5 度的安裝角。 當(dāng)然， 根據(jù)飛機的不同， 這個角度還要根據(jù)飛行中的實際情況作進(jìn)一步的調(diào)整。就功重比而言， 我們的航模飛機與真飛機有著很大的不同。 我們航模的功重比都能輕松的達(dá)到 1，而真飛機的功重比大都在0.3 至 0.6 之間，唯有高性能戰(zhàn)斗機才能接近或超過1。這也就是說，我們在飛航模中很多飛行都是在臨界失速和不嚴(yán)重的失速的情況下飛行的，如低速度下的急轉(zhuǎn)彎、急上升、吊機等。只是由于發(fā)動機的拉力大， 把失速這一情況掩蓋罷了。所以我們在飛航模時， 很少能飛出真

15、飛機那種感覺。 這也是我們很多朋友在飛像真機時， 很容易出現(xiàn)失速墜機的主要原因。第二步，繪制三面圖根據(jù)上面的設(shè)計和計算結(jié)果， 我們就可以繪制出自己需要的飛機了。 繪制三面圖的主要目的是為了得到您想要的飛機效果， 并確定每個部件的形狀和位置。 使您在以后的工作中，有一個基本的藍(lán)圖。我繪制的飛機不是很好看，側(cè)重了簡單、實用、制作容易的指導(dǎo)思想。繪三面圖時，我試著邊學(xué)邊用了 SolidWorks ，它和AUTO CAI同一個類型的軟件，但這個繪圖軟件更加簡單易用。怎樣設(shè)計一架航模飛機rrjq-;.ix7jii.LT.-jbr俯視圖FR(M WWU.5IRr,CCM正面和側(cè)視圖IHiXJg 40>

16、;c&dm a 5 。trnte玄靖昆 M-iiK 4fi制圖:Fum .51-C.COM框和翼型harm利時第三步，繪制結(jié)構(gòu)圖繪制結(jié)構(gòu)圖的主要目的是為了確定每個部件的布局和制作步驟。 如：哪個部件用 什么材料，先做哪個部件后作哪個部件，部件與部件的結(jié)合方法等等。如果您胸 有成竹，這一步可以省略。H8 H JjIjJ . . 1 - L . ILMK機結(jié)構(gòu)圖第四步，放樣和組裝。根據(jù)您繪制的圖紙，應(yīng)做一比一的放樣圖。目的是在組裝飛機各部件時，在放樣 圖上粘接各部件。這樣能做到直觀準(zhǔn)確，提高工作質(zhì)量。網(wǎng)上有很多介紹制作方 面的精品文章，大家可以參考，我就不再贅述了。我重點向朋友們講講在制作過程中， 機翼和水平尾翼安裝角的控制。安裝角的正 確與否，關(guān)系到飛機在空中的姿態(tài)能否有效地操控。 如果因安裝角誤差大到連各 舵面都無法調(diào)整時，后果就非常嚴(yán)重了，甚至要摔機的。機翼和水平尾翼的安裝 角都是以飛機的拉力軸線為基準(zhǔn)的，這架飛機的拉力軸線比較好找，從圖可知， A、F、G H隔框的