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模型飛機(jī)制作的一些基本規(guī)則

 yongmao 2012-12-09
模型飛機(jī)制作的一些基本規(guī)則
點(diǎn)擊:4846次  發(fā)布時(shí)間:網(wǎng)絡(luò)2009/8/18 10:24:18
第一步,整體設(shè)計(jì)

    1、確定翼型
    我們要根據(jù)模型飛機(jī)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(jī)的翼型大致分為三種。一是平凸翼型,這種翼型的特點(diǎn)是升力大,尤其是低速飛
行時(shí)。不過,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(jī)和像真機(jī)上。二是
雙凸翼型。其中雙凸對(duì)稱翼型的特點(diǎn)是在有一定迎角下產(chǎn)生升力,零度迎角時(shí)不產(chǎn)生升力
。飛機(jī)在正飛和到飛時(shí)的機(jī)頭俯仰變化不大。這種翼型主要應(yīng)用在特技機(jī)上。三是凹凸翼
型。這種翼型升力較大,尤其是在慢速時(shí)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(jī)上和特種飛機(jī)上。另外,機(jī)翼的厚度也是有講究的。同一個(gè)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。 
實(shí)際上就選用翼型而言,它是一個(gè)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(jī)所需的雷諾數(shù),再根據(jù)相應(yīng)的雷諾數(shù)
和您的機(jī)型找出合適的翼型。還有,很多真飛機(jī)的翼型并不能直接用于模型飛機(jī),等等。
這個(gè)問題在這就不詳述了。 
機(jī)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)。 
矩形翼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gè)作用是能在機(jī)翼安裝角為0度時(shí),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,翼根受力大,根部要做特
別加強(qiáng)。這種機(jī)翼主要用在高速飛機(jī)上。紡錘翼的受力比較均勻,制作難度也不小,這種
機(jī)翼主要用在像真機(jī)上。翼梢的處理。由于機(jī)翼下面的壓力大于機(jī)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(dòng)機(jī)功率都會(huì)
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。 
2、確定機(jī)翼的面積
    模型飛機(jī)能不能飛起來,好不好飛,起飛降落速度快不快,翼載荷非常重要。一般講
,滑翔機(jī)的翼載荷在35克/平方分米以下,普通固定翼飛機(jī)的翼載荷為35-100克/平方分米
,像真機(jī)的翼載荷在100克/平方分米,甚至更多。還有,普通固定翼飛機(jī)的展弦比應(yīng)在5-
6之間。
3、確定副翼的面積
    機(jī)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(jī)翼面積的20%左右,其長(zhǎng)
度應(yīng)為機(jī)翼的30-80%之間。 
4、確定機(jī)翼安裝角
    以飛機(jī)拉力軸線為基準(zhǔn), 機(jī)翼的翼弦線與拉力軸線的夾角就是機(jī)翼安裝角。機(jī)翼安裝
角應(yīng)在正0 -3度之間。機(jī)翼設(shè)計(jì)安裝角的目的,是為了為使飛機(jī)在低速下有較高的升力。
設(shè)計(jì)時(shí)要不要安裝角,主要看飛機(jī)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(duì)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(jī),為了保證飛機(jī)
在起飛著陸和慢速度飛行時(shí)有較大的升力,需要設(shè)計(jì)安裝角。任何事物都是一分為二的,
設(shè)計(jì)有安裝角的飛機(jī),飛行阻力大,會(huì)消耗一部分發(fā)動(dòng)機(jī)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。
4、確定機(jī)翼上反角
    機(jī)翼的上反角,是為了保證飛機(jī)橫向的穩(wěn)定性。有上反角的飛機(jī),當(dāng)機(jī)翼副翼不起作
用時(shí)還能用方向舵轉(zhuǎn)彎。上反角越大,飛機(jī)的橫向穩(wěn)定性就越好,反之就越差。但是,上
反角也有它的兩面性。飛機(jī)橫向太穩(wěn)定了,反而不利于快速橫滾,這恰恰又是特技機(jī)所不
需要的。所以,一般特技機(jī)采取0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(jī)就頭沉,起飛降落抬頭困難。同時(shí),飛行中
因需大量的升降舵來配平,也消耗了大量動(dòng)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(jī)的重心在機(jī)翼前緣后的25~30%平均氣動(dòng)弦長(zhǎng)處。特技機(jī)27
~40%。在允許范圍內(nèi),重心適當(dāng)靠前,飛機(jī)比較穩(wěn)定。 
6、確定機(jī)身長(zhǎng)度
    翼展和機(jī)身的比例一般是70--80%。 
7、確定機(jī)頭的長(zhǎng)度
    機(jī)頭的長(zhǎng)度(指機(jī)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%。
8、確定垂直尾翼的面積
    垂直尾翼是用來保證飛機(jī)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(jī)的速度而定。速度大的飛機(jī),垂直尾翼面積越大,
反之就小。垂直尾翼面積占機(jī)翼的10%。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(jì)。 
9、確定方向舵的面積
    方向舵面積約為垂直尾翼面積的25%。如果是特技機(jī),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(duì)整架飛機(jī)來說,也是一個(gè)很重要的問題。我們有必要先搞清常規(guī)布局飛機(jī)
的氣動(dòng)配平原理。形象地講,飛機(jī)在空中的氣動(dòng)平衡就像一個(gè)人挑水。肩膀是飛機(jī)升力的
總焦點(diǎn),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(diǎn)不隨飛機(jī)迎角的
變化而變化,永遠(yuǎn)固定在一個(gè)點(diǎn)上。首先,重心是在升力總焦點(diǎn)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(jī)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,以達(dá)到飛機(jī)配平的目的。由此可知,水平尾翼只能采用雙凸對(duì)
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(jī)翼面積的20-25%。
我選定22%,計(jì)算后得出水平尾翼的面積為89100平方毫米。同時(shí)要注意,水平尾翼的寬度
約等于0.7個(gè)機(jī)翼的弦長(zhǎng)。 
11、確定升降舵面積
    升降舵的面積約為水平尾翼積的20-25%。如果是特技機(jī),升降舵面積可增大。 
12、確定水平尾翼的安裝位置
    從機(jī)翼前緣到水平尾翼之間的距離(就是尾力臂的長(zhǎng)度),大致等于翼弦長(zhǎng)的3倍。此
距離短時(shí),操縱時(shí)反應(yīng)靈敏,但是俯仰不精確。此距離長(zhǎng)時(shí),操縱反應(yīng)稍慢,但俯仰較精確
。F3A的機(jī)身長(zhǎng)度大于翼展就是這個(gè)理論的實(shí)際應(yīng)用,它的目的主要是為了精確。
    垂直尾翼、水平尾翼和尾力臂這三個(gè)要素合起來,就是“尾容量”。尾容量的大小,
是說它對(duì)飛機(jī)的穩(wěn)定和姿態(tài)變化貢獻(xiàn)的大小。這個(gè)問題我們用真飛機(jī)來說明一下。像米格
15和F16高速飛行的飛機(jī),為了保證在高速飛行時(shí)的縱向穩(wěn)定,其垂直尾翼設(shè)計(jì)得又大又高
。像SU27和F18甚至設(shè)計(jì)成雙垂直尾翼。而像運(yùn)輸機(jī)和客機(jī),垂直尾翼就小得多。 
13、確定起落架
    一般飛機(jī)的起落架分前三點(diǎn)和后三點(diǎn)兩種。前三點(diǎn)起落架,起飛降落時(shí)方向容易控制
。但著陸粗暴時(shí)很容易損壞起落架,轉(zhuǎn)彎速度較快時(shí)容易向一邊側(cè)翻,導(dǎo)致機(jī)翼和螺旋槳
受損。后三點(diǎn)雖然在起飛降落時(shí)的方向控不如前三點(diǎn)好。但是其它方面較前三點(diǎn)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。前起落架的安裝位置一定要在飛機(jī)的
重心前8公分左右,以免滑跑時(shí)折跟頭。 
14、確定發(fā)動(dòng)機(jī)
    一般講,滑翔機(jī)的功重比為0.5左右。普通飛機(jī)的功重比為0.8—1左右。特技機(jī)功重比
大于1以上。安裝發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),要有向下和向右安裝角,以解決螺旋槳的滑流對(duì)飛機(jī)模型左偏
航和高速飛行時(shí)因升力增大引起飛機(jī)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(dòng)機(jī)應(yīng)有右拉2度,下拉1.5度的安裝角。當(dāng)然,根據(jù)飛機(jī)的不同,這個(gè)角度還
要根據(jù)飛行中的實(shí)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(jī)與真飛機(jī)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(jī)的功重比大都在0.3至0.6之間,唯有高性能戰(zhàn)斗機(jī)才能接近或超過1
。這也就是說,我們?cè)陲w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(jī)等。只是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的拉力大,把失速這一情況掩
蓋罷了。所以我們?cè)陲w航模時(shí),很少能飛出真飛機(jī)那種感覺。這也是我們很多朋友在飛像
真機(jī)時(shí),很容易出現(xiàn)失速墜機(jī)的主要原因。

第二步,繪制三面圖 

    根據(jù)上面的設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)果,我們就可以繪制出自己需要的飛機(jī)了。繪制三面圖的主
要目的是為了得到您想要的飛機(jī)效果,并確定每個(gè)部件的形狀和位置。使您在以后的工作
中,有一個(gè)基本的藍(lán)圖。

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(gè)部件的布局和制作步驟。如:哪個(gè)部件用什么
材料,先做哪個(gè)部件后作哪個(gè)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。 

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(jī)各部件時(shí),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。

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