劉楚翹

（黑龍江省哈爾濱市第十一中學(xué) 150036）

簡析航模的構(gòu)建特點(diǎn)

劉楚翹

（黑龍江省哈爾濱市第十一中學(xué) 150036）

隨著我國科技水平不斷提高，航空模型也飛速發(fā)展起來。踐行航空模型活動(dòng)是一個(gè)階段性認(rèn)知性連續(xù)性的過程。針對高空模型的構(gòu)建特點(diǎn)進(jìn)行分析以及研究，闡述了航空模型的部件構(gòu)件情況以及機(jī)翼受力情況。

航空模型；阻力；原理；飛行；構(gòu)造

隨著我國航空事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對于小飛機(jī)和無人機(jī)的市場需求越來越旺盛，相關(guān)政策正在逐漸完善。自2011年開始，中國民航局在逐步放開低空飛行。對于現(xiàn)代中學(xué)生來講，這是一個(gè)空前的挑戰(zhàn)，表示他們將會(huì)帶領(lǐng)中國進(jìn)入飛行時(shí)代。在未來飛行器設(shè)計(jì)與飛行將會(huì)成為熱門職業(yè)與技能，航空模型也為這個(gè)時(shí)代提供最基礎(chǔ)的知識儲備，所以當(dāng)代青年應(yīng)當(dāng)在航空模型角度上進(jìn)行更深、更寬領(lǐng)域的研究。

1 航空模型簡介

航空模型是航空器模型的總稱，主要包括模型與模型飛機(jī)。航空模型主要分為四大類：線操縱類，仿真模型，自由飛類，無線電遙控類。對于航空模型的技術(shù)要求：航空模型的最大飛行重量低于等于5kg，最大升力面積低于或等于150km2，航空模型的發(fā)動(dòng)機(jī)、汽缸工作、容積應(yīng)當(dāng)?shù)陀诘扔?0cm2，最大的翼荷載應(yīng)當(dāng)?shù)陀?00g/km2。在航空模型的出世伊始，就受到人們的廣泛注意，引起人們濃厚的興趣，經(jīng)久不衰。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是因?yàn)楹娇漳Ｐ蛯萍既瞬诺呐囵B(yǎng)以及航空事業(yè)的發(fā)展都有著舉足輕重的影響。

2 航空模型的結(jié)構(gòu)

航空模型的整體結(jié)構(gòu)部件主要有多個(gè)孔和槽腔組成的雙面結(jié)構(gòu)，容易生產(chǎn)加工和變形，但是對航空模型的整體表面加工質(zhì)量難以控制，在航空模型的實(shí)際裝夾過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮模型的翻面加工，并且為其提供較好的支撐與定位。為航空模型結(jié)構(gòu)較為薄弱的地方，提供輔助支撐，在模型的外輪廓進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)當(dāng)持續(xù)進(jìn)行切削。航空模型從定位調(diào)整、緊壓調(diào)整、結(jié)構(gòu)調(diào)整幾方面分析，從航空模型的制造角度出發(fā)，主要方式有：真空吸附裝夾，機(jī)械和液壓可調(diào)夾具這三種方式。

3 概述航模飛機(jī)的組成部分及結(jié)構(gòu)特色

根據(jù)我國航空模型的結(jié)構(gòu)部件裝夾方式，需要精確分析并確定裝夾的位置與作用力大小以及順序情況，但是卻忽視了對高速切削作用力，這種現(xiàn)象將會(huì)給航空模型的后期部件加工或校正帶來很大麻煩。隨著我國對航空模型整體結(jié)構(gòu)部件加工的要求逐漸提高，模型表面的布局優(yōu)化研究也得到重視，所以青少年也應(yīng)當(dāng)對航空模型足夠重視并進(jìn)行動(dòng)手操作，積累相關(guān)科學(xué)知識和經(jīng)驗(yàn)，提高動(dòng)手能力。航模飛機(jī)一般與載人的飛機(jī)一樣，主要由機(jī)翼、尾翼、機(jī)身、起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)六部分組成。

（1）機(jī)翼——是模型飛機(jī)在正常飛行時(shí)提供升力的裝置，并且能夠保持模型飛機(jī)行駛的橫側(cè)穩(wěn)定性。

（2）尾翼——包括了垂直尾翼和水平尾翼兩種，垂直尾翼的作用是保持模型飛機(jī)在正常飛行時(shí)方向的穩(wěn)定，水平尾翼的作用可以保持模型飛機(jī)在飛行時(shí)俯沖和仰飛的穩(wěn)定，垂直尾翼上的方向舵可以有效的控制模型飛機(jī)飛行的方向，水平尾翼上有一個(gè)特殊的升降舵，其能夠控制模型飛機(jī)的正常升降。也有模型飛機(jī)使用的是V型尾翼，其需要混合控制，在一般的航空模型的控制器上都有此項(xiàng)功能，兩片向外傾斜的聯(lián)合控制升降舵與方向舵，更特殊的情況是機(jī)翼采用S翼型的無動(dòng)力滑翔機(jī)，S翼型的無動(dòng)力滑翔機(jī)只有垂直尾翼沒有水平尾翼。

（3）機(jī)身——是將模型的各個(gè)部分連接成一個(gè)整體的主體部分叫做機(jī)身，同時(shí)機(jī)身里面還可以裝載一些必要的控制元件、燃料和設(shè)備。

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)——提供飛行動(dòng)力，航空模型的飛行離不開發(fā)動(dòng)機(jī)。航空模型通常所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置有活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、橡筋束、電動(dòng)機(jī)。對于脈沖噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)以及空氣發(fā)動(dòng)機(jī)，較少采用，因?yàn)榇祟惏l(fā)動(dòng)機(jī)重量大、油耗大。

（5）起落架——主要提供航空模型的起飛、著陸與停放。機(jī)頭部分的起落架與機(jī)翼下方兩側(cè)的起落架稱之為“前三點(diǎn)式”。機(jī)頭兩側(cè)起落架與尾部起落架稱之為“后三點(diǎn)式”。

（6）控制系統(tǒng)——用來控制航空模型的空中機(jī)動(dòng)以及起飛轉(zhuǎn)向和降落?？刂葡到y(tǒng)主要分為：接收機(jī)、發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)相當(dāng)于遙控器，而接收機(jī)則在電子設(shè)備與飛機(jī)上進(jìn)行連接。高級航空模型具有可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳的裝置，例如空速表、升降率計(jì)、溫度傳感、高度計(jì)、FPV、GPS等。

4 如何提高航模的受力情況

航模載重加大，翼載荷隨之增加，這也要求起飛速度更高，要被克服的阻力更大，發(fā)動(dòng)機(jī)克服阻力，也就是提供拉力的能力更強(qiáng)，所以要換更大功率的馬達(dá)、電池、調(diào)速器等。另一方面，要減小阻力。誘導(dǎo)阻力占總阻力的比重很大，可以通過增大展弦比減小誘導(dǎo)阻力。但這樣下來翼載荷依然很大，所以要增加機(jī)翼面積，降低翼載荷，從而提高操縱性能。

結(jié)構(gòu)上可以用更輕的材料和工藝來減輕重量，比如改進(jìn)木構(gòu)架的結(jié)構(gòu)，掏減重孔等。材料方面可以用一些輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料，比如碳纖維、凱芙拉、玻璃鋼等。

氣動(dòng)布局可以參考滑翔機(jī)，有也可以創(chuàng)新比如串翼布局、雙尾撐、多發(fā)動(dòng)機(jī)、用溝槽翼提高有效升力等。

翼型的選擇，通過軟件（如profili等）進(jìn)行具體分析，往年的飛機(jī)模型一般用彎度比較大的翼型。從結(jié)構(gòu)上來說機(jī)翼要承重，所以不能太薄，要有一定的厚度。

通過減速齒輪組驅(qū)動(dòng)更大直徑的螺旋槳可以進(jìn)一步提高拉力，但結(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些，減速比和漿液直徑、螺距也要看情況而定。舵機(jī)一般靠近舵面布置，長度不夠可以用延長線。如果舵面太大可以用多個(gè)舵機(jī)+“Y”線并聯(lián)，“肩并肩”地一起推動(dòng)舵面。

5 結(jié)語

能夠在廣闊的藍(lán)天飛翔是很多學(xué)生所向往的。在當(dāng)今素質(zhì)教育極為重視的今天，我們高中生更應(yīng)該注重發(fā)展自身綜合能力。在學(xué)生時(shí)代，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)，航空模型項(xiàng)目中有句名言“三分飛行，七分修理”，高中生如果接觸航空模型，將會(huì)在航空模型的制作維修與調(diào)試上得到鍛煉，從而提高自身的動(dòng)手能力，同時(shí)在此過程中可以加強(qiáng)與人溝通交往的能力，培養(yǎng)合作意識和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。

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2016-10-3