簡析航模的構建特點

劉楚翹

（黑龍江省哈爾濱市第十一中學 150036）

簡析航模的構建特點

劉楚翹

（黑龍江省哈爾濱市第十一中學 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。踐行航空模型活動是一個階段性認知性連續(xù)性的過程。針對高空模型的構建特點進行分析以及研究，闡述了航空模型的部件構件情況以及機翼受力情況。

航空模型；阻力；原理；飛行；構造

隨著我國航空事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對于小飛機和無人機的市場需求越來越旺盛，相關政策正在逐漸完善。自2011年開始，中國民航局在逐步放開低空飛行。對于現(xiàn)代中學生來講，這是一個空前的挑戰(zhàn)，表示他們將會帶領中國進入飛行時代。在未來飛行器設計與飛行將會成為熱門職業(yè)與技能，航空模型也為這個時代提供最基礎的知識儲備，所以當代青年應當在航空模型角度上進行更深、更寬領域的研究。

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。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)動機、汽缸工作、容積應當?shù)陀诘扔?0cm2，最大的翼荷載應當?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，經久不衰。產生這一現(xiàn)象的主要原因是因為航空模型對科技人才的培養(yǎng)以及航空事業(yè)的發(fā)展都有著舉足輕重的影響。

2 航空模型的結構

航空模型的整體結構部件主要有多個孔和槽腔組成的雙面結構，容易生產加工和變形，但是對航空模型的整體表面加工質量難以控制，在航空模型的實際裝夾過程中，應當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。為航空模型結構較為薄弱的地方，提供輔助支撐，在模型的外輪廓進行加工時，應當持續(xù)進行切削。航空模型從定位調整、緊壓調整、結構調整幾方面分析，從航空模型的制造角度出發(fā)，主要方式有：真空吸附裝夾，機械和液壓可調夾具這三種方式。

3 概述航模飛機的組成部分及結構特色

根據(jù)我國航空模型的結構部件裝夾方式，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構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，所以青少年也應當對航空模型足夠重視并進行動手操作，積累相關科學知識和經驗，提高動手能力。航模飛機一般與載人的飛機一樣，主要由機翼、尾翼、機身、起落架、發(fā)動機和控制系統(tǒng)六部分組成。

（1）機翼——是模型飛機在正常飛行時提供升力的裝置，并且能夠保持模型飛機行駛的橫側穩(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在正常飛行時方向的穩(wěn)定，水平尾翼的作用可以保持模型飛機在飛行時俯沖和仰飛的穩(wěn)定，垂直尾翼上的方向舵可以有效的控制模型飛機飛行的方向，水平尾翼上有一個特殊的升降舵，其能夠控制模型飛機的正常升降。也有模型飛機使用的是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，更特殊的情況是機翼采用S翼型的無動力滑翔機，S翼型的無動力滑翔機只有垂直尾翼沒有水平尾翼。

（3）機身——是將模型的各個部分連接成一個整體的主體部分叫做機身，同時機身里面還可以裝載一些必要的控制元件、燃料和設備。

（4）發(fā)動機——提供飛行動力，航空模型的飛行離不開發(fā)動機。航空模型通常所采用的發(fā)動機裝置有活塞式發(fā)動機、渦輪噴氣式發(fā)動機、橡筋束、電動機。對于脈沖噴氣式發(fā)動機、轉子發(fā)動機以及空氣發(fā)動機，較少采用，因為此類發(fā)動機重量大、油耗大。

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

（6）控制系統(tǒng)——用來控制航空模型的空中機動以及起飛轉向和降落。控制系統(tǒng)主要分為：接收機、發(fā)射機。發(fā)射機相當于遙控器，而接收機則在電子設備與飛機上進行連接。高級航空模型具有可以將數(shù)據(jù)進行回傳的裝置，例如空速表、升降率計、溫度傳感、高度計、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)動機克服阻力，也就是提供拉力的能力更強，所以要換更大功率的馬達、電池、調速器等。另一方面，要減小阻力。誘導阻力占總阻力的比重很大，可以通過增大展弦比減小誘導阻力。但這樣下來翼載荷依然很大，所以要增加機翼面積，降低翼載荷，從而提高操縱性能。

結構上可以用更輕的材料和工藝來減輕重量，比如改進木構架的結構，掏減重孔等。材料方面可以用一些輕質高強的復合材料，比如碳纖維、凱芙拉、玻璃鋼等。

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

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

通過減速齒輪組驅動更大直徑的螺旋槳可以進一步提高拉力，但結構要復雜一些，減速比和漿液直徑、螺距也要看情況而定。舵機一般靠近舵面布置，長度不夠可以用延長線。如果舵面太大可以用多個舵機+“Y”線并聯(lián)，“肩并肩”地一起推動舵面。

5 結語

能夠在廣闊的藍天飛翔是很多學生所向往的。在當今素質教育極為重視的今天，我們高中生更應該注重發(fā)展自身綜合能力。在學生時代，應當加強動手能力的培養(yǎng)，航空模型項目中有句名言“三分飛行，七分修理”，高中生如果接觸航空模型，將會在航空模型的制作維修與調試上得到鍛煉，從而提高自身的動手能力，同時在此過程中可以加強與人溝通交往的能力，培養(yǎng)合作意識和實事求是的科學作風。

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1004-7344（2016）29-0293-01

2016-10-3