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，航空模型也飛速發展起來。踐行航空模型活動是一個階段性認知性連續性的過程。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

隨著我國航空事業的蓬勃發展，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。對于現代中學生來講，這是一個空前的挑戰，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，航空模型的發動機、汽缸工作、容積應當低于等于10cm2，最大的翼荷載應當低于100g/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。產生這一現象的主要原因是因為航空模型對科技人才的培養以及航空事業的發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，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、發動機和控制系統六部分組成。

（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）發動機——提供飛行動力，航空模型的飛行離不開發動機。航空模型通常所采用的發動機裝置有活塞式發動機、渦輪噴氣式發動機、橡筋束、電動機。對于脈沖噴氣式發動機、轉子發動機以及空氣發動機，較少采用，因為此類發動機重量大、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——用來控制航空模型的空中機動以及起飛轉向和降落。控制系統主要分為：接收機、發射機。發射機相當于遙控器，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據進行回傳的裝置，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，有也可以創新比如串翼布局、雙尾撐、多發動機、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，“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展自身綜合能力。在學生時代，應當加強動手能力的培養，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