简析航模的构建特点

刘楚翘

（黑龙江省哈尔滨市第十一中学 150036）

简析航模的构建特点

刘楚翘

（黑龙江省哈尔滨市第十一中学 150036）

随着我国科技水平不断提高，航空模型也飞速发展起来。践行航空模型活动是一个阶段性认知性连续性的过程。针对高空模型的构建特点进行分析以及研究，阐述了航空模型的部件构件情况以及机翼受力情况。

航空模型；阻力；原理；飞行；构造

随着我国航空事业的蓬勃发展，对于小飞机和无人机的市场需求越来越旺盛，相关政策正在逐渐完善。自2011年开始，中国民航局在逐步放开低空飞行。对于现代中学生来讲，这是一个空前的挑战，表示他们将会带领中国进入飞行时代。在未来飞行器设计与飞行将会成为热门职业与技能，航空模型也为这个时代提供最基础的知识储备，所以当代青年应当在航空模型角度上进行更深、更宽领域的研究。

1 航空模型简介

航空模型是航空器模型的总称，主要包括模型与模型飞机。航空模型主要分为四大类：线操纵类，仿真模型，自由飞类，无线电遥控类。对于航空模型的技术要求：航空模型的最大飞行重量低于等于5kg，最大升力面积低于或等于150km2，航空模型的发动机、汽缸工作、容积应当低于等于10cm2，最大的翼荷载应当低于100g/km2。在航空模型的出世伊始，就受到人们的广泛注意，引起人们浓厚的兴趣，经久不衰。产生这一现象的主要原因是因为航空模型对科技人才的培养以及航空事业的发展都有着举足轻重的影响。

2 航空模型的结构

航空模型的整体结构部件主要有多个孔和槽腔组成的双面结构，容易生产加工和变形，但是对航空模型的整体表面加工质量难以控制，在航空模型的实际装夹过程中，应当充分考虑模型的翻面加工，并且为其提供较好的支撑与定位。为航空模型结构较为薄弱的地方，提供辅助支撑，在模型的外轮廓进行加工时，应当持续进行切削。航空模型从定位调整、紧压调整、结构调整几方面分析，从航空模型的制造角度出发，主要方式有：真空吸附装夹，机械和液压可调夹具这三种方式。

3 概述航模飞机的组成部分及结构特色

根据我国航空模型的结构部件装夹方式，需要精确分析并确定装夹的位置与作用力大小以及顺序情况，但是却忽视了对高速切削作用力，这种现象将会给航空模型的后期部件加工或校正带来很大麻烦。随着我国对航空模型整体结构部件加工的要求逐渐提高，模型表面的布局优化研究也得到重视，所以青少年也应当对航空模型足够重视并进行动手操作，积累相关科学知识和经验，提高动手能力。航模飞机一般与载人的飞机一样，主要由机翼、尾翼、机身、起落架、发动机和控制系统六部分组成。

（1）机翼——是模型飞机在正常飞行时提供升力的装置，并且能够保持模型飞机行驶的横侧稳定性。

（2）尾翼——包括了垂直尾翼和水平尾翼两种，垂直尾翼的作用是保持模型飞机在正常飞行时方向的稳定，水平尾翼的作用可以保持模型飞机在飞行时俯冲和仰飞的稳定，垂直尾翼上的方向舵可以有效的控制模型飞机飞行的方向，水平尾翼上有一个特殊的升降舵，其能够控制模型飞机的正常升降。也有模型飞机使用的是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项功能，两片向外倾斜的联合控制升降舵与方向舵，更特殊的情况是机翼采用S翼型的无动力滑翔机，S翼型的无动力滑翔机只有垂直尾翼没有水平尾翼。

（3）机身——是将模型的各个部分连接成一个整体的主体部分叫做机身，同时机身里面还可以装载一些必要的控制元件、燃料和设备。

（4）发动机——提供飞行动力，航空模型的飞行离不开发动机。航空模型通常所采用的发动机装置有活塞式发动机、涡轮喷气式发动机、橡筋束、电动机。对于脉冲喷气式发动机、转子发动机以及空气发动机，较少采用，因为此类发动机重量大、油耗大。

（5）起落架——主要提供航空模型的起飞、着陆与停放。机头部分的起落架与机翼下方两侧的起落架称之为“前三点式”。机头两侧起落架与尾部起落架称之为“后三点式”。

（6）控制系统——用来控制航空模型的空中机动以及起飞转向和降落。控制系统主要分为：接收机、发射机。发射机相当于遥控器，而接收机则在电子设备与飞机上进行连接。高级航空模型具有可以将数据进行回传的装置，例如空速表、升降率计、温度传感、高度计、FPV、GPS等。

4 如何提高航模的受力情况

航模载重加大，翼载荷随之增加，这也要求起飞速度更高，要被克服的阻力更大，发动机克服阻力，也就是提供拉力的能力更强，所以要换更大功率的马达、电池、调速器等。另一方面，要减小阻力。诱导阻力占总阻力的比重很大，可以通过增大展弦比减小诱导阻力。但这样下来翼载荷依然很大，所以要增加机翼面积，降低翼载荷，从而提高操纵性能。

结构上可以用更轻的材料和工艺来减轻重量，比如改进木构架的结构，掏减重孔等。材料方面可以用一些轻质高强的复合材料，比如碳纤维、凯芙拉、玻璃钢等。

气动布局可以参考滑翔机，有也可以创新比如串翼布局、双尾撑、多发动机、用沟槽翼提高有效升力等。

翼型的选择，通过软件（如profili等）进行具体分析，往年的飞机模型一般用弯度比较大的翼型。从结构上来说机翼要承重，所以不能太薄，要有一定的厚度。

通过减速齿轮组驱动更大直径的螺旋桨可以进一步提高拉力，但结构要复杂一些，减速比和浆液直径、螺距也要看情况而定。舵机一般靠近舵面布置，长度不够可以用延长线。如果舵面太大可以用多个舵机+“Y”线并联，“肩并肩”地一起推动舵面。

5 结语

能够在广阔的蓝天飞翔是很多学生所向往的。在当今素质教育极为重视的今天，我们高中生更应该注重发展自身综合能力。在学生时代，应当加强动手能力的培养，航空模型项目中有句名言“三分飞行，七分修理”，高中生如果接触航空模型，将会在航空模型的制作维修与调试上得到锻炼，从而提高自身的动手能力，同时在此过程中可以加强与人沟通交往的能力，培养合作意识和实事求是的科学作风。

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1004-7344（2016）29-0293-01

2016-10-3