韓偉 宗劍

摘 要：航空模型是遵循航空器的飛行原理并以航空器的外形通過比例縮小后制作的一種不載人的飛行器。在飛機(jī)研制中，航空模型是一種不可缺少的研制手段，它在航空產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)起著重要作用。而如今的航模已經(jīng)不再是航空航天專家們的專屬領(lǐng)域了，它已經(jīng)成為了飛行愛好者的一種學(xué)習(xí)和運(yùn)動手段。本文以某型固定翼電動航模飛機(jī)為例，從航模飛機(jī)的總體設(shè)計到具體的制作過程做了闡述，最后介紹了航模在飛行中基本的操控方法和技巧。

關(guān)鍵詞：航模;設(shè)計;制作;飛行

中圖分類號：G642 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

航空模型作為飛機(jī)設(shè)計制造過程中的一種重要方法，如今已成為航空航天專業(yè)學(xué)生及飛行愛好者的一種學(xué)習(xí)和運(yùn)動手段。航?；顒邮且豁?xiàng)融合了多學(xué)科、綜合性的航空航天科技創(chuàng)新實(shí)踐和試驗(yàn)活動，涉及機(jī)械制造、空氣動力學(xué)、材料力學(xué)、控制技術(shù)等諸多學(xué)科領(lǐng)域。通過航模運(yùn)動，能夠進(jìn)一步拓展和提升學(xué)生及愛好者的學(xué)科知識綜合運(yùn)用以及創(chuàng)新實(shí)踐能力。本文以某型固定翼電動航模飛機(jī)為例，著重介紹了其設(shè)計制作過程以及基本飛行操控方法和技巧。

1 航模總體設(shè)計

飛機(jī)總體設(shè)計包括：概念性設(shè)計、初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計。

概念設(shè)計的目的是對飛機(jī)的氣動布局、性能、重量水平、電子原件和費(fèi)用等方面進(jìn)行初步和方向性的探討;初步設(shè)計則是在概念設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多種氣動布局方案的對比和研究，以及機(jī)翼、機(jī)身、尾翼的形狀、設(shè)計參數(shù)的確定;詳細(xì)設(shè)計是對航模材料、氣動外形以及發(fā)動機(jī)推力等具體性能數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和確定。最后利用CAD軟件進(jìn)行繪圖。初始設(shè)計尺寸為翼展80cm，全長95cm，空機(jī)重量為250g，最大起飛重量為900g。圖1為固定翼電動航模飛機(jī)設(shè)計效果圖。

2 航模制作過程

（1）首先要選定要做的機(jī)型，并計算好飛機(jī)的各個重要尺寸參數(shù)，最終根據(jù)算好的飛機(jī)尺寸按照一定的比例關(guān)系畫到圖紙上。

（2）根據(jù)飛機(jī)圖紙上的部件尺寸，按照實(shí)際大小畫在KT板上。

（3）將在KT板上畫好的部件用美工刀切割出來，注意切割的精度，如圖2所示。

（4）粘貼固定部件用KT板專用的泡沫膠或者熱熔膠粘貼已經(jīng)切割好的部件。

（5）制作機(jī)翼，機(jī)翼的制作是難點(diǎn)，為了能更好的把機(jī)翼折疊成弧形，提前在機(jī)翼的模板上做好溝槽。最終機(jī)翼呈平凸型。

（6）將舵機(jī)安裝到主翼上，并把飛機(jī)整個動力系統(tǒng)連接起來（螺旋漿+無刷電機(jī)+遙控接收機(jī)+鋰電池+無刷電調(diào)），如圖3所示。最后把動力系統(tǒng)固定到機(jī)艙內(nèi)，完成固定翼航模飛機(jī)的制作。

3 航模飛行操控

3.1 直線飛行

直線飛行是所有飛行動作的基礎(chǔ)，而航模飛機(jī)由于氣流的影響并不能保持長時間的直線飛行，因此必須在飛機(jī)出現(xiàn)偏航時及時地進(jìn)行修正，才能控制飛機(jī)在空中保持直線飛行。在直線飛行中出現(xiàn)的偏航狀態(tài)主要有兩種，即方向的改變和俯仰姿態(tài)的改變。（1）方向偏航的修正。方向偏航有兩種情況。一種是指模型飛機(jī)偏離了航線。例如當(dāng)模型飛機(jī)出現(xiàn)右偏航時，先向左壓副翼，壓完副翼要回中，直到飛機(jī)飛回到原航線，此時機(jī)翼還處于向左傾斜狀態(tài)，因此要壓右副翼擺平，模型飛機(jī)繼續(xù)沿著航線飛行。另一種偏航是飛機(jī)仍處于航線中，只是機(jī)翼出現(xiàn)微小傾斜，但只要飛機(jī)沒有偏離航線，那么只需要迅速擺平機(jī)翼即可。（2）俯仰偏航的修正。當(dāng)模型飛機(jī)受到氣流的影響出現(xiàn)抬頭爬升時，先推桿使飛機(jī)飛回到原航線，推桿完畢要回中，直到飛機(jī)飛回原來的航線位置，然后稍拉桿使模型飛機(jī)恢復(fù)平飛，繼續(xù)按原航線飛行。

3.2 水平轉(zhuǎn)彎

水平轉(zhuǎn)彎則是航模飛行中的難點(diǎn)，以左轉(zhuǎn)彎為例，當(dāng)模型飛機(jī)飛到轉(zhuǎn)彎半徑的切線處時，先壓左副翼，使機(jī)翼向左傾斜，然后副翼操縱桿回中，同時適當(dāng)拉桿，并一直保持拉桿的狀態(tài)使模型飛機(jī)向左盤旋轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎過程中不能讓模型飛機(jī)掉高度，要在同一水平面（即同一高度）上完成轉(zhuǎn)彎過程。當(dāng)轉(zhuǎn)彎將要完成、機(jī)頭將要對正航線時，向反方向壓副翼擺平機(jī)翼，擺平后副翼操縱桿迅速回中，當(dāng)機(jī)頭對正航線時升降舵回中，轉(zhuǎn)彎動作結(jié)束，飛機(jī)再次進(jìn)入直線飛行。

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基金項(xiàng)目：江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級課題資助項(xiàng)目（JATC19010111）

作者簡介：韓偉，碩士，助教，主要從事飛行原理教學(xué)與研究工作。