F3A飞机设计案例讲义.docVIP

下面，我们开始咯, 首先是枯燥的理论部分一、设计篇：现代运动讲求姿态控制精准，动作细腻柔和，飞行速度均匀稳定。其大部分动作基本在一个面内完成，运动轨迹基本由规则的几何图形组成，包括大量的滚转、倒飞、侧飞和垂直飞行动作，努力达到和更好地完成这些飞行动作是设计工作的基本方向。特技机的气动外形是基于比赛需要而设计的，随不同时代技术进步以及飞行动作发展而不断进化。由早期的大翼展（翼展大于机身长度）过渡到现在的长机身（翼展与机身长度基本相同，或机身长度略大于翼展），由较小的机身侧投影面积发展为较大的投影面积等无不体现着这些变化。据此，对各种姿态下飞行稳定和平衡的追求，作为整体思路贯穿在本架飞机的设计之中长的尾力臂可以使姿态控制更加柔和，适中的主翼根梢比提供了均衡的横侧稳定性，大的尾舵面弥补了长尾臂带来的操纵迟缓，以完成礼帽等直角空中动作，高而窄的机身使飞机有着较大的侧投影面积，尽量以较小的倾角完成侧飞动作由于此模型为小型特技机，我不希望其飞行速度过快，不然就缺少了一种稳定感。同时为了使之在做俯冲或垂直下降动作时也尽量保持匀速稳定飞行，在设计过程中增大和利用了形状阻力。比如，使用成熟的作为主翼翼型以提高相对小雷诺数机翼模型飞行时的稳定性和抗失速性；适当降低了一些翼载荷约，以求降低整机的惯性力矩，用以弥补使用这类翼型造成的直角动作的相对迟缓；尾翼均使用带翼型的。垂直尾翼的设计，尝试了年克里斯托弗的参赛机型的特点，加大了方向舵的后缘厚度，以期达到更好的直线性。垂直安定面采用标准翼身融合的设计，增加了其下部靠近机身纵轴的前缘厚度，然后过渡到较薄的翼尖。这样即可增大整架飞机的纵轴上尾部阻力，同时尽量保持各向气动布局均匀，使飞行更加稳定。大致确定各项基本参数：外形尺寸：重量：翼载荷：约主翼面积：约水平尾翼面积：机身侧投影面积：约，侧飞载荷约为推重比：约无刷马达：电调：动力电池：螺旋桨：选购的动力系统经过实测，最大可提供约的静拉力（，持续电流，约输入功率，使用测得）。为尽量接近实际飞行中的环境，测试时使用了稍大一些桨距的螺旋桨。日后在实际飞行时还将实验和的螺旋桨。考虑到电池组的放电时压降特性以及动力系统不至过载，取作为实际拉力。将数据代入以及中验证，基本吻合。此动力系统并不需要这样大的电流，但考虑到保留负载余量和日后的需要，还是决定使用大一些的电调。??整机使用松木，桐木，轻木和层板制作。手中各种材料的密度经测量如下?根据表中数据可见这几种常用的材料中层板，松木，桐木，轻木密度比大致为。我国出产的桐木有着良好的机械性能和低廉的价格，在这架飞机的设计制作中被大量使用，比如翼肋，一般可使用轻木，本方案中使用了桐木，重量相差不大，强度没有降低。轻木主要用于外蒙板和需要大面积粘接的地方，因为在胶粘领域，粘接面积是王道，这时轻木的优势就体现出来了，当然还需考虑木材纹理的搭配。本机使用的遥控接收设备，可选择接收机。有时见到朋友将其微型接收机用在大飞机上，非常为之担心。实际上该飞行器接收机系列从遥控距离上是有区分的，主要分为和两类。用于微型或小型电固机型和及以下级别的直升机。系列没有限制，同时一般带有子接收，受控距离更远，也更稳定。由于笔者手中的电调没有接收机供电输出，考虑到重量控制的因素，没有选用电池组供电，而是根据整机舵机的综合输入功率单独购买了与之匹配的。对于此级别模型，接收系统的供电原则基本为在舵机负载情况下（可用手按压各个舵面模拟其空中受力情况）电压始终不应低于，持续电流不应大于，峰值电流不应大于，不然的话需考虑使用更大容量的供电系统，比如并联供电电池组或采用更大输出的等。使用个公斤级扭矩的舵机分别控制左右副翼，飞行中还可开启遥控器中襟副翼功能和升降舵混控功能使直角动作更加利落地完成，用以弥补未使用层流翼型带来的不足。整机翼载荷不大，主翼翼型前缘饱满抗失速性好，所以着陆时无需使用襟副翼升降舵混控。由于的飞行特点，尾部舵面在飞行中受力较大，选用了个公斤扭矩的舵机分别控制方向舵和升降舵。起落架没有选用收方式总成，使用铝材自制。从现代模型来看，后掠式起落架已成主流，外形美观，结构简单，可缓解着陆时的弹跳现象，当然过硬的着陆技术比单纯加强起落架更有效。至此，整机的配置和结构已经基本确定，下面我们将进入此架飞机三维设计和三维虚拟制作部分。