初学固定翼制作指导 华南农业大学航模协会 工程学院12级——梁伟俊 目录 • 一．航模定义 • 二．固定翼飞行原理简介 • 三. 实际制作过程 • 四．固定翼飞机主要的组成及常用术语 • 五．介绍电子元件、配件以及制作工具 • 六．固定翼飞机设计原理 • 七. 试飞并微调 一．航模定义 一.航模定义 • 在国际航联制定的竞赛规则里明确规定“航空模型是一 种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有发动机的， 不能载人的航空器，就叫航空模型 • 1、什么叫飞机模型一般认为不能飞行的，以某种飞机的 实际尺寸按一定比例制作的模型叫飞机模型 • 2、什么叫模型飞机一般称能在空中飞行的模型为模型飞 机，叫航空模型分类：固定翼（大家看新闻马来西亚的 那架失事飞机就属于固定翼）、直升机，多旋翼 二.固定翼飞行原理简介 飞机在飞行过程中受到四种作用力： • 升力----由机翼产生的向上作用力 • 重力----与升力相反的向下作用力，由飞机及其 运载的人员、货物、设备的重量产生 • 推力----由发动机产生的向前作用力 • 阻力----由空气阻力产生的向后作用力，能使飞 机减速 产生升力的主要原因： • 1.（不对称翼型固定翼）伯努利定律是空气动力最重要的公式，简 单的说流体的速度越大，静压力越小，速度越小，静压力越大，这里 说的流体一般是指空气或水，在这里当然是指空气，设法使机翼上部 空气流速较快，静压力则较小，机翼下部空气流速较慢，静压力较大 ，两边互相较力，于是机翼就被往上推去，然后飞机就飞起来，以前 的理论认为两个相邻的空气质点同时由机翼的前端往后走，一个流经 机翼的上缘，另一个流经机翼的下缘，两个质点应在机翼的后端相会 合，经过仔细的计算后发觉如依上述理论，上缘的流速不够大，机翼 应该无法产生那么大的升力，现在经风洞实验已证实，两个相邻空气 的质点流经机翼上缘的质点会比流经机翼的下缘质点先到达后缘。
• 2.（对称翼型固定翼）攻角（迎角）: 当飞机的机翼为对称形状， 气流沿着机翼对称轴流动时，由于机翼两个表面的形状一样，因而气 流速度一样，所产生的压力也一样，此时机翼不产生升力但是当对 称机翼以一定的倾斜角（称为攻角或迎角）在空气中运动时，就会出 现与非对称机翼类似的流动现象，使得上下表面的压力不一致，从而 也会产生升力 产生升力的主要原因： 三. 实际制作过程 1.确定机型并设计 飞机 首先要选好你 要做的机型，计算 好飞机的各个重要 尺寸参数，根据算 好的飞机尺寸按照 比例关系画在图纸 上，因为我们要用 KT板制作飞机部 件，所以图纸要呈 现出各个制作部件 的形状尺寸 2.制作部件 根据飞机图纸上的部件尺寸，按照实际大小画在KT板上 3.切割部件 将在KT板上画好的部件用美工刀切割出来，注意切割的精度 4.粘贴固定部件 用KT板专用的泡沫胶或者热熔胶粘贴切割下来的部件 机翼的制作是难点，图上的沟槽是为了下一步把机翼折叠成弧形， 机翼铺有碳纤维杆加强机翼强度 如图：机翼呈平凸型 上图为舵机舵机的作用是控制飞机各个主要翼面上舵面的活 动） 如图为主翼的最终成型，主翼上的副翼由舵机控制，控制方式如图 所示（注：还有其他控制方式） 如图为水平尾翼和垂直尾翼的安装以及舵机的控制方式（注：水平 尾翼的舵机没显示出来） 如图为无 刷电机， 作为飞机 的动力源 。
如图为无刷 电调，它的 作用是调节 无刷电机的 转速 如图为无刷电机 和电调的连接 如图为飞机整个动力系统（浆+无刷电机+遥控接收机+锂电池）， 舵机连接到遥控接收机的相应通道上（本图没显示出来） 把动力系统固定在机舱内如图为动力系统的放置） 整机成型！（注：主翼是通过橡皮筋固定在机身上，这样做可以方便拆卸，各个电子零部 件应固定在机舱内） 试飞遭遇炸机，机头损毁，玩航模就是这样，从失败中寻找原因并 改良，共勉之！ 四．固定翼飞机主要的组 成及常用术语 四-一.固定翼飞机主要组成部分 • 模型飞机一般与载人的飞机一样，主要由机翼、尾翼、机 身、起落架和发动机五部分组成 • 1、机翼———是模型飞机在飞行时产生升力的装置， 并能保持模型飞机飞行时的横侧安定 • 2、副翼———副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一 小块可动的翼面为飞机的主操作舵面，飞行员操纵左右 副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动 • 3、尾翼———包括水平尾翼和垂直尾翼两部分水平 尾翼可保持模型飞机飞行时的俯仰安定，垂直尾翼保持模 型飞机飞行时的方向安定水平尾翼上的升降舵能控制模 型飞机的升降，垂直尾翼上的方向舵可控制模型飞机的飞 行方向。
四-一.固定翼飞机主要组成部分 • 4、机身———将模型的各部分联结成一个整 体的主干部分叫机身同时机身内可以装载必要 的控制机件，设备和燃料等 • 5、起落架———供模型飞机起飞、着陆和停 放的装置前部一个起落架，后面两面三个起落 架叫前三点式；前部两面三个起落架，后面一个 起落架叫后三点式 • 6、发动机———它是模型飞机产生飞行动力 的装置 四-一.固定翼飞机主要组成部分 四-二.航模常用术语 • 1、翼展——机翼（尾翼）左右翼尖间的直线距离 穿过机身部分也计算在内） • 2、机身全长——模型飞机最前端到最末端的直线 距离 • 3、重心——模型飞机各部分重力的合力作用点称 为重心 • 4、尾心臂——由重心到水平尾翼前缘四分之一弦 长处的距离 • 5、翼型——机翼或尾翼的横剖面形状 • 6、前缘——翼型的最前端 • 7、后缘——翼型的最后端 四-二.航模常用术语 • 8、翼弦——前后缘之间的连线前后弦的距离称为弦 长，如果机翼平面形状不是长方形，一般在参数计算时采 用制造商指定位置的弦长或平均弦长） • 9、展弦比——翼展与平均翼弦长度的比值展弦比大说 明机翼狭长 • 10、迎角——机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦( 与机身轴线不同)的夹角叫迎角，也称为攻角，它是确定 机翼在气流中姿态的基准。
• 11.翼载荷——指整机载荷（质量）跟翼面面积的比值 • 12.推重比——指飞机动力系统产生的推力跟整机重量的 比值 四-二.航模常用术语 四-三.机翼翼型详细介绍 • 常见翼型 • １.全对称翼：上下弧线均凸且对称 ２.半对称翼：上下弧线均凸但不对称 ３.克拉克Y翼：下弧线为一直线，其实应叫平凸翼，有很 多其它平凸翼型，只是克拉克Y翼最有名，故把这类翼型 都叫克拉克Y翼，但要注意克拉克Y翼也有好几种 • ４.S型翼：中弧线是一个平躺的S型，这类翼型因攻角改 变时，压力中心较不变动，常用于无尾翼机 ５.内凹翼：下弧线在翼弦，升力系数大，常见于早 期飞机及牵引滑翔机，所有的鸟类除蜂鸟外都是这种翼型 四-三.机翼翼型详细介绍 五．介绍电子元件、配件以 及制作工具 五-一.电子元件介绍 • 1.遥控器 常见的遥控器品牌：Futaba、天地飞、华科 尔 等常见术语——通道，通道是指飞机控制的功能， 通道数是指能控制飞机功能的个数遥控器分美国手和日 本手，分别指左手油门、右手油门 • 2.接收机 接收机一般与遥控器配套，这里不作解释 • 3.电机 电机分为无刷电机和有刷电机，当今航模主流是 无刷电机，无刷电机具有重量轻、功率高、耐用等特点。
无刷电机常用术语——KV值，KV值用于衡量电机转速对 电压增加的敏感度，例如KV2000的意思是：电压每增加1 伏，电机每分钟转速就提高2000转新达西或朗宇电机常 会有类似2205 2208 2212 2217这些参数，这是描述电机 大小的参数，前两位代表电机直径，后两位代表电机长度 （例如：22代表直径，05代表长度）电机越大，拉力越大 ，电机也越重有刷电机不作介绍） • 4.舵机 航模舵机是控制航模各个操纵翼面的电子件 四-一.电子元件介绍 • 5.电子调速器（电调） 电调也分为无刷电调和有刷电 调，要根据电机的峰值功率或最高放电电流来选电调，电 调要求的最大电流（功率）要比电机的峰值电流（功率） 要大，要不然会烧电调 • 6.电池 锂电池是航模常用的电池（镍氢电池不作介绍 ），锂电池常用参数符号单位有：S、C、mA S即代 表锂电池片，一个锂电池片平均电压为3.7V（实际电压为 2.75~4.2V），1S指一块锂电池片组成的锂电池，2S指2 块锂电池片组成的锂电池（7.4V）mA是电池的容量单 位，例如2200mAC称为电池的放电倍率，1C是指电池 用1C的放电率放电可以持续工作1小时。
例：2200mah容 量的电池持续工作1小时，那么平均电流是2200ma,即 2.2A一般电池都有表明C数，用C数乘以电池容量即电 池的最大放电电流，最大放电电流原则上要比电机的峰值 电流大，这样电池的供电会比较轻松单片锂电池的储存 电压为3.75V-3.95V使用锂电池尽量不要过放，单节电 池保持3.7V • 7.电子报警器 电子报警器是用来测电池电压的，当电 池电压过低时会发出蜂鸣声 五-一.配件简介 • 1.螺旋桨 参数举例：1060浆，10代表长的直径 是10寸，60表示浆角（螺距). 前两位数表示直径 ，后两位表示螺距一般翼展与桨比大概要达到 10CM：1英寸以上，比值过小会推理不够，比值 过大会增加飞机横向转动的趋势（反扭） 香蕉接头（公母）、T头（公母）、浆保护器、 子弹头、舵杆、舵角、起落架、轮子 • 工具： • 电烙铁、热熔胶枪（胶条）、扩孔器、KT板、 宽透明胶、纤维胶带（选用） 六．固定翼飞机设计原理 六一.固定翼飞机参数设定 • 1．确定翼型练习机一般选用经典的平凸翼型克拉克Y 型翼，这种翼型的特点是升力大，尤其是低速飞行时阻 力中等，不太适合倒飞练习机一般选用矩形翼，矩形翼 结构简单，制作容易，但是重量较大，适合于低速飞行。
（其他机型选用翼型不作介绍） • 2．确定机翼的面积模型飞机能不能飞起来，好不好飞 ，起飞降落速度快不快，翼载荷非常重要一般讲，滑翔 机的翼载荷在35克/平方分米以下，普通固定翼飞机的翼 载荷为35-100克/平方分米，像真机的翼载荷在100克/平 方分米，甚至更多普通固定翼飞机的展弦比应在5-6之 间 • 3．确定副翼的面积机翼的尺寸确定后，就该算出副 翼的面积了副翼面积应占机翼面积的20%左右 • 4．确定机翼安装角（攻角）以飞机拉力轴线为基准, 机翼的翼弦线与拉力轴线的夹角就是机翼安装角机翼安 装角应在正0 -3度之间机翼设计安装角的目的，是为了 为使飞机在低速下有较高的升力 六一.固定翼飞机参数设定 • 5．确定机翼上反角（翼端的上翘角）机翼的上反角， 是为了保证飞机横向的稳定性有上反角的飞机，当机翼 副翼不起作用时还能用方向舵转弯上反角越大，飞机的 横向稳定性就越好，反之就越差由于上反角比较难做 ，我一般不做上反角，有兴趣的可以自己做） • 6．确定重心位置重心的确定非常重要，重心太靠前， 飞机就头沉，起飞降落抬头困难同时，飞行中因需大量 的升降舵来配平，也消耗了大量动力。
重心太靠后的话， 俯仰太灵敏，不易操作，甚至造成俯仰过度一般飞机的 重心在机翼前缘后的25~30%平均气动弦长处特技机 27~40% • 7．确定机身长度翼展和机身的比例一般是70--80% • 8．确定机头的长度机头的长度(指机翼前缘到螺旋浆 后平面的之间的距离),等于或小于翼展的15% 六一.固定翼飞机参数设定 • 9．确定垂直尾翼的面积垂直尾翼是用来保证飞机的纵向稳定性 的垂直尾翼面积越大，纵向稳定性越好当然，垂直尾翼面积的大 小，还要以飞机的速度而定速度大的飞机，垂直尾翼面积越大，反 之就小垂直尾翼面积约占机翼的10% • 10．确定方向舵的面积方向舵面积约为垂直尾翼面积的25% • 11．。