动态飞机模型毕业论文.doc

天津中德职业技术学院 Tianjin Sino-German Vocational Technology Institute汽车航空系 Automobile & Aviation Department 天津中德职业技术学院 毕业设计（论文）题目：飞机模型（动态）设计 系 部： 专 业: 班级 学生姓名： 学号 指导教师： 完成日期： 2摘 要 航空模型运动是一项很有意义的运动，它融合科技，竞技，娱乐为一身，深受各年龄段人群的喜爱，对于青少年来说它更是一项很流行的运动。 论文以设计制作为主，介绍了无线电遥控飞机模型的设计、制作、组装、调整的全过程。初学者可以根据本设计准备自己的飞机，按设计中的方法一步步将自己的爱机制作成功，实现飞上蓝天的梦想。 通过航模设计学到了许多科技知识，锻炼了动手能力，培养了严谨的工作作风和良好的心里素质，增强了求知、实践、探索和创新精神。 Aviation model movement is a very significant movement, fusion technology, sports, and entertainment in a suit, deeply by every age group love, for teenagers it is a very popular sport.Papers to the design make give priority to, this paper introduces wireless remote control model plane design, production, the assembly and adjustment of the whole process. According to this design beginners can prepare for the plane, according to the design method of the step by step, and the mechanisms of their love success, realize the dream of flying. Through the model aircraft design learned many science and technology knowledge, exercise the beginning ability, and train the rigorous work style and good quality in the heart, and enhance the knowledge, practice and exploration and innovation spirit.目 录第一章 模型设计.1 1.1 确定机翼.1 1.2 确定重心位置.2 1.3 确定机身长度.2 1.4 确定机头长度.2 1.5 确定垂直尾翼的面积.2 1.6 确定方向舵的面积.2 1.7 确定水平尾翼.3 1.8 确定升降舵面积.3 1.9 确定起落架.3 1.10 确定发动机.3第二章 工具及材料准备.4 2.1工具准具.4 2.2材料准备.4第三章 航模制作.5 3.1垂直尾翼制作.5 3.2水平尾翼制作.5 3.3机翼的制作.5 3.4制作副翼控制机构.7 3.5制作翼尖.7 3.6制作机身.7 3.7安装尾翼.8 3.8制作舵面.8 3.9蒙皮.8 3.10安装舵面.8 3.11安装连杆.9 3.12安装舵机.9 3.13安装起落架.9 3.14安装发动机.9 3.15安装螺旋桨和桨罩.10 3.16安装油箱.10 3.17安装遥控设备.10 3.18捆绑机翼.10第四章 参考文献.11第一章 模型设计1.1 确定机翼 。 飞机最重要的部分当然是机翼了，飞机能飞在空中全靠机翼的浮力，机翼的剖面称为翼型，为了适应不同需要航空前辈们发展了各种不同的翼型，主要分成一下几类：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。4 S翼型：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，常应用于无尾翼机。(1) 确定翼型。 我们做的是练习机，所以我们选用平凸翼型克拉克Y翼，因为这种翼型的特点是升力大，尤其是低俗飞行时。不过，阻力中庸，且不太适合倒飞。我们选择厚度是12%的翼型，这样速度可以快一些。机翼常见的形状又分为：矩形翼、后掠翼、三角翼和纺锤翼（椭圆翼）。矩形翼结构简单，制作容易，但是重量较大，适于低俗飞行，我们做的是练习机，就选择制作简单的矩形翼。我们做的教练机翼载荷小，损失些升力和发动机功率不影响大局，所以我们的翼梢就不做处理了。(2)确定机翼的面积。 飞机模型能不能飞起来，好不好飞，起飞降落快不快，翼载荷非常重要。一般将滑翔机的翼载荷在35克/平方分米一下，普通固定翼飞机载荷为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，我选择60克/平方分米的翼载荷。40级的练习机一般全重在2.5公斤左右，又考虑到方便携带和便于制作，翼展定为1500毫米，那么整个机翼面积应该为405000平方毫米。通过计算，得出弦长为270毫米。 (3)确定副翼的面积。 机翼尺寸确定后，就该算出副翼的面积了，副翼面积应占机翼面积的20%左右，其长度应翼机翼的30-80%之间。因为是练习机，不需要太灵敏，我选15%。因为我用一个舵机带动两个副翼，所以副翼放长度要达到翼展的90%左右。通过计算，该机的副翼面积应为60750平方毫米，那么，一边副翼的面积就是30375平方毫米。 (4)机翼安装角和上反角。 我们用的是平凸翼型，可产生较大的升力，翼载荷又小，不用设计安装角，如果有安装角的话，会造成飞机起飞后自动爬高。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，飞机横向稳定性就越好，反之就越差。但是飞机横向太稳定了，反而不利于快速横滚。我们做的是练习机，希望横向稳定性好，所以我选择了4度的上反角。 1.2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%。在允许范围内，重心适当靠前，飞机比较稳定。1.3确定机身长度。翼展和机身的比例一般是70-80%。我选80%，那么机身长度就确定为1200毫米。1.4确定机头长度。机头的长度（指机翼前缘到螺旋桨后平面之间的距离），等于或小于翼展的15%。我选定15%，即为225毫米。1.5确定垂直尾翼的面积。垂直尾翼是来保证飞机纵向稳定性的。垂直尾翼面积越大，纵向稳定性越好。当然垂直尾翼的面积还要以飞机的速度而定。速度大的飞机，垂直尾翼面积越大，反之越小。垂直尾翼的面积占机翼面积的10%。因为我做的是练习机，飞行速度不高，垂直尾翼面积可以小一些，我选9%。通过计算，垂直尾翼面积应为36450平方毫米。1.6确定方向舵的面积。 方向舵面积约为垂直尾翼面积的25%。通过计算得出方向舵面积约为9113平方毫米。1.7确定水平尾翼。 （1）水平尾翼简称平尾，安装在机身后部，主要用于保持飞机在飞行中的稳定性和控制飞机的飞行姿态。水平尾翼是用来产生负升力的，所以它起的作用是抬头力矩，以达到飞机配平的目的。由此可知，水平尾翼只能采用双凸对称翼型和平板翼型，不能采用有升力平凸翼型。水平尾翼的面积应为机翼面积的20-25%。我选定22%，计算后得出水平尾翼的面积为89100平方毫米。（2）从机翼前缘到水平尾翼之间的距离（就是尾力臂的长度）,大致等于翼弦长的3倍。此距离短时,操纵时反应灵敏，但是俯仰不精确。此距离长时,操纵反应稍慢，但俯仰较精确。因为我的是练习机，可以短一些，我选2.85倍。那么，水平尾翼前缘应安装在距机翼前缘的785毫米处。1.8确定升降舵面积。 升降舵的面积约为水平尾翼积的20-25%。因为是练习机升降不需要太灵敏，我选定20%。通过计算得出升降舵面积约为17820平方毫米。1.9确定起落架。一般飞机的起落架分前三点和后三点两种。前三点起落架，起飞降落时方向容易控制。但着陆粗暴时很容易损坏起落架，转弯速度较快时容易向一边侧翻，导致机翼和螺旋桨受损。后三点虽然在起飞降落时的方向控不如前三点好。但是其它方面较前三点都好。尤其是它能承受粗暴着陆，大大增加了初学者的信心。所以，我选用后三点。前起落架的安装位置一定要在飞机的重心前8公分左右，以免滑跑时折跟头。1.10确定发动机。 发动机是飞机的心脏，起着至关重要的作用，所以选择得慎重。航模发动机分为电动机，甲醇内燃机，汽油内燃机，涡喷发动机。三叶甲醇内燃机是比较传统的的航模发动机，但不适合新手使用，因为甲醇内燃机调整较麻烦，新手的调整水平很可能调不出来，是内燃机无法运转，切自重相对较大。OS牌发动机调整比较容易新手在有人教的情况下，下点功夫就能使发动机正常工作。相对于三叶较轻，工作稳定，所以我们选择OS 25 级发动机。 第二章 工具及材料准备1.1工具准备。 工具对飞机模型制作非常重要，工具可以使繁琐的工作变得更简单，工具的种类很多，虽然不一定每样都具备，但也不能一样都不具备，应该根据实际所需配置。本节主要说一下所需要准备的工具。 1、文具（包括直尺、三角板、铅笔、橡皮擦、剪刀、图钉、大头针、夹子等等）2、刀具(斜口刀、美工刀、手术刀）3、锯子4、钳子5、刨子6、螺丝刀7、电钻8、锉刀9、砂纸板10、粘合剂11、电熨斗1.2 材料准备 在这一节中，我们主要介绍了制作飞机模型所需要的材料，当然也可以用其他材料代替。1、飞乐尔FL20T1四通道练习套材2、劲旋风（JXF）9X5螺旋桨3、45mm直径桨罩4、futabaT4VF四通道遥控器5、OS 25 级发动机（工作容积4ml）6、140ml油箱7、纤维铰链8、舵角9、热缩蒙皮、机轮和2mm、3mm钢丝。 第三章 模型制作3.1 垂直尾翼制作。 在开始制作飞机时，我们先从简单一些的垂直尾翼和水平尾翼做起，稍熟练了我们再做比较难的部分。（1）将图纸平铺在工作板上。（2）将图纸所示标号将垂直尾翼的前、后缘梁及肋板摆放到位。（3）将各梁按图纸所示角度裁剪 。（4）在垂直尾翼下肋板的右端摸胶。（5）将下肋板粘接在后缘上，并固定在工作板上，位置与图纸对齐。（6）按同样的方法依次粘接上肋板、尾翼前缘、和中肋。（7）等到胶干透后取下尾翼，并切去多余部分。（8）将尾翼前缘刨出圆弧，使尾翼前缘成流线型，完成制作，如图3-1。 3-13.2 水平尾翼制作。（1） 将水平尾翼的前缘固定在工作板上，要使梁上的开槽向内并于 图纸对齐。（2） 完成所有肋板的粘接。（3） 在前缘标出水平尾翼的位置，粘接尾翼根部加强块，加强块中 心线要与尾翼对称线重合。（4） 将尾翼前缘抛出圆弧，使尾翼前缘成流线型，完成成制作，如图3-2。 3-2 3.3 机翼的制作。（1） 在前后缘截面画出翼肋上侧边缘线，多余部分用刨子除去。（2） 刨削前后缘，使前缘截面与翼肋上侧平滑过度。（3） 将图纸平铺在工作板上，找出制作机翼所需的材料，并摆在图纸上的相应位置。如图3-3。 3-3 3-4（4） 固定机翼后缘，将翼肋粘在翼梁和后缘上，注意翼肋与翼梁保持垂直。如图3-4。（5） 将翼肋轻轻敲紧在机翼后缘，固定翼梁。（6） 将翼根两支翼肋翼梁槽两侧3mm以内部分切去，粘接翼根与翼肋。如图3-5。（7） 粘接机翼前缘。（8） 粘接翼根副板，用夹子将翼根副板紧紧贴在翼梁上，不要留有缝隙。如图3-6。（9） 将机翼副板裁成合适长度，粘接副板，切除多余部分。如图3-7。 3-5 3-6 3-7（10）粘接机翼前缘蒙板，将蒙板用大头针固定在机翼前缘上，再轻轻弯曲蒙板，使蒙板后缘与翼梁贴紧并固定。蒙板与翼梁不能有缝隙。同样方法粘接后缘蒙板和肋条。如图3-8。 3-8 （11） 在机翼根部画出4度上反角。（12）按同样的方法制作左机翼，将两支机翼连接在一起。对应4度上反角，将左翼放平，右翼外侧倒数第二个翼肋出抬高40mm。如图3-9。 3-9（13） 粘接机翼上侧中部蒙板，中部蒙板的形状有助于分散应力，使机翼强度增强。（14） 按图纸尺寸在机翼根部翼肋切除舵机安装槽。如图3-10。（15） 粘接机翼下侧蒙板。（16） 在机翼中部下蒙板上刻出舵机安装槽，并粘接舵机安装块。如图3-11。 3-10（18）将前缘抛出圆弧过度。 3.4 制作副翼控制机构。 副翼控制机构图（1）在机翼后缘翼台垫块上刻出副翼操纵钢丝固定槽。 3-11（2）制作副翼控制杆。钢丝选用直径2mm，将其对称弯折两根。如图3-12。（3） 在翼根处与翼台垫块相对应的位置刻出一半圆槽。（4） 粘接机翼后缘翼台垫块，注意粘接后副翼控制连接杆应能灵活转动。 3-12 3.5 制作翼尖。 机翼翼尖有两个作用，一是可以减小诱导阻力。二是可以支撑热塑蒙皮。避免最外侧翼肋因热缩蒙皮强大的收缩力而变形。（1） 将翼尖截面切成翼肋形状，并把翼尖掏空，进一步减轻重量。（2） 粘接左右翼尖。 制作完成的机翼 3.6 制作机身。（1）处理防火板，在防火板上发动机轴心处开一个直径25mm的圆洞。（2）粘接隔板及发动机架，检查机身轴线的对称性。如图3-13。（3）粘接起落架固定 板。（4）粘接舵机架。（5）粘接机身蒙皮（6）在安装机翼固定 销的位置钻出直径6mm的孔，并安装固定 销。如图3-14. 3-13（7）粘接发动机架补强板，使机头部分更坚固。 3-143.7安装尾翼。 3-15用树脂胶粘接垂直尾翼个水平尾翼，不要将水平尾翼的梁切断，垂直尾翼后缘应插入机身，并粘接到水平尾翼的后缘上，水平尾翼要与机翼保持平行，两端与机头距离应相等。如图3-15。3.8制作舵面。（1）按图纸给出尺寸，在舵面上画出舵面的轮廓，并切除多余部分。如图3-16.（2）将舵面较厚的一边做成三角形，这样舵面安装到尾翼上后可以自由活动。如图3-17。（3）按同样的方法制作升降舵面和副翼。3-163.9蒙皮。首先用砂纸仔细打磨飞机，使飞机表面光滑，然后蒙蒙皮，注意两块蒙皮之间要搭接上，不要留有缝隙。蒙皮边缘出现的褶皱我们可以用电熨斗熨平。蒙皮蒙完后我们要用电熨斗压实，以免出现开裂。 3-173.10安装舵面。（1）将副翼安装到机翼上，不要粘接，用三只铰链固定。铰链部分用快干胶粘接。（2）在副翼根部钻一个直径2mm的孔，并从这个孔向后刻出一条0.5mm深2mm宽的槽，使副翼操纵钢丝可以顺利的与舵面连接，同时还要保证舵面的位置端正。（3） 在操纵钢丝上涂抹胶，然后将副翼推入，调整安装位置，使副翼与机翼间的间隙均匀。如图3-18。（4）按同样的方法安装其他舵面。如图3-19。 3-183.11安装连杆。(1)在机身安装连接杆的位置打孔。(2)将连杆裁成长度为250mm的两根，分别为升降舵和方向舵连杆。(3)将操纵钢丝和与连接杆固定在一起。如图3-20。(4)将操纵钢丝穿出，并安上U形夹头。如图3-21。 3-19(5)将夹头扣在舵角最靠外的孔上，在夹头中部套上硅胶管，防止夹头意外打开。如图3-22。 3-20 3-22 3-233.12安装舵机。（1）安装副翼连杆摇臂，保证两摇臂孔的高度为15mm。（2）固定舵机。（3）安装连杆和舵机盘。如图3-24。（4）将升降舵舵机、方向舵舵机和风门舵机固定在舵机支架上。如图3-25。（5）舵机安装好后，将舵面保持在中间位置，在舵盘的使用 3-24孔的位置将连杆钢丝折出Z弯。（6）安装舵盘。如图3-26。3.13安装起落架。（1）主起落架用直径3mm钢丝制作安装在机身F14隔板缝中，并用一小片三合板堵住，粘牢。（2）前起落架用金属压片固定，也可以使用成品起落架。 3-25 3-263.14安装发动机。发动机的安装位置应能保证飞机有正确的重心，将发动机组装好，摆放在机头位置，并将所有设备装上飞机，其中包括接收机、电池、机翼等，测量中心位置，如果重心位置与图纸的位置不一