航空模型的一般认识

1、模型飞机的组成 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、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。 3、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。 4、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，后面两个起落架叫前三点式；前部两个起落架，后面

2、一个起落架叫后三点式。 5、发动机-它是模型飞机产生飞行动力的装置。模型飞机常用的动力装置有：橡筋束、活塞式发动机、喷气式发动机、电动机。 三、航空模型技术常用术语 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。 8、翼弦-前后缘之间的连线。 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. 翼载荷-是飞

3、机飞行重量与机翼面积的比值，即主翼每单位面积上的重量，是评估一架飞机性能的一个重要参数。2.伯努利定律伯努利定律 伯努利定律是空气动力学最重要的定律。简单地说，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，本文当然是指空气。机翼上部空气流速较快，静压力较小；机翼下部空气流速较慢，静压力较大。 圖 1-34.牛顿三大运动定律与飞行的关系牛顿三大运动定律与飞行的关系 第一定律：一切物体总保持匀速直接运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。当飞机在天上保持匀速直线飞行时，它所受的合力为零。与一般想像所不同的是当飞机保持以相同下沉率下降时升力与重力

4、的合力也是零；升力并末减少，否则飞机会越掉越快。 第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，此即著名的F=MA公式。当物体受到一个外力后，即在外力的方向产生一个加速度。飞机起飞滑行时，发动机的推力大于阻力，于是产生向前的加速度；速度越快阻力也越大；当推力等于阻力量，加速度为零，速度不再增加。 第三定律：两个物体之间的作用力与和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。如你踢门一脚，你的脚也会疼，因为门也对你施加了一个相同大小的力。5.力的平衡与飞行的关系力的平衡与飞行的关系 要使飞机保持匀速运动状态，作用于它的力应刚好平衡，如果不平衡就是合力不为零，依牛顿第二定律就会

5、产生加速度。为了分析方便，我们把力分为三维坐标系中X、Y、Z三个轴上的分力，力矩则相应的为绕X、Y、Z三个轴的力矩。 轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度。推 力阻 力升 力重 力圖 1-1X軸Z軸Y軸(俯仰軸)(偏航軸)(滾轉軸)圖1-2飞行中的飞机受到的力可分为那几种力。 升力由机翼提供；推力由发动机提供；重力由地心引力产生；阻力由空气产生。我们也可以把飞机所受的力分为两个方向，称X和Y方向，（当然还有一个Z方向，但对飞机不是很重要，除非是在转弯中）。飞机匀速直线飞行时，X方向的阻力与推力大小相等、方向相反，故X方向合力为零，飞机速度不变，Y方向升力与重力大小相等，方向相反，故Y方向合力亦

6、为零，飞机不升降，会保持匀速直线飞行。X軸Z軸Y軸(俯仰軸)(偏航軸)(滾轉軸)圖1-2 力矩不平衡则会产生旋转加速度。对飞机来说，X轴力矩不平衡会旋转；Y轴力矩不平衡会偏航；Z轴力矩不平衡会俯仰（图2） 2. 压差阻力：物体前后压力差引起的阻力。一般来说，飞机做得越流线形，压差阻力就越小。在亚声速情况下，尖锥状物体的压差阻力并不是最小。如高级滑翔机通常都有一个“大头”，这除了为提供载人空间外也是为了减少压差阻力。圖3-3 如何减少阻力是飞机设计的一大难题。因为飞行中发动机产生的推力全部用来克服阻力，所以减少阻力能够使飞机飞得更快。为了在设计飞机时减少阻力，需先了解阻力如何产生。一架飞机在飞行

7、中受到那些阻力的影响.1.磨擦阻力 2.压差阻力 3.诱导阻力 4.干扰阻力 主要分成四大类雷诺数表征流体的惯性力和粘性力之比.具体计算公式为:Re=Vb/式中, 是空气密度，v是气流速度,b是翼弦长, 是黏性系数.流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。用符号Re表示。 雷诺数Re的大小取决于三个参数，即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度。 雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位 雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，在不同的流动状态下，流体的运动规律流速的分布等都是不同的，因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。3.诱导阻力：机翼后缘尾涡所诱生

8、的阻力，由于上下的压力差，下翼面的高压气流会绕过机翼翼尖流向上翼面的低压气流区，由此形成绕翼尖的漩涡（图3）；氣流流向往後上翻的氣流圖3-4 此外，由于下翼面存在着流向翼尖的展向流动，而上翼面存在着流向翼根的展向流动，因而当上下翼面气流在机翼后缘流出而汇合时，这一上下相反的展向流动将形成漩涡从机翼后缘向后流去。这种后缘尾涡与前述的翼尖漩涡组成了机翼后缘以后的尾涡面，并由此在机翼附近产生一向下的诱导速度，使机翼的有效迎角减小。图3展示了涡流放置方向，图4是NASA的照片，可看见壮观的涡流。圖3-5 4.干扰阻力：所有控制面缝隙(如主翼后缘与副翼间).主翼及尾翼与机身接合处，机身开孔处，机轮有轮架

9、，拉杆等除本身的原有阻力外，由于结构之间的相互干扰而衍生出来的阻力（图5、图6）。飞机阻力是相互影响的，以上分类只是为使讨论更方便，磨擦阻力、压差阻力、干扰阻力、都与飞行速度的平方成正比，速度越快阻力越大；诱导阻力则与速度的平方成反比，所以要减少阻力的话，无动力飞机重点在减少诱导阻力，高速飞机重点在减少压差阻力与干扰阻力。寄生阻力圖3-7副翼機翼後緣寄生阻力圖3-8机翼的升力随迎角的增大而增加.迎角是翼弦与来流方向的夹角.迎角的增加有一个上限,即失速迎角.超过这于迎角飞机就要失速.一架飞机的失速的迎角不是固定的,速度越慢(雷诺数小)越容易失速.雷诺数越大越不容易失速.失速失速: 超过临界迎角后

10、，产生严重的分离，升力急剧下降而不能保持正常飞行的现象. 第三节. 模型飞机的平衡和安定性模型飞机在空中飞行时，有两个基本动作：整架模型的移动和绕重心的转动。为讨论方便，可假设模型飞机是绕三根通过重心且互相垂直的“轴”转动的：贯穿模型左右的轴叫横轴(Z轴)，绕横轴的转动就是模型的俯仰，由升降舵控制；贯穿模型上下的轴叫立轴(Y轴)，绕立轴的转动就是模型的方向偏转，由方向舵控制；贯穿模型前后的轴叫纵轴(X轴)，绕纵轴的转动就是模型的滚转，由副翼控制。模型飞机达到俯仰平衡的条件是：抬头力矩；低头力矩。从模型飞机侧面看，凡不通过重心的力都会产生抬头或低头力矩。若机翼压力中心(升力合力的作用点)位于重心前，机翼升力Y1产生抬头力矩；若发动机拉力线通过重心上方，拉力Fl产生低头力矩；若机翼阻力中心位于重心下方，阻力F2产生抬头力矩；若水平尾翼升力Y2向上，产生低头力矩。上述各力以机翼升力和水平尾翼升力影响最大，故模型飞机俯仰平衡时需满足下式：机翼升力Y1相应力臂L1=水平尾翼升力Y2相应力臂L2。模型飞机达到方向平衡的条件：左转力矩=右转力矩。从模型飞机上方往下看，凡不通过重心的力都会产生左转或右转力矩。左边机翼和左边水平尾翼的阻力F2左、F3