使用比例飞机模型构建飞机设计

使用比例飞机模型构建飞机设计

照片 - ModelWorks Direct 抛光飞机模型

在创建飞机设计时,飞机设计工程涉及很多因素。  其中包括客户和制造商的需求、物理约束、安全协议和经济限制等。

大多数时候,飞机受国家适航当局监管。当局会检查设计,以及是否满足市场要求。仅凭这一事实就可以解释为什么制造商在使用机器模型之前要花很大的精力来建造机器。

早年的飞机设计

多年前,设计的构建通常始于使用分析理论进行各种工程计算。这些计算需要进行大量实验,不仅劳动强度大,而且非常耗时。

在20世纪40年代,数名工程师想简化计算过程,为开发不同的半经验公式铺平了道路。 但是即使经过简化,它仍然是广泛的。计算机的发明真正为工程师自动化计算铺平了道路。唯一的问题是,缺乏设计可视化,并且巨大的试验只是使飞机设计领域停滞不前。随着不久之后引入个人计算机,设计程序开始采用一种更加用户友好的方法。他们花了一些时间才能够熟练使用计算机来协助飞机的设计。

建造飞机设计的三个阶段

飞机设计的主要方面是空气动力学、推进、控制、质量和结构。在构建飞机设计时要考虑这些因素。

第一阶段是创建概念设计。 一切始于一个想法。工程师在考虑各种因素(例如空气动力学、飞行性能、结构和控制系统以及推进力)的同时,设计出满足其目标和所需设计规格的各种可能的飞机配置,这一过程称为设计优化。

在此阶段,工程师还将确定各个基本方面,例如机翼配置和位置、机身形状、发动机尺寸和发动机类型。最终的概念设计将由工程师和设计师共同审查。

第二阶段涉及初步设计,在此之前的概念设计中,经过审查后,将进行调整和重塑以适合特定的设计参数。  还进行了风洞测试、飞机周围流场的计算流体动力学计算、主要结构和控制分析。概念设计中的一些空气动力学缺陷和不稳定性也在此得到纠正。

由于这仍是初步设计阶段,因此将设计投入生产并不是最终的决定。关键的决定权在于制造商,因为他们仍然需要评估设计是否可以实现并且具有飞行性能。

第三阶段,也是最后一个阶段是细节设计,这涉及到要制造完整的飞机构造。工程师和设计师在这里确定结构元素,例如翼肋肋、节和梁的数量,设计和位置。  此步骤还监督飞机的飞行模拟器。在确定了需要配置到飞机设计中的所有内容之后,工程师便构建了比例飞机模型,所有模型都准确、完美地展示了他们所做的设计。

飞机模型是这一阶段的关键因素,它不仅有助于展示飞机制造商为飞机设计的新设计(新功能和选项),而且在遵循飞机设计时还考虑了航空安全。

海军飞机基本建设

例如,制造海军飞机是为了满足某些特定要求。这些要求经过精心选择,只能安装在一架飞机上。没有飞机可以拥有所有特性–它不能提供客机或商用飞机的舒适感,也不能具有机动性,甚至无法安装在战斗机中的攻击和防御系统。

有一种特别适合一架飞机的完整设计,如果有人希望创建现有模型的修改版本,则应该再次遵循飞机设计构建的三个阶段。

固定翼海军飞机具有主要、次要和辅助飞行控制表面以及主要结构单元。对于F-14飞机,这些单元涉及机翼的前缘、副翼、襟翼、水平稳定器、垂直稳定器、发动机排气、方向舵、驾驶舱、顶篷、电梯、天线罩、前起落架、发动机进气口整流罩、发动机机舱、主起落架和机翼。

这些单位可能与其他飞机设计不同。

比例飞机模型的使用不仅限于业余爱好者、收藏家和儿童。对于工程师和设计师来说,这是确保飞机的整体设计和安全的至关重要的因素,无论是商业用途还是军事用途,现实生活中的人们都会使用这架飞机。