航空模型基础知识

导入：这是什么?同学们想不想体验下飞行的感觉？

驾机飞行，对飞行员的身体条件、综合知识与能力等的要求都非常高，再加上地理条件与经济等因素的限制，这对我们来说是个奢望，但航模的出现与发展为我们解决了这个问题。这对我们来说现实吗？一、开展航空模型活动的作用和意义航空模型是各种航空飞行器模型的总称。它包括模型飞机的其它模型飞行器（1）航空模型是探索飞行奥秘的工具。（2）航空公司模型是很有实用价值的器具。（3）航空模型是普及航空知识的玩具。（1）航空模型种类的多样性。

从构造上看，有用一张纸、几分钟就能制作者好的最简单的纸模型飞机；也有要用上千个零件、花几千个工时才成制作好的无线电遥控像真模型飞机。

从性能上看，有只能飞几米远、在空中停留几秒钟的模型；也有能飞几百千米、在空中停留几十个小时的模型。（2）航空模型活动的趣味性。不同种类的航空模型有不同的飞行性能。（3）应用知识的广泛性。先进的航空模型是按照严格的科学原理设计出来的，简易的航空模型同样也充满着科学道理。没有科学知识，不按科学规律办事是很难把航空模型制作出来和放飞成功的。开展航空模型活动要用到材料学、结构学、工艺学、空气动力学、电子学和发动机科学等多方面的知识和技术。知识面广和技术性强是航空模型活动区别于其他活动的一个显著特点。二、

航模活动的特点（4）亲自动手的实践性航空模型活动的实践性是很突出的。参加航模活动的青少年都要亲自制作和装配模型飞机，亲自检查和调整模型飞机，亲自放飞和维修模型飞机，做好这些工作需要开动脑筋，手脚勤快，所以有利于培养人的独立工作能力，养成一切从实际出发和注重实际效果的工作作风。（5）不断革新的创造性在航空模型的制作中，重复做同一种工作的情况是不多的，即使有重复也是在提高飞行性能的前提下不断改进工艺操作。如果没有创造性的发挥，就不能出色地完成从制作到放飞这一复杂的过程，更不用说设计和创新了。因此，航空模型活动有强烈的创造性特点，它能使青少年自然而然地产生不断革新技术的创造欲望。（6）你追我赶的竞争性航空模型比赛是航空模型活动中一个重要的组成部分。竞赛时每个人都希望自己的模型能够飞出好成绩，创造新纪录，这就使航空模型活动有强烈的竞争性。如果我们能充分利用竞争这个因素，不仅可以大大增加航模活动对青少年的吸引力，而且能够使参加比赛者自发地改进模型，提高飞行性能，促进新技术的诞生。航空模型基础知识固定翼目录航空是什么？航模模型及其基本理论常用术语与主要数据飞机为什么能飞模型飞机受到的阻力飞行调整的基础知识检查校正和手掷试飞一二三五六四七一、航空是什么？航空是什么？

航空是指载人或不载人的飞行器在地球大气层内的飞行活动。航空器轻于空气热气球飞艇重于空气的航空器固定翼航空器飞机滑翔机旋翼航空器直升机旋翼机扑翼机倾转旋翼机二、航模模型及其基本理论他们是什么？有什么区别呢？什么叫航空模型

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。其技术要求是：最大飞行重量同燃料在内为五千克；最大升力面积一百五十平方分米；最大的翼载荷100克/平方分米；活塞式发动机最大工作容积10亳升。

什么是航模航模即航空模型。

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，可遥控的不能载人的航空器。"它包括模型飞机和其他模型飞行器。

其技术要求是：最大飞行重量同燃料在内为五千克；最大升力面积一百五十平方分米；最大的翼载荷100克/平方分米；活塞式发动机最大工作容积10亳升。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。飞机模型与模型飞机有区别吗？控制系统（线控、遥控等）动力系统（油动、电动、橡皮筋等）模型飞机的结构:机身机翼起落装置模型飞机主翼、副翼尾翼水平尾翼垂直尾翼1、机翼是模型飞机在飞行时产生升力的装置，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的横侧安定作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼。

主翼––是模型飞机在飞行时产生升力的装置，副翼—是主翼的组成部份，主要保持模型飞机飞机飞行时的横侧安定。襟翼--是机翼的一部分，在飞机起飞或者着陆的时候，它向下弯曲一个角度，增大升力，使飞机迅速起飞或着陆。尾翼––包括水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼--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。副翼、垂直尾翼、水平尾翼是控制飞行状态的主要部件，襟翼是副助件，模型飞机的控制

滚转轴俯仰轴偏航轴副翼垂直尾翼水平尾翼水平安定面又称水平尾翼，可维持飞机水平飞行，后有升降舵，可改变飞机俯仰状态。垂直安定面又称垂直尾翼，可维持飞机直线飞行，后有方向舵，可改变飞机飞行方向机翼为飞机提供升力。机翼后缘处有副翼，可控制飞机做出横滚等动作。2、机身

将模型飞机的各部分连接成一个整体的主干部分。同时机身内可以装载动力装置、遥控设备、操纵机构和燃料等。3、起落架

供模型飞机起飞、着陆和停放的装置。一般有轮式起落架、滑撬式、浮筒式等几种。轮式最常见，按照起落架布置不同有后三点式、前三点式、自行车式

。

1—飞机重心

2—飞机纵轴

3—主轮

4—尾轮

5—前轮

6—辅助轮

后三点式

前三点式

自行车式

4、发动机

通常指的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：活塞式发动机、喷气式发动机、电动机、包括橡皮筋等。汽油机活塞式发动机甲醇机喷气式发动机甲醇与蓖麻油4：1然后再加20%硝基甲烷

汽油主要用汽体类燃料电动机航模电动机可分为有刷电机与无刷电机两种，它们都必须配备相应的电调才能正常工作。有刷电机与电调无刷电机与电调橡皮筋

以橡皮筋为动力的航模，常出现在中小学科普比赛中，主要利用橡皮筋伸长率大、回弹性好等特点作为动力。橡皮筋弹射飞机缠绕回力型5、控制系统(线控、遥控等）线控

线控主要是以线为介质，对航模进行控制。遥控航模遥控器

通过通信媒体对远距离被控对象进行控制的技术叫遥控。由操作装置、编码装置、发送装置、信道、接收装置、译码装置和执行机构等组成。(通常指的是无线遥控)三、常用术语与主要数据

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、前缘：机翼前面的边缘。4、后缘：机翼后面的边缘。5、翼弦：机翼前后缘之间的直线距离。6、机翼（升力）面积：矩形机翼的面积为翼展乘翼弦；梯形和椭圆形机翼以翼展和平均几何弦长的乘积来计算，单位一般为dm²。7、展弦比：翼展和平均几何弦长之比，等于翼展的平方除以翼面积。展弦比大说明机翼狭长。8、模型飞机全重：装有发动机、遥控设备等装置的模型飞机全部重量（不包括燃料）。9、翼载荷：模型飞机全重除以机翼面积所得的机翼单位面积承载量，单位一般为g/dm²。

10、重心：模型飞机各部分重力的合力作用点称为重心。一般的遥控模型飞机重心在机翼前缘后平均翼弦的1/4~1/3处；滑翔机的重心在翼弦的1/3~1/2处。重心11、模型飞机的坐标轴：它是通过飞机重心的三条互相垂直的坐标轴，是用来描述飞机各部分围绕重心转动的机体坐标系，坐标原点（O)固定在飞机的重心。机体纵轴（y）通过飞机重心，位于飞机对称面内，沿机身轴线，指向机头方向为正；机体立轴（z）通过重心，位于飞机对称面内，并与纵轴（y）垂直，指向座舱上方为正；机体横轴（x）通过飞机重心，并与纵轴（y）和立轴（z）垂直，指向右机翼方向为正。(y)横轴（x）(z)O12、尾力（心）臂：由模型飞机的重心到距水平尾翼前缘约四分之一弦长处的距离。13、上反角：机翼左右两端向上翘的角度。练习机为获得更好的横侧安定性，上反角较大，多为3˚~6˚。尾力臂正常飞行时，两边升力相等遇到侧风飞机倾斜时，向下的机翼升力大，产生恢复力矩。四、飞机为什么能飞飞机为什么能飞

飞机和模型飞机之所以能飞起来，是因为机翼的升力克服了重力。机翼的升力是机翼上下空气压力差形成的。当模型在空中飞行时，机翼上表面的空气流速加快，压强减小；机翼下表面的空气流速减慢压强加大(伯努利定律)。这是造成机翼上下压力差的原因。

ddddd阻力牵引力重力“升力”流体的速度越大，压力越小，流体的速度越小，压力越大。伯努利定律实验

向下吹气实验结果：纸没有向两边分开，反而向中间靠拢。空气流速快，压力小。空气流速慢，压力大。机翼剖面

两个相邻的空气质点同时由机翼的前端往后端走，一个流经机翼的上缘，另一个流经机翼的下缘，流经机翼上缘的质点会比流经机翼的下缘质点先到达后端。

根据流体的连续性和伯努利定理可知，相对远前方的空气来说，流经上翼面的气流受挤，流速加快压力减小，甚至形成吸力（负压力）而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力差就是空气动力。按力的分解法则，将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由发动机提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力，将飞机托向空中。这就是飞机为什么会飞的奥秘所在。

飞机为什么会飞？a、不对称的翼型；b、机翼和相对气流有迎角。翼型是机翼剖面的形状。机翼剖面多为不对称形，如下弧平直上弧向上弯曲(平凸型)和上下弧都向上弯曲(凹凸型)。对称翼型则必须有一定的迎角才产生升力(含无翼型)。

机翼上下流速变化的原因有两个：升力小升力大飞机速度快飞机速度慢翼剖面又称翼型

a、升力与机翼面积成正比；b、升力和飞机速度的平方成正比。同样条件下，飞行速度越快升力越大；c、升力与翼型有关，通常不对称翼型机翼的升力较大；d、升力与迎角有关，小迎角时升力(系数)随迎角直线增长，到一定界限后迎角增大升力反而急速减小，这个分界叫临界迎角。机翼和水平尾翼除产生升力外也产生阻力，其他部件一般只产生阻力。

升力的大小主要取决于四个因素：

翼型并不是在任何情况下都能产生大的升力。如果攻角α大到一定程度，气体将不再附着翼型表面流过，在翼型上方气流会发生分离，翼型前缘后方会产生涡流，导致阻力急剧上升升力下降，这种情况称为失速。

五、模型飞机受到的阻力模型飞机飞行时所受到的阻力模型飞机飞行中受到与飞行方向相反的力。阻碍模型飞机前进的力1、摩擦阻力摩擦阻力的大小，取决于空气的黏性。模型飞机表面光滑程度和与空气接触面积的大小。所以减小摩擦阻力主要从表面光滑着手。

约占总阻力35％－40%2、压差阻力

将一块平板垂直地放在水平流动的气流中，平板的前面正对着迎面吹来的气流，气流受到平板阻碍，速度急剧减小，压强大大增加，向被平板分开的气流，绕过平板，来不及聚拢，形成一个很大的涡流区，涡流区的压强很小，这样平板的前后就产生了压强差，形成了压差阻力。所以模型飞机各部分都应尽可能使之成为流线形。压差阻力约占总阻力15％－20％;3、诱导阻力

诱导阻力是随着升力而产生的，或者说是由升力“诱导”而产生的，所以称诱导阻力。当机翼产生升力时，由于机翼下表面的压力大，机翼上表面的压力小，因此机翼下表面的气流力图通过翼尖从下面向上表面流动，于是，翼尖部分的气流发生扭转，形成翼尖涡流，阻碍飞机向前飞。诱导阻力约占总阻力30％－40％

减小诱导阻力的方法有：①加大机翼的展弦比；②改变机翼的形状，椭圆形机翼诱导阻力最小，梯形次之，长方形最大；③改变翼尖形状，从翼根到翼尖逐渐变薄;加装整流条或加装小翼4、干扰阻力

气流流过物体结合处时，气流被扰动而成为不稳定气流，产生的阻力叫干扰阻力。

减小干扰阻力的方法是制作模型飞机时，把边角结合处的地方，做成圆弧形或加装整流条。六、飞行调整的基础知识飞行调整的基础知识飞行调整是飞行原理的应用。没有起码的飞行原理知识，就很难调好飞好模型。根据其接受能力、结合制作和放飞的需要介绍有关基础知识。同时也要防止把航模活动变成专门的理论课。

1、飞机的平衡和稳定

（1）平衡

在天平的两边放上相等的重物，则这个天平就处于平衡状态。在杠杆的支点两边，

如果力和力臂的乘积相等，

则这个杠杆就平衡了，飞机的重心就像杠杆上的支点，机翼和尾翼的升力，像杠杆上的力。要想使飞机上的俯、仰力平衡，就必须使重心两端的力矩相等。即：A·a=B·b。我们在手投滑翔调整所做成的模型飞机时，有时增加或减少机头的配重，这就是在移动重心的位置（从而改变a、b的长度）；调整机翼或尾翼的角度，就是在改变机翼或尾翼的升力（2）稳定。

模型飞机在飞行中会不断地受到来自各方面的干扰（如阵风和不稳定的气流等），破坏原来的平衡状态。如果在外来干扰消除后，模型飞机本身有能力恢复到原来的平衡状态，这种能力就叫做模型飞机的稳定性或安定性。

例如一个正立的不倒翁，外力使它偏离了中立位置后，只要你一放手，它就会自己重新立起来。这就是具有稳定性的不倒翁。如果把它倒立过来，只要稍有振动它就会倒下来，这就是不稳定的不倒翁。飞机上的重心位置，机翼、尾翼的形状，机身的长度，以及机翼的上反角等都对飞机的稳定性产生影响。

例如，飞机的尾翼，有时就像箭羽一样在保持着飞机的航向或俯、仰飞行姿态。飞机的上反角也对飞机的横向稳定性有帮助作用。

影响模型飞机的稳定性的重要因素还有重心的位置和翼型的形状。概括地讲，重心在模型上的相对位置越靠前、越靠下，模型的稳定性越好。翼型的前缘半径越大，中弧线弯曲越小，稳定性越好。3、平飞水平匀速直线飞行叫平飞。平飞是最基本的飞行姿态。维持平飞的条件是：升力等于重力，拉力等于阻力。

4、爬升前面提到模型平飞时如加大马力就转为爬升的情况。爬升轨迹与水平面形成的夹角叫爬升角。一定马力在一定爬升角条件下可能达到新的力平衡，模型进入稳定爬升状态(速度和爬角都保持不变)。稳定爬升的具体条件是：拉力等于阻力加重力向后的分力(F=X十Gsinθ)；升力等于重力的另一分力(Y=GCosθ)。爬升时一部分重力由拉力负担，所以需要较大的拉力，升力的负担反而减少了。

和平飞相似，为了保持一定爬升角条件下的稳定爬升，也需要马力和迎角的恰当匹配。打破了这种匹配将不能保持稳定爬升。例如马力增大将引起速度增大，升力增大，使爬升角增大。如马力太大，将使爬升角不断增大，模型沿弧形轨迹爬升，这就是常见的拉翻现象。七、检查校正和手掷试飞检查校正和手掷试飞

1、检查校正

一架模型飞机制作装配完毕后都应进行检查和必要的校正。检查的内容是模型的几何尺寸和重心位置。检查的方法一般为目测，为更精确起见，有些项目也可以进行一些简单的测量。

目测法是从三视图的三个方向观察模型的几何尺寸是否准确。正视方向主要看机翼两边上反角是否相等；机翼有无扭曲；尾翼是否偏斜或扭曲。侧视方向主要看机翼和水平尾翼的安装角和它们的安装角差；拉力线上下倾角。俯视方向主要看垂直尾翼有无偏斜；拉力线左右倾角情况；机翼、水平尾翼是否偏斜。

小模型一般用支点法检查重心，选一点支撑模型，当模型平稳时，该支点就是重心的位置。

检查中如发现重大误差，应在试飞前纠正。如误差较小，可以暂不纠正，但应心中有数，在试飞中进一步观察。模型飞机三视图正视图侧视图俯视图2、手掷试飞手掷试飞的目的是观察和调整滑翔性能。方法是右手执机身(模型重心部位)，高举过头，模型保持平正，机头向前正对风向下倾10度左右，沿机身方向以适当的速度将模型直线掷出，模型进入独立滑翔飞行状态。手掷方法要多次练习，要注意纠正各种不正确的方法，比较普遍的毛病有：模型左右倾斜或机头上仰；出手不是从后向前的直线，而是绕臂根划弧线；出手方向不是沿机身向前，而是向上抛掷；出手速度太大或太小。出手后如模型直线小角度平稳滑翔属正常飞行，稍有转弯也属正常状态。但不能侧倾急转。模型产生急转弯的原因可能是因为方向舵偏的太多或左右机翼重量相差的太多或左右机翼的安装角不同。遇有下列不正常的飞行姿态，就应进行调整，使模型达到正常的滑翔状态。（1）模型发生波状飞行的原因有四种

①头轻，即模型的重心位置在正常位置的后面，则模型飞行时抬头，模型向上飞时易失速，失速后掉下