《微型飞机设计与制作》短学期实践报告号三翼飞机7——同微吴庆欣、周健、尹涛、王张宁：姓名专：飞行器制造业航空航天与力学学院学院：：授课教师沈海军、高玉魁报告时间：日2月8年20130．目录一、引言3本次实践的内容及意义—————————————1.1 4主要任务及目标————————————————1.2 4实践计划———————————————————1.35初步设计———————————————————1.4 6绘制飞机三视图——————————————CAD1.5二、材料准备及制作过程8材料准备———————————————————2.1 12制作过程———————————————————2.2三、气动分析19机翼升力系数—————————————————3.1 20尾翼升力系数—————————————————3.2 21整机升力系数—————————————————3.3 23机翼升阻比——————————————————3.4 24尾翼升阻比——————————————————3.525整机升阻比——————————————————3.6 26气动分析总结—————————————————3.7四、电磁舵制作与小塑料件制作27电磁舵原理—————————————————4.1 28电磁舵制作—————————————————4.2 33电磁舵成品，以及装机效果——————————4.3 1．34电磁舵的制作总结——————————————4.4五、推力、转速测试35实验器材——————————————————5.1 37实验原理——————————————————5.238测量过程——————————————————5.339测量结果——————————————————5.439实验结果与分析———————————————5.4六、试飞验证40————————————————————————小组分工：绘图CAD吴庆欣：周健：气动分析尹涛：电磁舵制作王张宁：推力、转速测试2．引言一、本次实践的内容及意义1.1本次《微型飞机设计与制作》实践的主要内容是使用指导老师提供的碳纤维杆、保鲜膜及电动机、接收器，设计、制作并试飞手掌大小的微型遥控三翼飞机。
我们主要的工作步骤是：、通过指导老师讲解，重温《航空航天概论》知识，了解微型1飞机的飞行原理。
、学习与本次微型飞机制作相关的软件，完成翼型选择，计算2机翼、水平尾翼面积，计算飞机总体升力。
三视图。
CAD3、根据老师提供的图纸绘制飞机的、根据图纸分别制作机翼、机身、尾翼，制作电磁舵，焊接相4关电子设备。
、组装飞机。
5、飞机的试飞与调整。
6、撰写实践报告以及制作的总结。
7本次实践可以让我们掌握微型飞机的设计、制作、试飞的全过程，使我们不仅仅满足于飞机某一部分的设计，很好的让我们“既见树木，又见森林”。
通过这个项目，我们能更好的提高在制作飞机方面的动手能力；3．提高团队协作的能力；掌握相关软件，为今后设计更大的飞机打好基础；并能体验到飞机试飞并不是一个简单的过程，而是一个不断失败、总结、调整，最后走向成功的过程。
主要任务及目标1.2制作一个满足以下数据的三翼遥控飞机。
5m/s小平飞速度：152mm翼展：44mm翼弦：217mm全机长度：12上反角：05主机翼安装角：017g全机重量：实践计划1.3为了顺利完成本次微型飞机设计与制作，参照飞机的研发过程，我们定制了如下计划。
飞机设计a)结合指导老师提供的图纸，取得飞机的三翼飞机的主要尺寸，计i)算飞机主机翼和尾翼的面积，进而计算飞机的升力，算得飞机的最大重量。
根据指导老师的意见确定飞机的翼型、上反角等基本参数。
ii)根据已知尺寸及指导老师提供的桨、电动机、起落架等尺寸绘制iii)三视图。
CAD4．加工制造b)根据图纸使用碳纤维杆或者激光雕刻制作机身、主机翼、尾）i翼制作电磁舵ii）焊接电池、接收器、电动机、电磁舵等电子设备。
iii）组装飞机iv）试飞与调试c)初步设计1.4方案前拉式推进方式三机翼均为：上反角，两侧半圆的矩形翼机翼半圆水平安定面圆垂直安定面1/4椭圆弧与直线围成的形状升降舵三角形方向舵飞机初步设计方案表1.4-1机翼的主要参数152mm翼展44mm弦长 3.5展弦比主机翼面积220.0202m=*30.00674m8.3%相对厚度5°安装角15°迎角12°上反角飞机机翼的主要参数1.4-2表水平尾翼的主要参数40mm半径面积2（包括升降舵）0.003m1.4-3飞机水平尾翼的主要参数表5．绘制飞机三视图CAD1.5图 1.5-1同微7号三翼飞机正视图图1.5-2同微7号三翼飞机俯视图6．号三翼飞机左视图同微1.5-27图7．二、材料准备和飞机的制作材料准备2.1）48:9空心杯电机减速组和电机（减速比a）6mm空心杯电机及减速组2.1-1图6mm）3mm x x3.7伏航模电池（30mm20mmb）块，一块用于飞机，一块用于遥控2航模电池图2.1-23.7V8．碳纤维杆0.5mm/0.8mm/1mmc)碳纤维杆图2.1-3遥控器d)遥控器图2.1-4）20mm x e）接收机（15mm接收机图2.1-54540f）螺旋桨：桨螺旋桨2.1-6图接口电池充电器）充电器：USBg充电器2.1-7图10．）螺旋桨适配器h）保鲜膜i保鲜膜图2.1-8胶水、美工刀、剪刀、棉线j）双面胶、502胶水、美工刀、剪刀、棉线双面胶、5022.1-9图11．制作过程2.2焊接a)焊接完成图2.2-1图将电池和安装好螺旋桨的电机焊接在接收器指定位置（电磁舵在。
焊接）安装飞机再机翼制作b)框架制作i)的碳杆，作为0.5mm根据设计图纸，截取长度为354mm的直径为机翼的框架。
将碳杆两头对接在一起，利用热缩管初固定（先不要热，再。
然后用手将机翼完成所需要的形状（注意不要把碳杆弯断）缩）处将碳杆前后边绑住，根据图纸线长度40mm用棉线在距离圆弧边缘。
在绑好线后调整绑线处位置，使机翼左右对称，而且热44mm约为。
用同样缩管处无应力，最后加热热缩管固定（注意不要烧断碳杆）12．方法制作其余两翼框架。
主机翼框架完成图图2.2-2）翼肋制作及安装ii软件设计翼肋形状，利用激光雕刻机雕刻出机翼CAD根据图纸用胶水粘接在碳杆中的棉线上。
502截面的木质翼肋，用）铺膜iii将双面胶贴在碳杆以及翼肋上，将塑料薄膜绷紧，轻轻靠上去，然后沿碳杆逐渐粘紧。
用烧热的绣花针裁出。
用同样方法制作其余两翼。
13．主机翼铺膜完成图2.2-3、2.2-4图）拉上反角iv按照图纸在机翼的两个圆弧顶点用烧热的针刺两个洞，穿线绑紧12°上反角后绑紧另一端，绑紧后微调，使机翼形状一端，拉出约（此时铺膜会略有松弛，在胶水固定绑线点。
502没有扭弯，最后用安装机翼时有办法使其绷紧）尾翼制作c)软件画出垂直安定面及水平安定面框架形状，CAD用图根据纸，利在激光雕刻机下雕刻出来，再铺膜，用烧热的针裁出相应形状。
升降碳杆制作，与电磁舵的摆动装置0.5mm舵面、方向舵面则根据图纸用粘牢后铺膜。
14．飞机组装d)的碳杆作为机身，往碳杆10mm安装机翼前固定杆：以直径为i)套入两个剪了小口的热缩管，在后面的热缩管处插入两根碳杆，作为安装三机翼的前固定杆，前面的热缩管根0.8mm碳杆，另一端与固定杆用热的0.8mm据图纸套入一根长43mm缩管连接，利用三角形的稳定性将固定杆固定，烧热热缩管，°角。
此时有一个额外步骤，就是76使固定杆与机身碳杆成。
将安装起落架的塑料零件套在机身上（不用固定）安装中间机翼：取一根碳杆，将机翼对称放在上方，一同学ii)，距离1mm用手稳定机翼位置，另一同学在距离碳杆左右约个洞（如下图所示红4处用烧热的针分别刺机翼外框约2mm 。
将前点位置，距离仅供参考，实际按保鲜膜松弛程度而定）洞套入两根前固定杆，用棉线绑紧后，根据图纸尺寸微调2。
好固定（暂不滴胶水）主机翼铺膜刺孔安装示意图图2.2-50.8mm安装后固定杆：往机身套入剪口的热缩管，取两根iii) 15．碳杆穿过机翼后面两个刺孔，再穿过热缩管孔，放置成与机5°位置，并根据图纸调整中间机翼位置，使安装角为身成76胶水固定后固定杆棉线绑紧，调整好尺寸后用°，然后用502和中间机翼。
制作接收器安装板：根据两固定杆角度在塑料板上用美工刀iv) 76°角，另一边裁成的矩形，一边裁成20mm裁出一块宽约°角一边及76厚，打磨切面，60°角，用美工刀切成2mm约上下边磨平，60°角边磨成两面对称的斜面，方便调整。
最胶固定。
AB后将安装板装在前后固定杆中间，调整好后用所示方法在另外两机翼刺孔，并按照iii)v)安装上下机翼：用图纸分别从两固定杆上下端套入并安装，用棉线绑定后微调胶水固定。
502好尺寸，最后用安装好的中间机翼和下机翼2.2-6图16．安装水平安定面以及垂直安定面：根据激光雕刻出的水平安vi)定面以及垂直安定面的尺寸，根据图纸在机身碳杆的相应位深的安装凹槽，将两个安定面安装置用美工刀刻出约0.1mm胶水固定。
好，用直角尺测垂直和平行后，用502安装好的水平安定面及垂直安定面图2.2-7安装升降舵和方向舵：将制作好的电磁舵安装在水平安定vii)面和垂直安定面的相应位置。
再安装升降舵、方向舵，测试好方向后将两舵的引线焊接在接收器上。
处将碳杆掰折而3mmviii)安装接收器、电池和电机：在机头约3°2°右拉角及不掰断，安装电机，并用铜丝固定，获得下拉角。
将接收器、电池安装在安装板两端。
碳杆以及机轮制作起落架，0.8mm ix)制作起落架：根据图纸用碳杆采用后三点式布局，后起落架可不用机轮，用0.5mm制作，作支撑用，注意利用三角形的稳定性。
17．固定电线：将电磁舵的引线用两条透明胶带贴在机身上，x)同时起到垂直安定面的作用。
组装好的飞机2.2-8图调整重心：通过调整电池位置，使整机水平重心位于中间xi)处。
10mm1/3处，垂直重心位于下机翼上方约机翼翼弦前经过试飞调整，电池位置适宜放在下机翼下方，需要再增加电池安装架。
18．三、气动分析是利用计算机模拟产生气流，以理论tunnel软件简介：tunnel测量不同翼型（机翼和尾翼）下的升力系数和阻升比以便计算出整机升力和阻力的软件。
计算公式：升力：；阻力：；）（为阻升比C为飞行速度，vS为翼面积，C为升力系数，ρ为空气密度，213为面积片机翼；飞机速度为5m/s；单为密空其中气度 1.24kg/m222。
，三翼面积约为0.0202m0.003m；尾翼面积为0.00674m：3.1机翼升力系数）0.001N升力系数迎角（o）升力（53-10.1698310.2661190.38431610.520519670.6322180.70492250.7251119．）迎角（o）升力系数升力（0.001N235130.7592430.785152500.806172540.82019不同迎角下机翼升力系数及升力3.1-1表升力系数0.90.80.70.6数0.5系力0.4升0.30.20.1205015-510迎角（°）图 3.1-1不同迎角下机翼升力系数及升力3.2尾翼升力系数：迎角（o）升力系数升力（0.001N）-5-0.286-13-3-0.168-8-1-0.055-310.054320．升力0.001迎角（o升力系0.1610.26210.3620.4520.491260.5651329150.6293.2-1不同迎角下尾翼升力系数及升力表升力系数0.80.60.4数0.2系力升0.0-0.2-0.4150105-5迎角（°）图 3.2-1不同迎角下尾翼升力系数及升力3.3整机升力系数：以4°角度差相加机翼和尾翼的升力，以机翼迎角确定整机迎角，确定升力后F=1／2*ρ*v2*S*C得出整机升力系数C。