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歼20涵道舱身机的设计与制作

2017-07-28李经纬

航空模型 2017年3期
关键词:机翼作弊图纸

李经纬

歼20是成都飞机工业(集团)有限责任公司研制的一款第五代双发重型隐形战斗机,第一架工程验证机于2011年1月11日在成都实现首飞。2016年第十一届珠海航展首日,两架歼20战斗机正式在公众面前亮相。

歼20的出现凸显了我国航空工业技术的进步。看到新闻,笔者感到非常振奋,于是制作了一架歼20模型飞机作为纪念。而后,笔者又在其基础上做了优化改进,重新绘制图纸、提升组装工艺。下面,就将新机的制作过程分享给各位读者。

这架歼20模型是入门级的舱身机,选用了多种材质的板材组装而成。制作前,需准备好KT板、亚克力板、裁纸刀、环氧胶以及50mm涵道风扇(电机KV值4500)、25A电调、9g舵机(两个)等。

设计制图

笔者选择了Google公司的一款3D设计软件SketchUp(草图大师)绘制歼20图纸。该软件是一套初级三维设计软件,其最大优点是使用简便,人人都可以快速上手,非常适合初次接触模型设计的新手使用。此外,SketchUp还集成有海量内容的开放式数据库,全球各地的模友都能将自己设计的3D模型图纸放在云端数据库中,供大家免费使用。笔者此次就是在数据库中找到了一款歼20图纸。

首先将歼20图纸导入SketchUp软件,生成3D模型。制作舱身机要保证其像真度,须获得机体纵向的剖面。剖面数量越多,对模型外形的拟合度越高,但也会增加制作时的工作量。使用SketchUp軟件的剖面截取功能,从机头至机尾,按相同间隔将机体截出数个截面(每个截面需单独编号,以便后续整理)。生成的截面分别保存为dwg格式文件。

SketchUp导出的dwg文件支持任意版本的AutoCAD软件。但需要注意的是,必须购买专业版SketchUp软件才支持导出功能。

用AutoCAD软件打开各部件剖面文件后,必须先对图纸细节进行修正。笔者在原图纸的基础上加大了机翼面积,缩短了机身长度,然后以剖面图纸为基础,绘制出模型的机身隔框。

根据笔者的经验,制图完成后,可去掉一些不必要的标注,并调整好各零件的位置。另外应充分利用版面,这样才能在切割板材时,尽量减少材料浪费。

制作

图纸打印好后,就可以切割板材了。为了使切割更精细,先用3mm厚的亚克力板切出模板,然后将模板贴在EPO厚板上切割各段机身。

笔者使用了自制的热切刀沿着模板切出各段机身。切割好后,再用细砂纸仔细打磨掉毛边。

将各段机身修整好后,用环氧树脂胶将它们按顺页序粘接牢固。

接下来,制作翼面。笔者选用了3mm厚的KT板做机翼、鸭翼和尾翼。根据图纸尺寸切好翼面并打磨精细后,再分别在机翼、鸭翼与机身对应的安装位置上装好由轻木片制作的插销机构。尾翼则直接根据图纸粘接在机身对应位置上。

装完机翼后,再为其装上副翼。副翼同样采用KT板制作,安装时要先用胶条粘好固定。为保证副翼转动灵活,用裁纸刀将它与机翼接触面的毛边切干净。另外,副翼不要与机翼连接过于紧密,须留有一定的间隙。

组装

这款模型的组装过程比较简单。先将机翼和鸭翼分别插入机身固定牢固。由于并未采用可拆卸结构,因此在机翼与鸭翼安装到位后,点上环氧胶固定牢固。

涵道动力模型前方的进气道及后方的喷管过长都会造成推力损失,如果处理不好,损失有时甚至可能超过50%。在这种特殊情况下,一个推力为1000g的涵道风扇装入模型后,其准力可能会降到500g以下。因此,装在尾喷口附近的涵道风扇前方不远处,需开两个“作弊孔”以增加进气量。但要注意:若“作弊孔”太靠近喷口,会使重心不好调整;而如果远离喷口,则会增加推力损失。另外,“作弊孔”的尺寸既不能过大,也不能过小:过大虽能提高涵道推力,但也会增大飞行阻力;而过小则进气效果不明显。

笔者设计的“作弊孔”大约在机身中部,靠近机翼翼根前缘。考虑到这架模型并不需要高速飞行,因此为增加美观度,开孔处用轻木片做了挡板修饰。

机体结构组装好后,再安装舵机、电池等设备。笔者将舵机装在机身底部,可提高整机美观度。另外,由于涵道风扇位于尾部,因此要使重心位置合适,电池舱被设置在机头部位,而且此处也便于拆装更换。至此,整机组装完成。

试飞

试飞前,通过移动电池的前后位置微调整机重心。经反复试验,确定好重心后,用魔术贴将电池固定好。

这架模型采用手抛方式起飞,空机仅重86g,模型推重比接近1。由于模型动力充沛,因此可做180°转弯、正筋斗等简单特技动作,适合初学者练飞。此外,这架涵道舱身机外观比较精致,还原度较高,不仅能让制作者体验模型飞行的快感,还能作为静态模型展示,具有一定的观赏性。

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