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自制飞机乱弹(待续)

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虽然还没有开始自己的自制飞机工程,但是思考已经开始了,:)

作者:Howard

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理论于实践,并不能保证100%成功;但是理论可以使成功率提高,就像现在经典的低速飞机设计一样,同样,经验也是重要的(对于经验,在家庭自制的范畴来讲,国内成功飞行的例子不多。

这里谈到的数据,基本上是统计数据和计算结果,不是理论数据和最优数据,依照这些方案可以保证没有大的意外发生;


好了,言归正传

家庭自制 从自制目的区分,我将之划分为两类

需求分析(自制目的)


目的类型1: 自己制造一架飞机,能飞起来就行


目的类型2: 自己设计一架飞机,自己制造


对于类型一,比较好讨论,因为市面上各种各样的家庭自制飞机图纸,套材都很多,大家按图索骥即可 这个网站中http://www.homebuilt.org/,各式各样的东东,器材都有花钱就可以。这可以说费用最低,可靠性最高的方案;毕竟我们都没有真正成功的实施过一架飞机的设计,制造,试飞至成功的全过程;必须要承认前行者获得成功的经验;

目的类型2:自己设计,

如果是遵循最保守的设计套路,飞起来也不难,难点在于操纵性,稳定性和可靠性。

如果是增加了很多附加设计条件的设计,那就比较麻烦了,不是三言两语能解决的;这里就不讨论了


这里我给自己提的设计实现目的为:

花尽量少的费用,尽量少的工时,能够飞起来的飞机

家庭自制飞机在以上的前提下

步骤为:1、概念设计

2、总体设计及气动设计

3、结构设计及重心计算和强度计算

4加工和强度试验

其中第二部分可以加入无线电缩比自由飞模型试验,和风洞试验;北航轻型飞机教研室的全部轻型飞机都是通过了无线电缩比自由飞模型试验的,其必要性和对于经费的节省就不在这里详述;

概念设计可以称为飞机布局选型,家庭自制飞机布局在本文前面设定的前提下

定为:

正常式布局,单座,上单翼,构架式,单面(或)双面蒙布结构,单发拉进或推进

发动机为30Hp左右(一般来讲,发动机20hp即可,这里选了一个中马拉小车)
设计就是一个平衡, 没有最优的设计,只有局部最优,整体满意的设计

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发动机选型

发动机选用航空发动机,30马力的航空发动机价格约为3万人民币左右, 按照<<世界轻型飞机手册>>可查阅到多种发动机,国内有Rotax的代理, 香港彼岸科技等等

(为何不用汽车发动机? 原因有三: 第一汽车发动机功率/重量比小,第二:可靠性不如航空发动机;三 各种姿态下是否能稳定工作(供油问题). 如此三点,我认为使用航空发动机是保证成功的一个保守的选择; 这里不使用汽车发动机,不是说汽车发动机必然不能飞起来,只是说给如果使用汽车发动机,自己增加了不少的难度,如果制造失败的话,对于总投资来讲,未必是节省了费用)

(最近看到了一大堆改装汽车发动机的文章,才发现自己孤陋寡闻,呵呵,不过改装也不是那么简单的, :(,稍后我会附加上这方面的内容)

飞机概念设计完成后, 即进入总体设计

步骤为:

1. 原准机统计

2. 重量估算

3. 气动设计

原准机机即为类似飞机相关参数的统计

即,我的飞机有多大,飞机应该有多重,机翼和尾翼有多大,机身有多长,等等

类似飞机这里,便是符合发动机马力在20~40马力之间,单座,,正常式布局,构架结构的超轻型飞机;可由各种手册查找.

统计数据为(都是比值) 这几个是最基本的

全机重量(起飞重量)/ 马力比 G/P

翼载荷

结构重量系数系数( 结构重量/ 起飞重量)

载油系数

根据这个几个比值,您可以了解自己飞机设计的选取值,是保守的,是冒进的,还是更本就不可能的?

比如大家的 全机重量(起飞重量)/ 马力比G/P 在6~~~9kg/Hp , 而您的飞机G/P值在 13 ,159kg/Hp, 那可以说你的飞机要想飞起来就很难了,当然如果你的气动设计非常非常好,不是没有可能,但是对于第一次设计飞机,而且没有加工经验的情况下,可以认为是不可能的.

如果选用大的G/P值,表示 结构设计对重量的要求低,但是飞行性能可能会差,毕竟推重比小了,对气动设计要求高了;如果选用小的G/P值,对气动设计要求低了,但是对结构设计加工要求就高了,这是一个平衡.

假定我们选用 8kg/ HP 的话( 注意啊,这里我没有去查手册,这些比值只是举例子) ,那么整机重量就必须为 , 30*8=240kg

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