《飞行器设计研究初探》研究性学习

【课题研究的背景】人类飞行是自然仿生学的一大突破，这一原理的应用给我们的生活带来

了出行的便捷。飞机是由固定翼产生升力，由推进装置产生推力，在大气层中飞行的重于空

气的航空器，是现代生活中不可缺少的运输工具。飞机有很多优点：速度快、安全舒适。但

是飞机作为交通工具也有自身的局限性：价格昂贵、受天气情况影响、起降场地有限制。因

此飞机只适用于重量轻、时间要求紧急、航程又不能太近的运输。为了学习更多的航空知识，特做特技遥控飞机模型的研究课题。

【课题研究的目标】1.了解飞行器设计原理和技术,学会飞行器的设计与制作。2.获得搜集和

处理信息、思考和解决问题的方法和能力；学会利用网络进行研究性学习，并得到研究成果；充分发挥小组成员的参与意识、合作共进与创新精神。3.体验飞行器设计、制作与试飞的过程，体验成功的喜悦，树立为祖国航天事业做出贡献的决心。4.培养严谨的科学精神和积极

动手动脑的自主学习习惯。

【课题研究的方法】上网查询、查阅资料、调查与讨论、现场观察法、参观访问。

【课题研究步骤及内容】

一、方案设计

1.翼型分类。飞机的翼型大致分为三种。一是平凸翼型，特点是升力大，尤其是低速飞行时，不太适合倒飞。主要应用在练习机和像真机上。二是双凸翼型。特点是在有一定迎角下产生

升力，零度迎角时不产生升力。主要应用在特技机上。三是凹凸翼型。特点是升力较大，在

慢速时升力表现较其它翼型优异，但阻力也较大。主要应用在滑翔机上和特种飞机上。机翼

的厚度也是有讲究的。同一个翼型，厚度大的低速升力大，阻力也较大。厚度小的低速升力小，不过阻力也较小。因为做的是练习机，选用经典的平凸翼型克拉克Y了。选厚度是12%

的翼型。

2.确定翼型。其基本确定思路是：根据飞行高度、翼弦、飞行速度等参数来确定该飞机所需

的雷诺数，再根据相应的雷诺数和您的机型找出合适的翼型。机翼常见的形状分为：矩形翼、后掠翼、三角翼和纺锤翼。因为我们做的是练习机，选择制作简单的矩形翼。由于机翼下面

的压力大于机翼上面的压力，在翼梢处，从下到上就形成了涡流，这种涡流在翼梢处产生诱

导阻力，使升力和发动机功率都会受到损失。

3.确定机翼面积。模型飞机能不能飞起来，起飞降落速度快不快，翼载荷非常重要。滑翔机

的翼载荷在35克/平方分米以下，普通固定翼飞机的翼载荷为35-100克/平方分米，像真机

的翼载荷在100克/平方分米。我们选择60克/平方分米的翼载荷。40 级的练习机一般全重

为2.5公斤左右。考虑到方便携带和便于制作，翼展定为1500毫米。整个机翼的面积应该为405000平方毫米。通过计算，得出弦长为270毫米。还有，普通固定翼飞机的展弦比应在5-6之间。通过验算得知，这个弦长在规定的范围之内。

4.确定副翼面积。副翼面积应占机翼面积的20%左右，其长度应为机翼的30-80%之间。通过

计算，该机的副翼面积因为60750平方毫米，一边副翼的面积就是30375平方毫米。

5．确定机翼安装角。机翼安装角应在正0-3度之间。机翼设计安装角的目的，是为了使飞

机在低速下有较高的升力。设计时要不要安装角，主要看飞机的翼型和翼载荷。翼载荷较大

的飞机，为了保证飞机在起飞着陆和慢速度飞行时有较大的升力，需要设计安装角。

6.确定机翼上反角。机翼的上反角，是为了保证飞机横向的稳定性。有上反角的飞机，当机

翼副翼不起作用时还能用方向舵转弯。上反角越大，飞机的横向稳定性就越好，反之就越差。