微小飞机设计与制作渐进教程

本书主要围绕室内微小飞机的设计与制作，阐述了3D打印室内飞机制作、室内微小飞机的动力测试、升阻特性确定、飞机性能分析、小飞机设计制作技巧、电磁舵机选购与制作、不错电容自由飞飞机及卡通电动平板机的设计制作等内容。很后，以某无人机设计制作为例，详细介绍了固

沈海军，博士，同济大学航空与力学学院教授，同济大学飞行器工程研究所所长，博士生导师，教育部航空航天教学指导委员会委员，《SF Journal of Aviation and Aeronautical Science》《The Open Mechanical Engineering Journal》编委。主要研究方向有飞机设计、疲劳断裂、纳米力学等。承担或参加过国家863、国家自然基金、航空基金、上海市自然基金等多个项目。已发表论文250余篇。出版有《纳米艺术概论》《近空间飞行器》等8部著作。曾获江苏省教学成果二等奖、上海市高校很好教材奖、同济大学教学成果特等奖等。

绪论
初级篇：微小飞机的设计与制作
章 3D打印微小飞机
1.1 简介
1.2 3D打印微小飞机的原型机与设计方案
1.3 3D打印微小飞机的制作过程
1.4 3D打印技术在微小飞机设计与制作上的优势与不足
第2章 微小飞机动力测定
2.1 7 mm空心杯减速组／GWS4540桨动力系统
2.2 发动机静拉力(或静推力)的确定方法
2.3 发动机动拉力的测试
第3章 升力与阻力的确定
3.1 飞机升阻特性的几个基本概念
3.2 NASA的Tunnel简易气动软件
3.3 某微小飞机的初步构型
3.4 微小飞机升力和阻力的确定
第4章 微小飞机性能分析
4.1 飞机巡航迎角、最大平飞速度与质量的控制
4.2 尾容量与机翼上反角
4.3 飞机的航时
第5章 微小飞机的设计与制作技巧
5.1 常规布局飞机中各部件几何尺寸的大致比例
5.2 微小飞机发动机的选择
5.3 微小飞机的选材
5.4 常用胶水的使用
5.5 发动机的下拉与右拉
5.6 机翼上反角
5.7 前拉、腰推、后推发动机安装要点
5.8 重心位置与确定方法
5.9 飞机的试飞与调试
第6章 电磁舵机的选购与制作
6.1 电磁舵机原理与通电线圈的电磁场
6.2 自制电磁舵机线圈与磁铁的选取
6.3 电磁舵机的选取与制作
第7章 超级电容自由飞飞机的动力系统
7.1 超级电容自由飞动力系统简介
7.2 超级电容与空心杯电机额定电压的匹配
7.3 超级电容充电性能测试
7.4 电机一螺旋桨性能测试
7.5 超级电容放电与动力系统性能
7.6 超级电容的有效存储电量
第8章 超级电容自由飞飞机外形尺寸的确定
8.1 飞机设计动力基准的确定
8.2 飞机主要部件尺寸比例的确定
8.3 飞机元件及原材料的质量特性
8.4 飞机总质量W总与主机翼翼展L翼展之间的近似关系
8.5 飞机主要尺寸的确定
8.6 飞机修形与优化
第9章 超级电容自由飞飞机的制作
9.1 制作材料的准备
9.2 发动机的安装位置与拉力线
9.3 飞机的制作过程
9.4 试飞与调试
0章 卡通生肖电动平板机的设计与制作(上)
10.1 卡通羊飞机CAD建模
10.2 建模过程
10.3 卡通羊飞机动力测试
10.4 卡通羊飞机升力和阻力的确定
1章 卡通生肖电动平板机的设计与制作(下)
11.1 卡通羊飞机的性能分析
11.2 卡通羊飞机的制作
11.3 卡通羊飞机的试飞与调试
高级篇：“同舟”号无人机研制
2章 研究背景与设计性能指标
12.1 研究背景
12.2 设计性能指标
3章 构型设计
13.1 气动布局
13.2 机翼
13.3 尾翼
13.4 发动机位置
13.5 起落架形式
13.6 构型设计的确定
4章 主要参数的估算
14.1 起飞质量
14.2 翼载荷与功重比
14.3 主要参数的确定
5章 动力系统设计与分析
15.1 发动机简介和工作原理
15.2 发动机的选择依据
15.3 发动机磨车
15.4 发动机测试与选桨
6章 “同舟”号无人机的初步设计
16.1 常规布局飞机的特点
16.2 机身外形初步设计
16.3 机翼外形初步设计
16.4 尾翼外形初步设计
16.5 起落架位置的确定
16.6 操纵控制系统的初步设计
7章 机身结构详细设计
17.1 机身隔框的详细设计
17.2 机身桁条的设计
17.3 机身盖板的设计
17.4 机身与机翼连接处的设计
17.5 机身与垂尾、平尾连接处的设计
17.6 机身与主起落架、后起落架连接处的设计
17.7 机身设备舱的设计
17.8 机身结构的补强措施
8章 机翼的详细设计
18.1 中央翼的详细设计
18.2 外翼的详细设计
18.3 副翼、襟翼和舵机安装位置的设计
9章 尾翼的详细设计
19.1 垂尾的详细设计
19.2 平尾的详细设计
第20章 “同舟”号无人机的CAD建模
20.1 概述
20.2 翼面建模
20.3 机身建模
20.4 起落架建模
20.5 “同舟”号无人机的装配
第21章 质心计算
21.1 计算方法
21.2 质心计算过程
第22章 气动建模与升阻特性分析
22.1 气动建模理论基础
22.2 气动外形的初步建模
22.3 升力特性估算
22.4 阻力特性估算
22.5 升阻特性的AVL数值分析
22.6 升阻特性的理论计算与AVL数值分析比较
第23章 飞行稳定性计算与分析
23.1 设计要求和目标
23.2 纵向静稳定性计算分析
23.3 横向与航向稳定性分析
23.4 稳定性的AVL数值分析
第24章 飞行性能计算与分析
24.1 设计要求和目标
24.2 起飞性能估算
24.3 着陆性能估算
24.4 最大上升角和最大上升率
24.5 航时的确定
第25章 主要部件的强度校核
25.1 中央翼的强度校核
25.2 外翼的强度校核
25.3 平尾的强度校核
25.4 机身的强度校核
25.5 主起落架的强度校核
25.6 机翼与机身连接件的强度校核
第26章 “同舟”号无人机的制作和试飞
26.1 飞机的制作
26.2 “同舟”号无人机的试飞
参考文献