学习目标

1     小型无人机结构的材料有哪些？

2     轻木与层板的区别？

3    翼肋加工的要点有哪些？

4    机翼制作如何保证气动外形？

5    机身制作，如何保证其形状？

6    小型无人机系统装配注意的要素？

7     固定翼无人机与多旋翼无人机结构有哪些不同？加工方法有何不同？

（1）结构骨架材料

结构骨架材料作常用的是航模用的“木材”。

①轻木

重量轻，有一定的强度。

桐木：是最常用的模型材料，尤其是泡桐，具有比重轻、相对强度大、变形小、容易加工的特点。翼肋、蒙板、腹板、机身后段等应选用较轻的材料。

松木：东北松纹理均匀，木质细密，比较轻，不易变形，易于加工并富有弹性，是做模型中细长受力件的好材料。      

②层板

有较高的强度，常用作机身隔框、上反角加强片等；机翼的翼根部的翼肋、加强肋、隔框和加强片等。重量比轻木要重的多。

椴木：最常用的层板材料，除了上述用途外，还用于硬壳机身、螺旋桨和发动机架。

桦木：材质坚硬，纹理均匀紧密，比重较大，是做螺旋桨的好材料。还可做发动机架等受力件。

（2）木材的选择

应选择材质均匀、纹理平直、无疤节、比重轻的材料，以达到保证强度和减轻重量的要求。

木料在使用时要考虑强度、刚性等特性。我国早在800多年前宋朝时期，建筑工匠李诫就将建筑用材料断面高度与宽度比定为3：2。到了十八世纪末十九世纪初，英汤姆士杨研究发现材料截面高与宽成3.46：2时，刚性最大；高与宽成2.8：2时强度最大；高度与宽度相等时，弹性最大。在使用时根据模型的大小、结构来选择合适材料。

（1）结构手工制作工具

模型剪、笔刀、锉刀、砂纸、胶水、镊子、补土，将零件剪下后，要将零件上多余的流道削去，就要用到笔刀。

（2）其他加工工具

①砂纸：号数越大就越细，建议购买800，1000，1200号水砂纸

②镊子：模型制作中经常要碰到细小零件，平头型，弯头尖嘴。

③补土：一些模型由于开模的原因，在组合后会产生缝隙，这时就需要使用补土来填补。

（1）木板的激光切割加工

对于木材层板或轻木可以事先绘制好平面图形（如AUTOCAD)然后输入到控制激光切割机的电脑中，操作电脑切割程序，由激光切割机完成平板的切割加工。

（2）复合材料或塑料的雕刻加工

对于复合材料板材或塑料板材可以事先绘制好平面图形（如AUTOCAD)，然后输入到控制雕刻机的电脑中，操作电脑切割程序，由雕刻机完成复合材料板的切割加工。

（3）手工加工的基本方法

①裁割：将加工图形绘制在木板上（或将图纸贴在木板上），然后根据图形轮廓，将木片多余的部分裁去。

②刨削：多用于制作较大模型机身或三维模型时，需要用刨削的方法修整表面，提高工作效率和制作质量。

③拼接：用于木片的加宽和加长，注意拼接后要保持平整，不宜弯曲变形。

④打磨：打磨时要顺木纹方向，用力要均匀先重后轻，并选择合适的砂纸进行打磨。

⑤弯曲：主要方法有：火烤、水煮、冷弯。

（1）翼肋的加工

根据机翼的平面形状和翼型，精确画出机翼沿展向若干个站位截面的翼肋外形，然后画出各翼肋截面的翼梁孔和减轻孔。，以及上下为安装桁条的凹槽。

如有激光切割机，用激光切割成型。

手工加工，将两块木板夹在台钳，用力粗削多余的部分，翼型粗加工后，利用锉或砂纸将翼板打磨出所需翼型。为了确保翼型的精度，可制作卡板进行翼型检查。精加工时要不断检查，要求上下弧线全部与样板相同，注意不要磨伤样板。

（2）机翼的加工

将各站点翼肋与展向桁条粘接，再粘接加强板。

下一步，粘接前、后缘蒙皮。机翼中间部分用航模纸或薄轻木板粘接为蒙皮。留有与机身连接的梁孔（单梁或双梁）。有的机翼先安装好与机身连接的梁，再粘接中间部分蒙皮。

（1）多面体机身的加工

主要是通过机身各截面框的形状来保证机身的纵向曲面变化。

注意与机翼和尾翼连接处的框设计和连接。

（2）曲面体机身的加工

主要是选择能弯曲并有一定韧性板材。机身各截面框的形状来保证机身的曲面变化。

（1）单板式尾翼的加工

以平板为翼型的尾翼，主要是加工出尾翼的平面形状，这只适合低速小型无人机。

（2）有曲面翼型的尾翼加工

其制作方法与机翼相同，先进加工翼肋和桁条，在制作整体尾翼。

（1）板型多旋翼机架结构

通常用雕刻机加工。

（2）管材+板型多旋翼机架结构

通常用螺栓连接加工。

（3）固定翼无人机整体结构

（1）电动机或活塞发动机

重点是与机身的连接，通常用螺栓。

（2）螺旋桨

主要是与发动机的匹配。

（3）飞行控制系统

主要是遥控还是自动控制，控制硬件和软件的设计。

（4）无线传输系统

包括飞行器信息传输和任务设备信息传输。

地面遥控器和信息显示与处理系统。