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摘要:在今天,飞行器已成为人们熟悉的旅行交通工具。其经济发展的历史也充分证明了飞行器工业是经济发展、技术进步和社会现代化的重要支柱产业之一。飞行器设计是一门既具备综合性,又需要很多其他技术辅助性质的交叉学科,飞行器外形的设计包含了很多科学知识。而飞行器发展至今,其外形的设计也经历了多个阶段,产生了不同的类别。
摘要:飞行器;飞机器;外形设计;造型美学
中图分类号:J022 文献标识码:A 文章编号:2095-4115(2014)11/12-196-1
飞行器造型设计已远不是仅停留在以往人们认为的只是长着翅膀铁壳,过于大胆的设计就会使一种飞行器的成功功亏一篑,但过于保守的设计也同样一无所获。各色的飞行器翱翔在天际,成为未来可展望的景象。
一、绪论
随着科学技术的不断进步,小型飞行器的性能发生了令人惊奇的进步。各种小型飞行器被人们创造出来。小型飞行器的功能也由原来的行业内特殊用途变得更多功能化。现在的小型飞行器有GPS导航功能,只能稳定系统,雷达等功能。
现在的飞机代表了当今科学的集大成。与其说它是一架小型飞行器,倒不如说它是科技之鸟。双人人共轴旋翼飞行器的出现也让我们对小型飞行器有了更多不同的认识。
二、飞机器外形发展史
从20世纪初期,飞行器爱好者把主要精力都用在了飞机器的空气动力学发展和革新上。飞机器的基本机械构造雏形基本形成,飞机器设计者们开始着手从飞机器外部造型上和内部动力上进行改进,并相继引入了、流体力学、人体工程学以及工业美学等概念,力求让飞机器能够从外形上满足各种不同行业的需要,使飞机器成为真正的科学与艺术相结合的最佳表现形象,最终达到最完善的境界。
(一)蜓式飞机
美国莱特兄弟第一款双翼机,其外形特点很像一只大蜻蜓,两对主翼上下串联式布局,增大升力面积。因当时对空气动力学还不了解所以该飞行器稳定性极差,但毕竟这是人类第一次伟大的探索尝试。
(二)单翼飞行
法国的布雷里奥单翼机的设计,向人们展示了单翼机的速度和机动性能优势,从而引领着飞机制造方向的转变。单翼飞行器采用了比之前更具备流线型的设计使飞行器速度有了大幅度提高,采用封闭式舱体,其形体阻力很小。这种设计一直沿用至今,只是翼形和机身造型不断改进发展,以及动力系统的提升由原来的螺旋桨动力发展到今天的涡轮风扇喷气式。
(三)垂直起降飞机器
20世纪对直升机发展的探索。直升机升空后,为稳定飞行,第一个需要解决的问题是配平旋翼旋转所引起的反扭矩。因此,直升机早期的方案大多是多旋翼式,靠旋翼彼此反转来解决配平问题。现今的直升飞机就是典型的垂直起降飞行器,当然也包括航天器在内。旋翼机与直升机的最大区别是:旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由前方气流吹动旋翼旋转产生升力,旋翼系统仅在起动时由自身动力驱动,起飞之后靠空气作用力驱动。
三、飞机器外形运用的空气动力学
飞机器的外形越来越重要,即空气动力学。一架飞机能否顺利的从研究开发到正式生产,它的耗油量是非常重要的,而空气这项指标有相当大的影响力。因为当车辆在行驶时,所受的空气阻力和它与空气的相对速度的平方成正比,也就是说速度愈快,它的空气阻力愈大;飞机器若想保持一定的速度,相应的,它的发动机就得多烧些油来增加飞机器的动力,使之能与空气阻力相抗衡。因此,若一架飞机的外形设计不好,则它的稳定性及经济性都会大打折扣。现在世界各国对空气动力学的研究、试验发展极快,飞机器的设计已越出方基调的格局而把身体设计的更具备曲线化使自身具备一定升力,由飞机器外形阻力下降升力提高。
四、飞机器外形美学设计
科学与美学相遇不论是什么东西,在成为经典之前,未必就是因美丽外形而产生的。随着时间的推移,变得为大众所接收,之后会慢慢地成为了美学评判标准。飞机器不仅本身成为一种科技美,它同时也给其他的事物带来了美的灵感,引发了其他的视觉产品设计潮流。
旋翼飞行器虽然速度不快但是它的设计仍然具备一定曲线主要是顶部与底部采用了闭合式玻璃舱罩结构,整个飞行器剖面呈梯形结构,既增大了下坠阻力又提高了旋翼的升阻比。同时从视觉上也给人非常整体、低点的份量感。垂直水平翼起到稳定气流的功能同时也是协调机身的设计需求。
由于低速飞行器阻尼系数较低所以不需要像高速飞行器一样设计成梭形,它的自由发挥程度更大,无论从动力结构,机身形状,翼型形状上都可以有更大的想象与发挥空间,唯一应该注意的是必须考虑造型对飞行的稳定性和安全性的影响。造型上可以更加简约和更整体。
低速飞行器的设计重点必须是安全、容易操作、抗恶劣气候性强、短距离起降等特点,确保今后能够分流底面交通的压力,所以尽量要设计得小型化。
五、后记
飞机器的发展值得我们思考和认知,飞机器对于我们的重要性已经不言而喻。对飞机器外形的特点的探讨也是我们需要了解和学习的。设计概念低速飞行器有助于挖掘难以置信的创新潜力,这种潜力远非仅仅局限于未来飞机器的外观,而是将材料和结构以及功能和制造流程完全考虑在内。概念飞机器不应该是飞行梦幻,而是代表了载人个人飞机未来的飞机器设计中的主导方向。通过设计师创意设计和未来科学技术的进步,让这些新颖的设计尽可能的运用到实际生产中,走进人们的生活。相信在不久的将来我们就会有幸成为空中自由飞行的一员。
参考文献:
[1]吴子牛.空气动力学[M].北京:清华大学出版社,2008.
作者简介:
苏嘉明,广州工程技术职业学院,中级职称,研究方向:数字艺术应用;
臧国超,广州工程技术职业学院艺术与设计学院教师;王勇,广州工程技术职业学院艺术与设计学院教师。
摘要:飞行器;飞机器;外形设计;造型美学
中图分类号:J022 文献标识码:A 文章编号:2095-4115(2014)11/12-196-1
飞行器造型设计已远不是仅停留在以往人们认为的只是长着翅膀铁壳,过于大胆的设计就会使一种飞行器的成功功亏一篑,但过于保守的设计也同样一无所获。各色的飞行器翱翔在天际,成为未来可展望的景象。
一、绪论
随着科学技术的不断进步,小型飞行器的性能发生了令人惊奇的进步。各种小型飞行器被人们创造出来。小型飞行器的功能也由原来的行业内特殊用途变得更多功能化。现在的小型飞行器有GPS导航功能,只能稳定系统,雷达等功能。
现在的飞机代表了当今科学的集大成。与其说它是一架小型飞行器,倒不如说它是科技之鸟。双人人共轴旋翼飞行器的出现也让我们对小型飞行器有了更多不同的认识。
二、飞机器外形发展史
从20世纪初期,飞行器爱好者把主要精力都用在了飞机器的空气动力学发展和革新上。飞机器的基本机械构造雏形基本形成,飞机器设计者们开始着手从飞机器外部造型上和内部动力上进行改进,并相继引入了、流体力学、人体工程学以及工业美学等概念,力求让飞机器能够从外形上满足各种不同行业的需要,使飞机器成为真正的科学与艺术相结合的最佳表现形象,最终达到最完善的境界。
(一)蜓式飞机
美国莱特兄弟第一款双翼机,其外形特点很像一只大蜻蜓,两对主翼上下串联式布局,增大升力面积。因当时对空气动力学还不了解所以该飞行器稳定性极差,但毕竟这是人类第一次伟大的探索尝试。
(二)单翼飞行
法国的布雷里奥单翼机的设计,向人们展示了单翼机的速度和机动性能优势,从而引领着飞机制造方向的转变。单翼飞行器采用了比之前更具备流线型的设计使飞行器速度有了大幅度提高,采用封闭式舱体,其形体阻力很小。这种设计一直沿用至今,只是翼形和机身造型不断改进发展,以及动力系统的提升由原来的螺旋桨动力发展到今天的涡轮风扇喷气式。
(三)垂直起降飞机器
20世纪对直升机发展的探索。直升机升空后,为稳定飞行,第一个需要解决的问题是配平旋翼旋转所引起的反扭矩。因此,直升机早期的方案大多是多旋翼式,靠旋翼彼此反转来解决配平问题。现今的直升飞机就是典型的垂直起降飞行器,当然也包括航天器在内。旋翼机与直升机的最大区别是:旋翼机的旋翼不与发动机传动系统相连,发动机不是以驱动旋翼为飞机提供升力,而是在旋翼机飞行的过程中,由前方气流吹动旋翼旋转产生升力,旋翼系统仅在起动时由自身动力驱动,起飞之后靠空气作用力驱动。
三、飞机器外形运用的空气动力学
飞机器的外形越来越重要,即空气动力学。一架飞机能否顺利的从研究开发到正式生产,它的耗油量是非常重要的,而空气这项指标有相当大的影响力。因为当车辆在行驶时,所受的空气阻力和它与空气的相对速度的平方成正比,也就是说速度愈快,它的空气阻力愈大;飞机器若想保持一定的速度,相应的,它的发动机就得多烧些油来增加飞机器的动力,使之能与空气阻力相抗衡。因此,若一架飞机的外形设计不好,则它的稳定性及经济性都会大打折扣。现在世界各国对空气动力学的研究、试验发展极快,飞机器的设计已越出方基调的格局而把身体设计的更具备曲线化使自身具备一定升力,由飞机器外形阻力下降升力提高。
四、飞机器外形美学设计
科学与美学相遇不论是什么东西,在成为经典之前,未必就是因美丽外形而产生的。随着时间的推移,变得为大众所接收,之后会慢慢地成为了美学评判标准。飞机器不仅本身成为一种科技美,它同时也给其他的事物带来了美的灵感,引发了其他的视觉产品设计潮流。
旋翼飞行器虽然速度不快但是它的设计仍然具备一定曲线主要是顶部与底部采用了闭合式玻璃舱罩结构,整个飞行器剖面呈梯形结构,既增大了下坠阻力又提高了旋翼的升阻比。同时从视觉上也给人非常整体、低点的份量感。垂直水平翼起到稳定气流的功能同时也是协调机身的设计需求。
由于低速飞行器阻尼系数较低所以不需要像高速飞行器一样设计成梭形,它的自由发挥程度更大,无论从动力结构,机身形状,翼型形状上都可以有更大的想象与发挥空间,唯一应该注意的是必须考虑造型对飞行的稳定性和安全性的影响。造型上可以更加简约和更整体。
低速飞行器的设计重点必须是安全、容易操作、抗恶劣气候性强、短距离起降等特点,确保今后能够分流底面交通的压力,所以尽量要设计得小型化。
五、后记
飞机器的发展值得我们思考和认知,飞机器对于我们的重要性已经不言而喻。对飞机器外形的特点的探讨也是我们需要了解和学习的。设计概念低速飞行器有助于挖掘难以置信的创新潜力,这种潜力远非仅仅局限于未来飞机器的外观,而是将材料和结构以及功能和制造流程完全考虑在内。概念飞机器不应该是飞行梦幻,而是代表了载人个人飞机未来的飞机器设计中的主导方向。通过设计师创意设计和未来科学技术的进步,让这些新颖的设计尽可能的运用到实际生产中,走进人们的生活。相信在不久的将来我们就会有幸成为空中自由飞行的一员。
参考文献:
[1]吴子牛.空气动力学[M].北京:清华大学出版社,2008.
作者简介:
苏嘉明,广州工程技术职业学院,中级职称,研究方向:数字艺术应用;
臧国超,广州工程技术职业学院艺术与设计学院教师;王勇,广州工程技术职业学院艺术与设计学院教师。