波兰空军学院：研究3D打印飞机模型的空气动力学
波兰空军学院的罗伯特·巴贝尔最近出版了《飞机3D打印模型气动特性的初步分析》，他探讨了渐进技术在空气动力学研究和设计中的应用。重点是研究流线型设计和稳定性，以创建一个能够承受湍流和任何其他可能对其施加压力的力的平面模型。
虽然可以远程控制，巴贝尔的目标是3D打印一个平面模型，可以处理阵风，然后自动平衡自己，而不使用电子设备。
“稳定和平衡的概念是如此紧密地联系在一起。”巴贝尔说，他继续阐述静态和动态稳定性问题之间的紧密联系。关于Y轴的稳定性称为纵向稳定性，提供尾部。关于x轴和z轴，稳定性是横向的和定向的。
由FDM打印的模型部件
使用适当的特性来了解飞机性能是至关重要的，尽管飞机的起飞、着陆、爬升或以最大速度向前移动的条件各不相同。
“一个重要的因素是作用在水平面上的提升力，以确保作用在平面上的纵向力矩的平衡。”巴贝尔说，“这种力对于不同的攻角，飞行速度是可变的，可以通过倾斜方向舵进行调整。当K等于最大角度时，可实现最大范围。 达到最佳攻角时可达到最完美程度。”
为了继续他的空气动力学特性研究，巴贝尔使用FDM 3D打印来制造船体部件，在闭路空气动力学隧道中进行所有测试，并带有开路圆形测量空间。应该注意，3D打印模型在第一次测试运行时效果不佳，因为一些3D打印参数已关闭，必须进行调整。这是一个完美的例子，虽然它是3D打印的最大好处之一。当发现错误时，无论是在设计还是技术设置中，都可以快速进行调整，并且可以快速且经济地制造新的打印对象，而无需等待中间商。
沿着横轴的模型扭矩负责使其倾斜，并且巴贝尔建议保持低动量以适当的飞行措施。科学家还指出，这项研究的结果只是“构成研究的一小部分”，应该在这种类型的船体的创建上进行研究。
隧道示意图；逆时针空气循环
巴贝尔总结道：“空气动力学隧道中的模型研究允许开发出能够说明其特性的特征。对于带或不带底盘的型号，所有滑动角度（-25-25°）和前角（-20-20°）的组合都已创建特性。在此基础上可以得出结论，底盘设计得非常好，尽管它增加了Cx和减少Cz，并且对大多数前角和小滑角稍微完善，但应该注意，这些是无关紧要的变化。此外，对于较大的滑移角度，底盘的影响改善了一些参数。
“结果表明，无论滑移角的值如何，飞机在所有配置中的表现都相似。这些特性在整个测量范围内呈线性正。随着迎角增加，空气动力学倾覆力矩系数的值增加。随着迎角增加，空气动力横向力系数增加。攻角应在12°和20°之间急剧减小。这是不稳定的表现。滑移角度显着影响风车模型的流动特性而没有碰撞。根据滑移角标志的值，相对于坐标系的垂直轴，攻角的值应显着低于零或明显高于零。
除了广阔的医学领域之外，很难想象另一个受3D打印影响的行业比航空航天更受欢迎，NASA几十年来享受3D打印带来的好处，尽管今天不断用火箭组件给我们留下深刻印象，新概念火星漫游，甚至在太空中殖民。在较小的层面上，我们还关注了许多有关科学家、设计师、工程师和学生参与使用3D打印创建创新组件的项目的故事。