隱形戰機造型設計論文

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一、引言

（一）造型技術的發展與應用。Unigraphics(簡稱UG)是公司自產軟件產品，起源于美國麥道飛機公司，以CAD/CAE/CAM一體化而著稱，并可支持不同的硬件平臺。六十年代成為商業化軟件，被眾多美國公司所采用。多年來，UG軟件匯集了美國工業的心臟和靈魂---航空航天與汽車工業的專業經驗，發展成為世界一流的集成化機械CAD/CAE/CAM軟件，并被多家美國和世界著名公司選定為企業計算機輔助設計、分析和制造的標準。

（二）國產隱形戰機模型。國產隱形戰斗機是在近年來進行試飛的一種新型軍事裝備，它的出現受到了全世界人的矚目。由于它是一款新的戰機，它的仿真模型研究和設計，普遍應用于科研與高校計算機仿真教學中。

二、模型基本尺寸的確定

（一）在CAD中插入圖片。由于國產隱形戰斗機是中國最新研制的新型戰斗機，尺寸數據不詳，只有一些圖片資料和少量基本參照尺寸所以此方法用在本次造型中最為合適。

（二）模型基本外形輪廓尺寸測繪與確定。在圖片插入后用CAD的平面繪圖功能對模型外形最大輪廓進行測繪。測繪所得曲線盡量與原圖片保持一致，以保證模型外形與實物外形的相似度。

三、構建草圖

在草圖命令下繪制構建國產隱形戰機模型的俯視圖、草圖。

四、構造實體

運用“掃掠”、“回轉”、“通過曲線網格”、“通過曲面的縫合”這幾種命令構建實體。

（一）通過掃掠。創建掃掠曲面，執行“插入”|“掃掠”|“掃掠”命令（或者單擊“曲面”工具欄中的“掃掠”按鈕），打開“掃掠”對話框。

（二）通過曲線網格。該方法是指用主曲線和交叉曲線創建曲面的一種方法。其中主曲線是一組同方向的截面線串，而交叉曲線是另一組大致垂直于主曲線的截面線。通常把第一組曲線線串稱為主曲線，把第二組曲線線串稱為交叉曲線。由于沒有對齊選項，在生成曲面，主曲線上的尖角不會生成銳邊。

（三）通過曲面的縫合。偏置后的曲面還需要裁剪或者補面，用各種曲面編輯手段構建內表面，然后縫合內表面和外表面。縫合時，經常會出現縫合失敗現象，一般有下列幾種可能情況:①縫合時，縫合的偏體太多。應該每次只縫合少數幾個片體，并需要多次縫合。②縫合公差小于兩個被縫合曲面相鄰邊之間的距離。遇到此類問題，一般是加大縫合公差后，再進行縫合。③兩個表面延伸后不能交匯，邊緣形狀不匹配。如果片體不是B曲面，則需要先將片體轉化為B曲面，使之與對應的另一片體的邊匹配，再進行縫合。④邊緣上有難以察覺的微小畸形或其他幾何缺陷。可局部放大，進行表面分析檢查幾何缺陷，如果確實存在幾何缺陷，則修改或重建片體后重新縫合。

五、零部件分別造型

（一）機頭。由于機頭部分分為上下兩個部分，分為2次分別設計。機頭上部平面與X-Y平面成6~7度，利用UG中的基本平面功能做一平面，再將草圖中機頭部分曲線投影到平面中，然后利用回轉命令做出機頭上半部分。

（二）機腹及DSI進氣道。機腹主要是有曲線網格，以草圖曲線截面構建成實體。然后用抽殼命令構建DIS進氣道，其V子凹口是用輔助平面修剪而成。

（三）鴨翼。鴨翼與X-Y平面成一角度，在X-Y面上造型完成后用“移動對象”中的“距離”和“角度”命令將鴨翼調整至尺寸。

（四）全動尾垂。全動翼尾垂與X-Z平面成一定角度，在X-Z平面造型完畢后用“移動對象”中的“角度”命令將全動尾垂移動至正確位置。

（五）駕駛員座艙。隱形戰機座艙的設計主要是通過草圖的繪制，曲線網格完成實體造型。

（六）發動機噴射口。噴射口主要是由曲線網格命令做出曲面，將曲面偏置后縫合成實體。

六、模型整體設計

（一）各零部件求和。模型零部件造型完成后，運用“求和”命令將各個實體進行求和布爾運算，最終完成整個模型的造型設計。

（二）模型的美化處理。國產隱形戰機以黑色的表面，被網友稱為“黑絲帶”。所以，在造型設計的最后我將模型表面進行真實著色處理，以高亮黑色塑料作為色調，將我國新型隱形戰機“神秘”的韻味體現出來，并將戰機座艙進行了透明處理，以達到最佳效果。

筆者通過運用CAD、UG軟件對國產隱形戰機進行造型設計。模擬隱形戰機三視圖及其現實中戰機的基本尺寸，運用AUTOCAD軟件和手工測繪做出模型基本外形輪廓曲線。然后利用UG軟件，或片體縫合或曲線網格等命令，將模型分為幾部分造型完成后用求和命令將各個實體進行布爾運算，完成了國產隱形戰斗機模型造型設計。為高校和科研單位利用UG軟件為載體開發設計此類產品外形結構，提供一定的設計思路和借鑒。

作者：林春蕾單位：浙江廣廈建設職業技術學院