第十六章 核心机 理论计算
结构的选择只是核心机设计的第一步，陈东风要根据他们开始设定的航模发动机的基本参数来把这些结构的数学模型给搭建出来。这样他才能彻底了解设计的核心机的理论参数和实际的要求是否一致。而且理论模型的建立，也是可以大大的减轻日后核心机试车的时候的调试工作。虽然他们的航模能不能从图纸上变成实物还不一定，但梦想总要有的，万一实现了呢？
陈东风由于大脑开发过度，对各条公式定理的掌握也比较熟悉，他的数学模型虽然不会有很大的开创性，但是他的数学模型有着较高的置信度。
陈东风首先考虑到压气机是离心式压气机，这种压气机一级的增压比就可以达到5:1，再考虑到航模的速度，就可以得到气体的流量。如果选择汽油作为燃料那油气比理想情况下要达到14：1，就可以粗略的计算出燃烧室的总体积。再由热力学的知识把燃烧后气体的焓转变为动能，就可以得出喷管处的推力了。基本过程就是这样，但是其中有很多衰减的因素、效率、损失等需要考虑。
陈东风主要的计算难点在燃烧室气动热力性能数值分析上。这首先需要建立基本守恒方程组从流体力学、热力学、传热传质学和燃烧学等基本原理出发，建立质量、动量、能量和组分等守恒方程。
再就是要方程确定定解条件，定解条件包括初始条件和边界条件。边界条件是指燃烧室进出口，轴线（或对称面），壁面，自由表面处条件。对于非定常流还要给定初始条件。
还要为燃烧室的选择物理模型。湍流两相燃烧的基本方程组中有许多项是未知的，因此方程组是不封闭的。为了使方程组封闭必须构造或选择相应的物理模型即湍流两相燃烧模型。
最后是为建立离散化方程。湍流两相燃烧流动的基本方程具有数目多，相互耦合和非线性的特点，这就决定了在一般情况下只能用数值方法求解。偏微分方程组的离散化是使用计算机求解的前提。目前有许多离散化方法，如有限差分法等；有中心差分、高阶差分等格式。
陈东风选择的是有限差分法，而对于湍流两相燃烧，常用的是有限差分中的控制容积法，一阶或高阶迎风差分格式和隐式方案。求解区域离散化，又称计算网格的剖分是微分方程离散的基础。网格划分关系到离散方程的形式、收敛性、经济性及准确性。对于简单几何形状可采用直角坐标系或圆柱坐标系。对于复杂几何形状需要采用曲线坐标系。对于单项流动的离散化方程组，陈东风采用的是一种进积分算法，用于求解抛物型问题（如边界层、射流、管流等）。
好在陈东风计算过硬，硬是靠一把笔和一叠草稿纸计算了出来。
燃烧室的气动热力性能数值分析室基础，还要在这之上，对叶轮机包括压气机和涡轮进行理论计算。
叶轮机的理论计算需要用到基本焓方程：Δh*=lu =w(r2c2u -r1c1u)。
压气机设计转速确定后，可以先选定动叶几何出口角β2，再根据加功量（涡轮输出功率）计算流量，最佳的β2值需经过较详细的计算才能确定，要从流动效率高和易于制造两个方面考虑来选择合适的值。
确定转速、转子叶片几何出口角β2和加功量后，可以求出压气机的流量和气流流入扩压器的速度。
由于气流离开转子不是完全以叶型的几何出气角流出，而总是有一点“滑移”，造成实际的c2u值小于理想值（气流以叶型的几何出气角流出转子时的c2u）。通过引入滑移因子σ，可以计算实际的c2u。
至于涡轮，由于其性能受涡轮叶片几何形状细节的影响小，这一点同压气机不一样，因为气流流经涡轮时是加速流动，边界层分离的可能性小，但是，应争取获得尽可能高的效率。
涡轮设计应使涡轮转子出口处气流的cu接近与零，而压气机转子进口气流的cu也为零，由能量守恒方程：mclk=mtlt（mc为压气机流量，mt为涡轮流量）可得：mt（rcu）涡轮转子进口＝mc（rcu）压气机转子出口。等式右边由压气机设计参数确定。
由涡轮转子进口速度三角形得：tana3，rel =(c3u-u3)/c3r，c3r由连续方程确定，转子进口设计攻角为零时，转子进口叶型几何角β3=a3rel 。转子出口c4u =0，由转子出口速度三角形得：tana4，rel =- u4/c4r，c4r由连续方程确定，a4，rel为负值。
由于转子出口气流角和叶型几何角之间存在着落后角，目前尚无有关该落后角的准确估算方法，若转子叶片数目较多，并且气流在转子通道中的转角也比较小，可以认为落后角为零度，这样转子出口叶型几何角β4即为转子出口相对气流角a4，rel。
涡轮转子的喉道面积是另一个影响流量的重要参数，应该使得气体在喉道处的速度与在涡轮出口处的速度相同，即满足下列关系：n叶片数x喉道宽度=2πr4cos(a4，rel)。
这样就要求转子叶片在出口附近可能曲率比较大，准确的喉道面积比叶型角β4更为重要，但是两者都应尽可能地满足各自的设计要求。
涡轮转子叶片的数目可以用与压气机相同的方法在中径处（rmid）估算，由于前缘附近气流容易分离，建议按比估算出的叶片数目多25%进行设计。如果采用大小叶片设计，则小叶片放置在涡轮转子进口部分。
转子叶型可以按与压气机相同的方法进行设计，即沿半径负荷Δpb不变叶型或圆弧叶型，但是，所要求的喉道面积必须保证，喉道宽度可以从计算出。
海量的计算后，陈东风终于把核心机的理论模型建立起来，包括压气机和涡轮叶片的弯曲角度设计，燃烧室燃烧热值分析，尾喷口动量分析等。
然而这就完成了吗？不，远不够...
第十七章 核心机 结构设计
在陈东风把这些数据处理完，已经差不多过了一周的时间，还有不到一周就要到七月了。期间黄恒来看了他们好几次，被209四人的疯狂吓到了，连重在参与都说出来了，怕他们四个留校万一出了点啥情况，自己和学校都不好交代。
黄老院长被黄恒告知209四人的疯狂模式时，没有说什么，只是很欣慰的点了点头说：“小伙子，累点苦点睡一觉就过去了，这样我这还有点粮票你分给他们吧。”
四人拿到粮票，都惊呆了，黄老院长什么人啊，竟然在关注他们，还让他们照顾好身体，当时他们就有纳头就拜，士为知己者死的冲动。
陈东风按照进度今天开始对核心机的结构进行设计，一是要对每个构件进行制图，方便工人加工，二是要对整个结构的受力进行分析，如加强筋，支撑点等。
首先核心机要固定在发动机机匣上，轴或转子上承受的各种负荷如气体轴向力、重力、惯性力及惯性力矩等。由支撑机构承受并传至发动机机匣上，最后由机匣通过安装节传至飞机构件中。
陈东风要设计的就是采用几个支撑机构，安排在何处，这就是转子支承方案。一般情况下都是在压气机和涡轮转子前后安排支承点。由于他采用的是一级离心式压气机和二级涡轮转子，跟据离心式压气机和涡轮的特点，他采用了最简单的两点支点方案，即在压气机前端和涡轮前端放置两个支点。
接下来要把风扇，压气机，涡轮，燃烧室的构件一一画出来，并进行受力分析，确保不会因为离心力或者震动产生脱落。很多时候陈东风是没有经验的，比如焊接问题，他采用的这种联管燃烧室，怎么把分燃烧室固定在壳体上，这个问题他只能打上问号然后采用一般的方法。
陈东风只采用了一级离心式压气机级，故只有一组进口、工作叶轮、扩压器、涡壳这四部分。
压气机进口段总是设计成圆柱形或者圆锥收缩段，进口段的作用是引导气流更好地进入工作叶轮，以减少进口处的流动损失和扰流强度。所以陈东风对压气机的进口设计了带有回流装置以扩大流量范围。
工作叶轮是压气机最主要的零件，它的好坏对级的特性起了决定性的影响。对它的要求主要是，效率要高；强度要好，因为只有叶轮强度好，压气机才能达到较高的压缩压力。陈东风选择的材料当然不能是镍基合金或者单晶体金属。如果不出意外的话，他只能选择比较好的钢材。工作叶轮会因为其弯曲、扭转应力加大，在工作中带来振动的问题。这些所带来的麻烦，他不能用好的材料来客服，只能另辟蹊径了。陈东风设计了阻尼凸台的方法来减少风扇叶片所带来的振动。所谓叶片阻尼凸台，是指在叶片高度的适当位置上设置的并互相对接的凸起部分。其作用是使叶片间形成一个环带，以增强叶片的刚性并防止颤振。
在工作叶轮后设置扩压器，是因为空气从工作轮出来后，具有很高的气流速度，也即具有很大的动能。这部分动能约占叶轮加功量的25%-50%。因此，为有效地利用这一部分的能量，必须把这部分的动能转变为压力能，以达到提高空气压力的目的。
陈东风为了提高把气流的动能转变成压力能，他采用了叶片扩压器。叶片扩压器是在无叶扩压器平行光滑的壁面内，沿圆周均布一定数量的叶片而组成。气体介质在无叶扩压器内流动时，方向角基本保持不变，但在叶片扩压器内，气体必须按照叶片方向流动，所以流动状况较好，流动损失小，效率高。一般情况下叶片扩压器较无叶扩压器效率高3%~5%。
接下来的燃烧室才是最为复杂的，有人说燃烧室就是螺丝壳里做到场，是不无道理的。陈东风在燃烧室中采用的是湍流两相燃烧形式，也就是在燃料液雾化后和空气参杂后的燃烧方式。
其中的过程复杂还有震动的问题，为了加强稳定性。陈东风把燃烧室内壳体进行加强肋的安装，燃烧室内套很多采用加强肋予以加强。为减轻质量，在加强肋的辐板上可沿周向开许多减轻孔，在孔口处翻边加强。
燃烧室壳体构发动机的主要承力件，不仅内部要加强，外部也要进行结构加强设计，例如采用搭接熔焊形式，它可以获得比滚焊更好的气密性。或者把壳体的形式设计结构比较合理，使焊缝远离安装边，可有效地减少焊接热影响区对安装边造成的挠曲变形。
燃烧室壳体内部的火焰筒是燃烧的主要区域，一般由涡流器、火焰筒筒体、燃气导管等组成。陈东风设计的涡流器是叶片涡流器，这可以用来控制进入火焰筒头部的空气流量并建立强回流区，使高温燃气在火焰筒头部形成低速回流区，保证点火、稳定燃烧和完全燃烧。
燃烧室燃烧的关键是燃料和空气进行混合，然后使燃料液雾化。而这个的关键一个设计师燃料喷嘴是否合理。陈东风采用的是离心式喷嘴，这个形式的喷嘴可以让燃料以一定的压力切向进入内腔，在离心力的作用下，实现雾化。
当然离心喷嘴可分为好几个，例如双路双室双喷口喷嘴、双路双室单喷口喷嘴、双路单室单喷口喷嘴等，考虑到结构和实际问题陈东风还是采用了双路单室单喷口喷嘴。这种单喷口喷嘴可以将燃料快速雾化，加速混合气的形成，保证稳定燃烧和提高燃烧效率。
最后就是点火装置的设计了，所谓点火装置就是火花塞。陈东风考虑到火花塞位置不同，火焰传播距离和燃烧速度的变化率也不同，从而影响汽油机的工作性能。为此陈东风把火花塞布置在排气门附近，这可以一可以使火焰传播距离短，二可以使使末端气体受热减少。
再考虑到为了减少各循环之间的燃烧变动，保证暖机和低速稳定性，陈东风采用了直接点火的方式。
再说到涡轮叶片，他使用的燃料是汽油，所以燃烧温度大约是1000k左右，而市面上比较常见的耐热不锈钢的耐热温度大约是850k左右。为了不使燃烧后的高温气体使涡轮叶片直接氧化、脆化，需要对接触涡轮叶片的高温气体进行降温或者对涡轮叶片进行冷却。
降低燃烧气体温度方面，陈东风是通过引入外涵道的气体进行混合降低接触涡轮叶片的温度。至于冷却涡轮叶片，陈东风也没有提高耐热不锈钢耐温性能的方面，只能另辟蹊径，一是采用了空心叶片，内部引进外涵道冷空气对其进行降温，二是在叶片上开空，使冷空气覆盖涡轮叶片，从而让涡轮叶片上有一层气模。至于怎么使气体均匀覆盖在涡轮叶片，这就和涡轮叶片在旋转，使外泄的气体受到了离心力，通过计算控制小孔开孔的位置和方向可以使气模均匀覆盖在涡轮叶片上。
第十八章 核心机完成 继续前行
陈东风磕磕绊绊的完成了航模发动机核心机的第一稿设计，看着这将近百来页的核心机设计手稿，陈东风又是疲惫又是激动。疲惫是因为这段时间的疯狂，激动是因为完成了核心机的设计。而这标志着他们的航模项目第一个里程碑就算到达了。
陈东风在当天晚上四人交流会议上宣布这个消息的时候，杨辉、唐昌宏、杨韦三人同时鼓起了掌，这是他们自航模项目开始以来听到的第一个振奋人心的好消息，一扫他们一个多月来的疲劳和疲惫。三人迫不及待的让陈东风向他们讲述下设计的细节，虽然每天晚上，四人都有进度交流的会议，但有时候今天的成果明天就被推翻掉，这是常有的事。即使现在陈东风拿出来的也是第一稿，和最后定稿时的成果差距不知道会差别多少。
陈东风下午完成最后的理论计算后，一直压抑着自己，想把这个好消息留到晚上大家一起分享。此时他也按捺不住心中的激动，拿着第一稿设计，开始对三人娓娓道来。
三人有时候听的不是很明白，陈东风也会一一解释，如果遇到他们不明白的知识点也会当场为他们演算推导。即使唐昌宏和杨韦不是动力工程专业的，听起来也听的津津有味，不时的把不理解的知识点记录下来，准备空闲时再仔细查看。
这一说，陈东风就停不下来了，他把核心机里面比较精妙的涡轮冷却方法，燃烧室热力计算分析模型，压气机增压结构等，统统细细的为三人分说。三人也没有犯困的，也不阻止他，所以陈东风这一说就说到了夜里三点钟。等他们合上笔记本，仔细品味完设计的整体的思路和精妙后，发现已经三点了，啥也不说了，立马睡觉。可是这么兴奋的四人哪是这么快可以入睡的，上了床后睡不着翻来覆去，也不知道多久才昏昏睡去。
第二天，209的四人罕见的没有六点起床，都睡到了将近十点半了。四人洗漱完后，也没早饭吃了，干脆直接喝点开水饿着肚子，接着开起了交流会议。
杨辉先汇报了下他的进度。他负责的发动机除核心机外的子系统有启动系统、发动机控制系统（模拟信号）、通信系统（与杨韦的电控系统对接）、滑油系统、电源系统（与杨韦的主控制系统通用）。他现在已经完成了电源系统、启动系统和滑油系统的大部分工作，剩下的就是与核心机进行配合设计。控制系统主要就是启动控制和燃油喷嘴的控制，正在设计中。通信系统还没有开始。总体来说进度控制的还不错。
杨韦的飞机控制系统主要是控制飞机的运动的，主要是上升、下降、左右转弯、飞机速度的增加和减少，最重要的是飞行的稳定。模型飞机主要是依靠机翼上的操纵面和尾翼来完成改变方向的一些动作的。因此他的系统里面要包含测量飞机的姿态角、飞行速度、高度和侧向偏离的传感器以及陀螺仪。根据这些传感器的数据，飞行控制采取反馈控制原理。飞机是被控制对象，自动控制系统是控制器。飞机和自动控制系统按负反馈的原则组成闭环回路(飞行控制回路)，实现对飞机的稳定与控制。
而杨韦的另一个无线电遥控系统就是要把飞机控制系统和地面的遥控设备进行实时数据交换。现在杨韦的控制系统编程由于没有实际的风洞数据，只能把控制飞行的控制按照理论计算进行编程。而他的无线电遥控系统也还没开始设计。
唐昌宏的外形设计由于已经是根据mirage2000的基本外形进行等比例缩小，故而他的设计工作相比于设计一个新的外形结构，难度降低了很多，但是任务难度和任务量一点也不少。
本来飞机总体外形设计在飞机设计中处于先锋和核心地位，无论从对技术要求分析论证开始，还是对总体各主要参数的分析和优化，无不落实到飞机的总体构形和总体各部分的几何尺寸定义及它们之间的相对位置关系的确定。
在初定外形后，所做的飞机设计方案阶段的各项设计工作，都要围绕外形。因此，是否能找到一个崭新的方法，能快速生成方案阶段所需的总体外形，是关系到能否缩短设计周期，确保设计质量的大事。
好在是模仿mirage2000已有的外形尺寸，但是因为只有图片和一些简陋的介绍，唐昌宏还是解决飞机部件设计中主要参数和几何尺寸的最佳值。他要绘制出选择最的佳形状，构出最佳外形。
不仅如此他还要计算出飞机部件的最佳结构受力型式。最为困难的就是选择最佳材料目的是满足气动弹性、耐热性、静强度、动强度和疲劳强度要求，保证飞机部件的使用维护方便。不过由于是航模，而且考虑到经济实用性，选择的一般都是比较轻的铝合金已经关键部位要进行结构加强。
外形中最为核心的就是飞机的飞翼的设计了，这几乎决定了飞机百分之八十的性能。唐昌宏虽然知道mirage2000是三角翼结构和两侧进气道设计，但是在航模的外形设计过程中，他仍然要确定机翼和尾翼的翼型及沿翼展方向的布置规律，机翼和尾翼相对于机身的位置以及水平尾翼和垂直尾翼的相对位置。他要根据实际情况选择进气遭的形状，确定进气口位置与机身的相对位置选择。
最后是起落架的设计，由于他们是航模，为了方便起落架就选择了固定在外面，不选择收回。所以主要就是确定起落架相对的位置。
唐昌宏现在的航模外形的几何形状已经基本确定下来了，还有大半的构件受力分析没有完成，当然在受力分析过程中，有时候也会改变已有的几何外形。在进行形状选择时，要考虑各部件之间的协调，以减小由于这些部件间互相干扰而引起气动特性的改变，即应尽量减少不利的干扰因素。
第十九章 航发子系统
饥肠辘辘中，四人都各自汇报了自己的进度，有可喜之处，也有裹足不前。唐昌宏鉴于时间紧迫，任务繁重，提议陈东风转变为突击队员。要求他在不断地改进自己核心机设计的同时，也要抽调时间对三人的工作进行指导帮助。
到了现在唐昌宏三人是不得不佩服陈东风的能力了，这如此短的一个半月时间，能基本设计出一款航模的核心机，即使现在的第一稿设计还有很多的不足之处，到考虑到他现在才上完大一，这已经是骇人的成果了。
所以陈东风现在由不得他们不佩服，原先还有的在航模上面比试一番的心思就彻底淡了下来。三人都已经意识到没有陈东风的协助，他们自己的任务是不能保质保量的完成的。
陈东风开始是想拒绝的，他认为他最多只能提提建议，不应该干涉甚至主导任务，但是架不住三人的坚持，又说陈东风是航模项目的发起者和小组长，应该负起主要责任。四人又讨论一阵，最后，陈东风决定先从与核心机比较密切的航发子系统入手，先协助杨辉查漏补缺，争取让子系统和核心机完美配合，接下来是唐昌宏的外形计算设计，这可以让航模项目初步成果，最后四人一起攻关电控系统和遥控系统，这里有很多设计是要在发动机和外形设计的基础上的。
在航模项目开始到六月底这段时间，考虑到设计前行需要大量查阅资料的问题，他们的主要战场在图书馆。因为现在要进行合作，故而需要讨论的小组就要转移到图书馆以外的空教室中。所以四人要暂时分开，各自行动。
不知不觉已经到了午饭时间，在讨论的尾声，杨辉提议‘人是铁，饭是钢，一顿不吃饿得慌，我们快两顿了，为了祖国的现代事业，一起先去吃饭吧’。这时候几个人才感受到什么叫做饿的前胸贴后背，出了宿舍，前去食堂吃饭。
下午陈东风和杨辉就去找了间空教室，然后在那里开始了对杨辉任务的全面查漏补缺。当然陈东风只负责提供思路和方法，具体的工作还是交给杨辉自己完成。
杨辉再次梳理了自己现在的进度。首先杨辉的电源系统采用的是镍铬蓄电池，这是一种在华国比较常见的蓄电池，虽然有很多的型号。杨辉拟采用镍铬蓄电池单个容量是5000mah/1.2v的。考虑到发动机的启动系统初期启动需要大电流，以及控制系统需要稳定的电流，他选择的镍铬蓄电池是标准型和大电流放电型的组合电池组。初步计算启动功率后，杨辉拟用20节大电流型电池组成启动系统的专用电源，10节标准型电池组成控制系统（包括杨韦的整机控制系统）的电源。
陈东风问他怎么处理镍镉电池的记忆效应（大家还记得早先刚买到诺基亚新手机的时候要充一整晚电吗？暴露年龄了！）。
杨辉的理由有两个，一是航模飞行时间短，在飞行过程中并不需要发动机对电池反向充电，所以只要电池及时保养不会遇到这个问题，二是镍铬电池比较成熟，价格便宜，现在华国没有最为先进的锂电池，如果不使用的话只能采用发电机的模式，这样启动系统只能利用外部设备（相当于拖拉机的摇把）把发动机的风扇旋转起来。两相比较，还是蓄电池模式比较经济。
陈东风也仔细比较两种方案，最终也认为杨辉的蓄电池方案是比较合适的。同时陈东风也提出了一些自己的想法，比如电池管理和电池充放电问题，因为他知道他们的航模不仅仅只能应用在航模表杨上，还会应用在长时间飞行的任务中，如航拍，侦察等。当然，现阶段，由于航模只有一小时不到的飞行能力，还不需要进行改进。
杨辉的发动机控制系统主要功能是准备采用模拟量信号来控制燃料喷嘴的开度，其次是采集航发的信号如转速，燃烧室温度，滑油温度等。
针对发动机的控制系统，陈东风结合自己在设计核心机时候看到资料上的压气机震喘问题，提出限制控制压气机的最小转速，也就是燃料燃烧的量问题。他认为在控制系统中要加入这个逻辑，把燃油喷嘴的开度、压气机的转速和发动机的推力建立一个关系表。
杨辉一一记录，这个是离心式压气机放震喘最简单有效的办法，具体三者的关系需要借鉴陈东风的理论计算得出，以及需要实物成型后进行实验验证。
杨辉设计的滑油系统主要是对核心机的风扇、压气机、涡轮风扇和燃油阀门这四个部位进行润滑。当然滑油系统的作用不仅仅是润滑，还有一个很关键的应用是降低构件温度。
陈东风任务杨辉的滑油系统以及把该考虑的都考虑进去了，找不出什么地方需要改进。但是隐约他感觉滑油系统如果在真的航发中会是一个很重要的子系统，如果可以通过滑油温度而建立滑油系统中各个部位的热值分析，那就可以判断出航发各个部位的工作性能。
他把这个不成熟的想法告诉杨辉。杨辉仔细想了很久，他任务很难，一是因为传感器不容易放置而导致温度采样困难，二是不同的发动机系统可能热值分析的模型不尽相同。好在他们现在是不需要考虑这些问题的。
至于杨辉最后的通讯系统，由于杨辉还没有开始设计。陈东风和杨辉考虑到可以先把发动机的数据采集和发动机的控制命令集成到一个单片机中，再有这个单片机和杨韦的控制系统进行通讯，把控制权交给杨韦，当然最后传递给地面控制装置。为了防止通讯中断，陈东风建议在程序中建立相互‘握手’机制，即把地面控制系统、飞机控制系统和发动机控制系统两两相互进行通讯，当任何一个系统由于干扰接收不到控制命令的时候，第三个系统可以代为转送命令，这样也相当于是一个伪冗余系统了。
第二十章 外形结构 协作完成
陈东风在和杨辉的讨论修改中，也要兼顾下唐昌宏的结构设计，至于杨韦他现在的精力就不够了。忙忙碌碌中，已经快半个月过去了，杨辉的发动机子系统在陈东风的协助下都已经定稿了，剩下的就是具体的元器件选择，电路板的设计了，这些接下来都交给杨辉独自处理。
陈东风接下来就要和唐昌宏一起把航模的外形结构设计方案拿出来，并争取在八月底前完成。陈东风和唐昌宏来到空教室后，先问：“老唐，航模外形结构我们已经确定按照mirage2000的模样进行缩放，你觉得现在这次的重点和难点在哪里？”
唐昌宏点点头，丝毫没有因为他的年纪比陈东风大而有尴尬和不满，他对陈东风能力的相当有信心，也很服气陈东风现真正的进入小组长的角色。唐昌宏组织了一下思路慢条斯理的开始叙述。
由于航模外形结构由其的用途决定，现在的这款航模主要目的是飞行及特技表演。对航模的技术要求应该是安全性、可靠性、维修性、经济性。
从设计角度来说航模外形结构设计要先从其结构承载布局形式开始，接着是结构主要受力构件布置设计，这之后是飞机结构的刚、强度计算分析，最后才是飞机结构构件及其具体连接设计。由于航模的结构关键细节部位的安全寿命及损伤容限要求不是很高在设计中暂时不考虑。
唐昌宏在结构设计中使用的是结构有限元分析法。由于结构设计中应力和变形分析十分重要，它是分析和评估结构承载能力、使用寿命、可靠性和进行优化设计的基础，又是修改设计和制定试验方案的依据，特别对按疲劳、损伤容限设计的关键件，其应力和变形的分析精度要求更高，需要有合适的模型和计算方法才能满足要求。目前主流的分析方法就是结构有限元分析法。
航模结构设计包含机翼结构、尾翼结构、机身结构、发动机舱结构、起落架结构等。目前唐昌宏需要陈东风帮忙的是机翼和尾翼的结构设计。机翼是航模上升力的来源，尾翼、尾翼副翼和机翼副翼都是保持航模飞行平衡和做出特技飞行的关键运动部件。所以其受力大且复杂，还要牵涉到副翼的协调控制问题。
这些完成之后，两人一起完成航模结构的刚、强度计算分析。最后的连接设计唐昌宏可以一个人独立完成。因为航模结构的刚、强度计算分析，需要大量的数学模型建立以及计算分析，这是个工作量很大的活，而连接设计则是可以根据各个结构的设立分析，来设计出连接机构的强度和形状。
陈东风听完感叹一句：“老唐，你早就给我在前面的路上给我挖好了坑啊，就等着我来跳。不过，外形结构设计我是外行，你得帮我一起做！”
“能力有多大，责任就有多大。这不说的就是你嘛？”唐昌宏笑说。
“一起合作，各司其职，我也只是过来辅助的，核心的任务还是要你们三人负责。”陈东风认真的说道。
“好啦，不要这么严肃，我们虽然之前没有时间计划，但是大家心里的时间节点都是暑假结束前啊，时间紧迫，一起加油干吧！”唐昌宏一句话让两人重新投入到了紧张的设计工作中。
如果是真飞机，那其结构设计绝对不是唐昌宏和陈东风两个人两三个月可以设计玩的，飞机结构要考虑到结构的强度、刚度、疲劳、耐久性、损伤容限、维修性要求、适航性、工艺性、低成本设计、重量、防雷击、抗腐蚀等等。不过现在的航模这些除了强度、重量和低成本其他统统不考虑。
结构有限元分析法了可以分析出结构的基本受力情况，考虑到飞机在起飞、降落以及特效飞行时候的飞行姿态会有大的载荷，因此在结构中需要考虑到这些情况。
唐昌宏，以航模重心（待定）为坐标原点（机身方向为x，垂直方向为y，水平方向为z），建立坐标系。根据重力，升力，阻力，推力，起落架载荷，惯性力也就是质量乘以加速度的负值，质量力，这些数值建立达朗倍尔动静分析（也称刚体动平衡）。达朗倍尔动静分析方法为航模的任意一点的x方向所有fx之和为0，y方向所有fy之和为0，z方向所有mz（质量力）之和为0.
根据动平衡的分析可以得知航模各个时候的载荷，取其最大值，结合飞机的结构，设计出比较准确的外形结构。
陈东风对机翼和尾翼的设计是在唐昌宏的帮助下，并结合自己查的资料进行的。
首先确定机翼、尾翼的功用。机翼首先是提供升力面即产生升力，其次是副翼、扰流片横向操纵作用。尾翼的功用是航向的操纵性。
考虑到机翼的主要结构承受的力是升力，而升力是传到机身上，由机身带起全机。或说扣除机翼上自己那部分，其它部分给机身。所以如果把机翼拿出来进行受力分析，即研究对象就是机翼和机身之间的关系，机身作为支持，而它们相互之间固定不动，故研究它们之间力的传递时，如果静力平衡方法分析，可以得出结构的受力情况。两侧机翼副翼的上下翻折可以控制航模包括转向、翻滚和抬头等飞行姿态，由于机翼副翼的受力复杂，需要考虑和机翼的连接受力情况，需要进行连接部位的结构加强。
再考虑到航模的特性，选择的是重量最轻，结构最简单的纵向骨架形式的单梁机翼机构沿翼展方向安置的构件，包括梁、纵樯和桁条。
梁是最强有力的纵向构件，它承受着全部或大部分的弯矩和剪力；纵樯可以承受由弯矩和扭转而产生的剪力；桁条可以承受局部空气力载荷，并将翼肋互相连系起来。
至于尾翼，它其实也是一个升力面，设计要求和构造与机翼类似，由于其主要的功用是航向的操纵性，所受的力大都来自于气动力，所以对结构的强度要求没有机翼那么的高。尾翼的方向舵是其运动的核心部件，其结构也是采用最简洁的纵向骨架形式的单梁机翼机构，当然在梁、纵樯和桁条的具体规格上和机翼是有所区别的。
机翼、副翼、尾翼的合理联动是航模飞行稳定基础，它们的合理联动决定了不同的飞行姿态。因此陈东风把副翼和尾翼可动面的联动关系列为了重点，这是航模的运动基础。
第二十一章 控制系统 进退维谷
陈东风在机翼、副翼和尾翼的设计及结构刚、强度分析的工作上还比较顺利。主要是唐昌宏把飞机结构设计的很多知识点都仔细的讲解给他听，再加上他的理解能力一流，计算能力超群，这才是任务顺利完成。当然后续的构件结构图纸都是交给了唐昌宏的，他决定去杨韦那里继续帮忙。
杨韦现在的任务状态是进退维谷，主要原因就是无线通讯的选择问题。
前文有提到，他们的航模是无线控制，这就使飞机的上没有传统飞机的拉杆，而要全部使用步进电动执行带动拉线进行操作。
早期的步进电机不是由plc（可编程逻辑控制器）的脉冲端口直接给命令信号的，而是有全分立元器件构成的逻辑运算电路，还有电容耦合输入的计数器，触发器，环形分配器构成的。华国在六十年代中期已经开始生产和应用。
步进电机的驱动电路所有半导体器件都是完全国产化的，价格比较经济其易于实现。所以控制的执行机构没有问题。
问题出现在短波射频收发单元。短波通信是指波长在100米～10米之间，频率范围3兆赫～30兆赫的一种无线电通信技术。
如果在二十年后，他们选择一款射频收发模块，再配一套单片机系统完全可以很简单的实现这个功能。
现在杨韦设计的结构是航模内有三个步进电机执行结构，这三个结构需要接收数字信号也就是电机正转或反转的圈数来执行命令。还有一个燃料喷嘴，需要把数字信号转化为喷嘴阀门开度的模拟量信号。主要就这四个执行单元，再有就是信号反馈单元，比如发动机温度和转速、飞行速度、飞行高度、飞行角度、燃料容量等信号。
如果按照普通的办法只能把每一个信号都要配一组短波发射和接收模快，当然地面的控制单元也要相同的配置。
这样的问题很多，第一个就是重量的问题。数十组短波收发模块的重量都快要接近原先航模设计重量了。要知道现在的收发模块不是二十世纪一个柴火盒子大小的芯片就可以搞定的。现在的收发模块都是一个个二极管、三极管、电容、电阻组合起来的，而且基本上每个收发模块都要单独设计，基本上不存在什么通用性，导致设计工作量极大。
第二个就是几十组天线挤在一起，会造成信号的干扰。有人可能会说可不可以把波长和频率都设计的不一样来区分信号源，达到去除干扰的目的。且不说信号的波长和频率区分到可以抗干扰的技术难度多大。其实如果这些天线和电路如果是在一架真飞机上面，那干扰基本是不大的。但是这么小小的航模集成这么多的信号，就算不会干扰到主频信号电路，也会把旁路滤波电路上的电容电阻烧掉。
陈东风听完杨韦的烦恼，也感觉颇为头疼。现在的大规模集成电路设计他不是很懂，也无能为力。在两人陷入到苦恼的沉思中的时候，陈东风突然想到了他接收的另一个陈东风的意识里面的画面。那个世界的手机可都是无线通讯的而且功能丰富，而导致这一现象产生根本性变革就是半导体集成电路的发展。
想到这里，陈东风问杨韦：“有没有想过把这些收发的信号集成到一起，用一条报文来发送或者解析？”
“开始的时候也想过，也查阅了不少资料。但是这种分段提取信息的做法，通过电路实现不了，就放弃研究了。”杨韦答道。
“有没有可能要一个可编程的集成电路，把收发的报文集中道一起处理。这个电路可以通过不同接口把数据进行收发处理。”陈东风再问。
“目前我没有看到这方面的相关书籍。也许国外有？”杨韦摇头，不确定的回答。
“还记得数控机床吗？它的多轴控制不就是由plc（可编程逻辑控制器）控制的，而且plc具备多路的输入输出接口，完全满足我们的需求，不过就是太贵了，而且用起来有点浪费。”
杨韦眼前一亮，忙问：“你是不是有什么想法了？快告诉我，我都被折磨了一个多星期了。”
“我是再想可不可以我们把它的芯片单独拆出来，自己搭建电路信号输入输出的接口，然后配合射频收发模块来实现无线控制的功能。不过这样，我开始设想的地面系统、飞机控制系统和发动机控制系统两两相互通讯的计划就要修改了。”陈东风把自己的想法告诉了杨韦。
“这有什么，可以多来几组芯片啊！”杨韦不假思索道。
“现在比较流行的是英特尔的8080芯片，这种微处理芯片在国外都要几百美元的，而且我们并没有渠道得到它。”
“那怎么办？”杨韦的失望之前溢于言表，仿佛突然从云端被打下了低谷。
陈东风也是一时间不知道该说什么，来安慰杨韦了。杨韦是一个比较要强的人，如果航模的任务只有他没能完成，那么他可能嘴上不会说什么，可能他内心会无比自责悔恨，甚至没脸再见三人的心思都有了。
“我们在乱想什么啊！”突然陈东风一拍脑袋大叫一声，把杨韦吓了一跳。然后就看到陈东风站了起来对杨韦说：“阿韦，我们都想岔了啊，你说这个航模，我们开始的打算是什么？”
“设计为主，设计不成就当成下学期的提前自学...”说到这，杨韦也明白了，现在是理论设计而已。就是自己不用芯片把控制系统设计出来了，四人也没钱把他凑出来啊。
“对啊，设计为主，你就先用英特尔的8080好了来设计好了，不过你的任务反而会更重了。”陈东风不无担心的对杨韦说。
“怎么说？”杨韦也没接触过芯片，现在的计算机知识都没有普及，邓总师还没有说出那句‘计算机要从娃娃抓起’的口号。现在掌握计算机的都在各个高校的计算机研究所里面。
“8080芯片，你不懂它，肯定得学啊，不光要知道它的结构，还要知道它的编程方式，还要和外部通讯收发数据。太多太多你不知道的了。”
“有需要看的书名吗？”杨韦毫无惧色的反问道。真是初生牛犊不怕虎，杨韦此时像极了抓住最后一根稻草的溺水者，这时候哪管困难啊。没困难要上，有困难创造条件也要上。
“我只记得要学汇编语言和c语言编程，其他的还要去问计算机院的人。”陈东风如实回到。
“那还等什么，走啊，现在就去。”杨韦拉着陈东风一起去找计算机院的人去了...
第二十二章 假期结束 成果斐然
陈东风和杨韦一路匆匆的去了计算机院找懂行的专家指点迷津。好在现在距离开学已经没有多久了，有一部分学生和老师都回来了。他们这才没有走个空，白忙一场，找了几个同学，都是大二的也说不清楚，索性同学的指点下直接去了老师办公室。计算机院的王老师对他们的目的也是比较吃惊，当然他是对非计算机专业的学生学习计算机很支持的。
王老师热情的向他们介绍了国内国外现在计算机发展的情况，陈东风和杨韦真是不听不知道，一听有惊喜。原来今年六月的时候，徽州无限电厂、华清大学和四机部六所联合研制出了单片的仿8080与6800微处理器，并以此为基础研制出了相应型号的微机djs-050系列及060系列。这就是说他们的控制系统基本可以实现了。
接着王老师针对他们的需求，热情的向他们介绍了《计算机语言及程序设计》、《数据结构与算法》、《微机原理》、《汇编语言程序设计》、《编译原理》等课程，以及课程之间的内在关系，学习顺序等。
这一听就是一下午，直听的陈东风和杨韦是头晕眼花，可能对牛弹琴就是这个状态吧。他们强打精神，把王老师的话一一囫囵记下，等回去后自己看的时候再一一印证。王老师在他们走的时候还热情的跟他们说以后有什么不懂得尽管来问他。
在千恩万谢中陈东风和杨韦离开了办公室，往宿舍走去，先吃饭，再去图书管爆肝。
一个多星期的时间并不足以让他们可以成功的编写出控制程序，但是足以让他们画出控系统的流程图。杨韦在这一份遗憾中，在开学到来的前几天开始和其他三人进行合稿。
四人各自拿出了自己的最终设计版本，真是不看不知道，一看吓一跳，足足有将200页。其中陈东风和唐昌宏的设计稿最多，杨辉次之，杨韦由于是半成品所以内容最少。
开学后辅导员就会收社会实践的报告了，如果他们每个人都要交一篇完整的报告，这就意味着在这最后的两天里面，他们要把各自的成果再抄写三遍（复印打印是不可能的）。
其实他们抄写的难度不是在文字的多少，而是在一个个电路图，一个个结构的三视图上，特别需要耗费精力，而且还特别容易搞错。
他们四人在抄写了半天不到，唐昌宏受不了了，他的三视图最多，结构图也最多。唐昌宏不想继续了，站了起来看其他三人也是咬牙切齿、苦大仇深的样子。他不由乐了，说：“兄弟们，都别抄了，我提议啊，不如我们就拿出一份详细的报告，其他人的都是概括的写一点就可以了。”
三人一听，早就不想抄了，把笔扔下了，直说：“老唐你咋不早说，都抄了半天了，手上的茧子都要出来了。”唐昌宏乐了：“不感谢我解救你们于苦海，还倒打一耙？什么人品。”四人一起哈哈笑了起来。
“那这唯一的一份合稿给谁？”杨韦笑过后问出了关键，“我们别因为这个闹出别扭。”
杨辉脑子快提议到：“这样我们学学古人，各自在本子上写上最有资格拿上合稿的人名字，然后大家一起拿出来，得票多的人拿。怎么样？”
三人一致同意，和杨辉一起开始在本子上写名字。“都写好了吗？一起亮出来吧。”杨辉道。
一起亮出来后发现陈东风得了三票，而陈东风那票给了唐昌宏。陈东风刚想推辞不受，三人一起道：“不接受反驳，东风你是项目的发起人，又是小组长，你功劳最大理该如此。”
陈东风一时间也不知道该说啥，就那么的在那嗫嚅，很不好意思。
“好啦，我们别在这发霉了，这两个多月都没有打球了，一起去动一动吧！”杨辉为陈东风解出尴尬就提议到。
四人一起准备了下，往体育场走去，现在学校来了不少人了，还是可以凑一凑的。
等到大二开学第一次班会的时候，黄恒向大家讲述了下大二的基本教学目的和注意事项后，就开始收社会实践报告了。一般的同学都是十几页纸最多二十几页，陈东风一下拿出200多页的报告，着实把大家吓了一跳。
黄恒七月份和导师一起去就项目了，也不知道陈东风他们航模的具体情况，今天看到他这厚厚的一沓报告，才知道黄老院长真是慧眼如炬，陈东风他们真的放出了个大卫星。
黄恒收完报告，就宣布班会结束，大家嗡的一下都围到陈东风这来了。七嘴八舌的有问陈东风暑假干了什么惊天动地的事了，有的说陈东风不厚道有好事都不喊自己人，有的说陈东风是他一个人写的还是合作的…
在一一的解释后，陈东风好不狼狈的离开教室，回宿舍去了。
再说黄恒，回去后就开始仔细看起陈东风的社会实践报告。非要说这是社会实践报告其实也无不可，但是这更像是一个航模设计项目成果报告。
黄恒仔细看去，真是麻雀虽小而五脏俱全。从发动机的各个环节的理论计算，到整体的强度分析；从各个控制系统的功能，到系统电路的搭建；从航模的整体结构强度分析，到各个飞行姿态的分析。这些都是很考验内功的，没想到他们四个人在没有专业知识的背景下，凭自学能做到这个程度。
更何况陈东风他们的这份报告，不仅仅是理论设计比较出色，连各个构件都给出了详细的参数。如果按照他们的设计图纸来加工构件，没准还真的可以把一台涡扇航模给制作出来。
这让黄恒生出了一个念头‘都是妖孽啊’！他开始鼓励他们的时候也就是抱着让他们提前预习课程的想法，真是没想到他们能做到这样的程度。不由又生出了‘长江后浪推前浪，前浪死在沙滩上’的奇怪感觉。不管怎么说还是先给黄老院长看一看，看他怎么说。
第二十三章 院长再请 准备试制
黄恒带着这份实习报告，去了他的导师黄老院长的办公室。黄老院长看到这份报告，带点小得意的说；“我是不是很有先见之明啊，哈哈。”
“我也没想到，这几个小家伙这么有干劲，而且能力一流，里面的内容我粗略看了下，很有料。不得不服。”黄恒也是一脸赞许的说。
“这样，我看你来把这份设计评审下。”看到黄恒想要说话，黄老院长马上又说：“当然你一个人可能不能胜任，里面的东西确实驳杂，这样你和飞行器班的小李（李杰）一起吧。一个星期的时间够了吗？”
“好的，老师，我尽力。”黄恒一听还有个帮忙的，底气也足了。
开学之后，209宿舍的四人就彻底摆脱了暗无天日的忙碌生活，回归到了平静之中。由于他们暑假已经把很多课程都自学过一遍，所以上起课来就格外轻松了，基本上是可以赶的上老师上课开火箭的速度（可见预习是多么的重要！），而且还能经常提出自己的一些思考。
209四人依然保持着每天晚上去图书馆学习的好习惯。杨韦在看计算机方面的书，唐昌宏对飞机外型结构类的书就更加着迷了，杨辉也在陈东风的指点下看航发相关的书籍，而陈东风呢？
他除了和杨韦一起研究计算机的相关知识外，还每天抽时间看他还未学习完的数学分析，等数学分析看完，接着高等代数和空间解析几何等，他通过这次航模设计，越发感受到了数学模型的威力。即使他对飞机的外形结构分析理解的不如唐昌宏深入，但他依然可以把复杂的结构力学问题化为简单数学问题，最终解决。
等黄恒他们审核完陈东风他们的报告已经过去一周了。这期间还黄恒还喊了一个比较精通控制系统的杨光老师来帮忙，这才将将的完成审核工作。
黄恒带着报告和他们审核过程中提出的修改意见，去办公室交给了黄老院长。黄老院长一边看，一边对黄恒说:“你去通知陈东风他们四个人，中午到我办公室来趟，去吧。”
黄老院长看了看黄恒他们几人的审核结论和修改意见，结论是航模的发动机核心机设计合理，理论数值计算正确；航模外形结构刚、强度分析合理，构件图纸清晰；无线遥控系统控制逻辑基本正确。修改意见是涡轮叶片设计复杂，不易于实现；涡轮叶片连接部位设计不合理，重量过大；控制电路设计不合理，复杂环境下容易受到干扰；外形结构材料强度不够，导致重量偏大...
陈东风四人中午来到黄老院长的办公室，看里面人不少，原理黄老院长把黄恒和其他两位审核老师一起喊过来了。
“陈东风、杨辉、杨韦、唐昌宏你们四人的这次社会实践做的很有价值，涡扇航模在国内外还是没有出现过的，现在国际上主流的航模还是涡桨航模。可以说你们的工作还是很有价值的。”黄老院长看四人不骄不躁，还在专心听他说话，心里赞许的点点头，继续说：“尤其你们利用假期把大二的很多课程都自学了，而且在这学期也没有因为自己自学了就逃课，还是认真听讲，和老师积极互动，这点我要表扬下你们。”
四人连连表示这是他们作为学生的本分，是应该的。
黄老院长点点头：“你们这次航模的设计中有什么所得吗？”
杨韦、杨辉、唐昌宏三人都是说了一些相关专业知识的认识，陈东风没有说这个方面，而是叙述了他们在航模设计过程中遇到的难点。一是涡轮叶片材料问题在设计过程中的关键性位置，二是因为通讯干扰问题，他们不得不选择了微机芯片处理器，这让他感受到了以后微机芯片处理器可能是控制系统的关键核心。而相同频段的通讯干扰可能是会让控制系统失效。
黄老院长对陈东风能说出这一番话还是比较吃惊的。第一点还好说，俗话说一代材料一代发动机，说的主要就是涡轮的材料。第二点他看到了微机处理芯片的以后发展趋势也没什么，而他对通讯干扰问题的看法就有点意思了。“那你认为，以后这方面会有什么发展。”黄老院长问。
“第一个是自己系统的抗干扰能力提升，第二个是干扰敌对势力的通讯。”陈东风明显已经想过相关问题，不假思索道。
“那你有做过相关调查了吗？有想过解决方案了吗？”黄老院长问。
“目前我还没看到有提到这方面的相关文献，我还没有好的解决办法，还需要大量的知识。”陈东风如实道来。
“好吧，这个问题，你可以做为自己的研究，有成果可以来向我汇报，需要用到相关实验器材也可以向我申请。”黄老院长鼓励道：“你们谁还有什么想法可以和我提一提。”
黄老院长看陈东风几次想张嘴又没开口，就直接问了：“陈东风你想什么说什么，别吞吞吐吐的。”
“黄院长，我想申请把我们设计的航模制作出来，但是需要学校的帮助...”
杨辉三人一听，吓了一跳，这可不是几百块钱的事情，没个几万甚至几十万搞不下来的。
黄老院长老谋深算，微微一笑说：“你说说学校为什么要把大把大把的钱，拿给你做航模？”
“院长，我是这样想的，您刚才不是说国际上还没有类似的涡扇航模吗？我们的航模外形是仿照mirage2000来的，至少可以把他们卖给欧洲人啊，如果可以改变外形为af14后还可以卖给美国人。这样一来不仅设计的钱能赚回来，搞不好学校还能赚不少。当然如果能稍微奖励我们们四个一下就更好了。”陈东风小心翼翼的说。
“那你说说怎么个奖励法，我听听看。”
“把设计经费赚回来后，能不能给我们四个人一点奖励？”陈东风不确定的道？
“嗯，”黄老院长想了会说：“也不是不可以，不过你们先要把航模作出来，达到设计要求才行，这样吧，你们先做，具体利益分配我要和校长讨论下。”
“就我们四个？”陈东风有点心虚的说。
“哈哈，放心，黄恒、小王、小李会作为你们的指导老师，不过具体工作还是要你们自己做。”黄老院长哈哈一笑，下了逐客令：“你们几个就一起去讨论下，具体怎么做吧！”
待他们几人都出去了，黄老院长带着报告和修改意见去了季文美校长的办公室。
“老黄，什么大风把你刮来了，快坐，快坐。”一边说着，季校长一边倒了一杯茶递给黄院长。
“老季，我是来报喜的，也是来表功的，你先看看我手里这份报告，你就知道是什么喜和什么功了。”
季校长接过厚厚的一沓报告，皱了皱眉头，暗道：“社会实践报告，看个什么劲。”翻开一看不得了，原来是航模的设计项目书啊!当下，也顾不上和黄院长废话，细细的翻看起来。
季文美，季校长的学术资历一点不比黄院长差，他是华国的著名力学家，航空教育家。早期从事飞机制造，后致力于航空教育和科学研究。长期从事振动力学的研究，是国内非线性振动理论、挤压油膜减振机理和转子动力学等方面研究最早的倡导者，现在再西工大任校长已有将近两年时间，黄老院长还是他去年邀请来的。
黄院长慢慢喝着茶，也不催，也不急，就那么在那坐着。
“这真是大一的四个学生设计的？不会是你糊弄我的吧？这至少得是大四的，而且4个人有点少了。”季校长看完，一脸狐疑的问黄老院长。
“货真价实的大一学生完成，我只是让小黄告诉了下他们该看哪些书而已，都是他们自己完成的。这四个都是人才，而且不骄不躁。只是...”
“吞吞吐吐的干嘛？你这老家伙，有话直说。”季校长直截了当的说。
“他们向我提出了试制这个航模的要求，而且还说以后航模可以卖给欧美国家，不知道你是否同意。”黄老院长老谋深算的提出了他的要求。
“这费用可不低，怎么的也要个小10万吧！”
“差不多了，我合计过了，十几万差不多。怎么样，就当给这几个好苗子练练手，搞不好有意外之喜呢？”黄老院长看季校长基本同意，也放松下来，开了句玩笑。
“行吧，你负责吧，我记得十月份石门市有一个华日泰三国航模邀请赛，你看能不能在这之前完成？”
“应该没问题的，你也看到了，这份设计，里面的理论计算可是货真价实的。”黄院长信心满满的道。
“好，那我来联系，让我们西工大也上上场，扬扬威。”季校长也是豪气冲天。
“你就等着把奖杯，迎进荣誉室吧!”
‘哈哈...’两人一起开怀的笑起来。
第二十四章 开始试制 齐头并进
209的四人和三位指导老师，找了一个空会议室，就开始了第一次工作会议。由于几人都对航模项目有很深刻的认识，不长的时间里，就决定兵分三组。黄恒和陈东风为第一组，负责试制航模核心机，并进行相关实验；李杰和唐昌宏第二组，负责试制航模整机，并进行风洞实验；杨光与杨辉、杨韦三人为第三组，负责搭建各个控制系统，并进行相关测试。三组每周开一次协调会议，相互通报进度。
第一组、第二组的试制离不开校工厂的帮助，而就加工难度而言第一组的核心机要比第二组的外形结构要复杂很多，精度要求也高。在黄院长和季校长的协调下，校工厂抽出了一组人进行配合。
工人们在加工陈东风设计的涡轮叶片时候犯了难，负责加工的就是带陈东风实习的万师傅。陈东风开始设计的是空心叶片，迎焰面设有多排气孔，而且气孔出气角度各有不同。要知道涡轮空心的涡轮叶片只有几个毫米的厚度，要想设计出出气角度，叶片内部气孔位置就要增加厚度。原本陈东风设计的是两面组合的（因为现在的三轴根本不能进行曲面内部的加工），但是试制出来后由于气密性和稳定性（离心力过大）的问题并不能实际使用。
如果涡轮叶面不能有一层稳定的气膜，那叶片的冷却就会成大问题，可能没几个小时就要氧化甚至断裂。采用特殊合金的话代价又太大了，而且汽油的燃烧温度已经是比较低的燃料了，再低的也不适合航模使用。
黄恒在开始的审核建议里面就提到这个问题，他是建议采用特殊合金的。但是在陈东风想要先做做看他设计的涡轮叶片，而且加工也便宜，他就没有坚持。现在看来，是要他来给陈东风下决心了。他建议先把核心机搭建出来，价格问题以后再考虑。陈东风也没办法，想了想说：“黄老师，我想这样，先按你说的来做，空心涡轮叶片的加工方法我要再思考下。”
就这样核心机的试制在一番波折后顺利的进行了下来，大约一周后，在万师傅的带领下，两个工人开始了第一次组装。由于是单转子发动机，构件并不复杂，在做完一些列的动平衡测试、气密性测试就基本完成了。再加上核心机的滑油系统和燃料喷嘴装置，这台核心机就可以开始点火测试了。
唐昌宏和李杰那组没有这么快进入零件加工状态，他们要在原有的基础上再把航模的结构质量降下来。原本唐昌宏选用的是5系的镁铝合金，5系合金的特点是以镁为主，耐耐性能好，焊接性能好，疲劳强度好，不可热处理强化，只能冷加工提高强度。
李杰认为5系的镁铝合金不如7系的锌铝合金好，7系主要特点是以锌为主，但有时也要少量添加了镁、铜。其中超硬铝合金就是含有锌、铅、镁和铜合金接近钢材的硬度，焊接性能好，还可以可热处理强化。
尽管价格稍微高一点，但也不是不可以接受，两系铝合金在同等的刚、强度下，可以把飞机结构和起落架的重量减少上至少15%以上。唐昌辉仔细计算了后，也认为这是个好建议，所以两人先合力把航模的外形结构和结构的刚、强度分析再做了一次，由于有上次的基础和经验，所以做的特别快，不到一周2人已经完成了所有的设计工作。
在校工厂师傅的协调帮助下，慢慢的也把各个零部件加工了出来，由于加工难度不大，基本上都是普通的机械车床帮忙加工的，所有也没有和陈东风那组争夺数控机床的使用权。
也在过了一周后零部件加工完成，开始了机身骨架的焊接工作，当然不是整体焊死的，在预留给控制系统和发动机的空间位置都是有活动的结构，以方便安装、拆卸和维修。再给整体航模来一层金属蒙皮（当然是最轻的铝）之后，就可以拿去学校的实验室风洞里面测试了。
进度比较缓慢的是杨辉、杨韦和杨光的三杨组，主要问题在的控制系统的设计上，前文有提到，杨辉和陈东风开始设想的三个控制系统两两相互通讯来达到一个伪冗余的目的。阳光在得知他们的这个想法后，比较支持这个冗余系统。理由很简单，一是电磁干扰问题会导致信号收发受到异常，而导致延时；二是现在的国产仿制芯片并不是特别可靠，无故障时间很低（100小时左右），这会影响到航模的控制。他甚至还想把执行机构搞冗余结构，但是最终考虑的重量问题不得不取消了。
他们设想的这个冗余结构，是通过为控制系统添加多重资源（硬件和软件）并通过合理的管理，从而提高系统的可靠性，从而保证航模飞行的安全和特技飞行任务的能力。
他们的这个冗余系统目的就是在控制系统中的某个模块出现故障的时候，可以自动的进行补救。例如飞机控制的芯片不能接收信号了，那就要把发动机控制系统接收到的信号传输过去，再比如可能左侧机翼不能正常打开，那右侧机翼就要相应的运动到合理位置来保持飞行的平衡。所以这就要求他们要增加监控系统，把执行机构的状态一一监控。在项目会议上，提出来后，7人分析后，认为这套冗余系统是必要的。
系统的硬件搭建不是很复杂，但是软件的编写就涉及到很多的决策、判断了。由于大家都没有经验，只好先设计处大体的逻辑框架，在和众人在讨论后完善冗余控制策略。
他们是打算在每个芯片中都设计一个冗余控制管理功能模块接收到来自各通道（传感器、电动执行机构、飞机结构）的状态后，将对其故障类型进行分级。按照故障影响的严重程度，可将故障分为两类:一级故障，后果严重，导致飞控该通道完全不能继续持续工作，必须重启该通道，如果不能恢复，就要开始紧急迫降。二级故障，影响在控制范围内，可以通过交叉控制链路的数据加以消除，此时冗余控制管理功能模块需全面考虑另外通道的状态。冗余控制管理功能模块的通道切换动作也不仅仅以当前通道的状态为触发条件，而是综合考虑全系统各通道的具体状态，从而决定是否有必要切换当前控制通道。
第二十五章 核心机点火 艰难测试
陈东风他们完成核心机的组装后，也没怎么耽搁，很快把核心机拿到实验室的发动机测试台上，开始了点火测试前的准备工作。
核心机的测试不是一件简单的工作，还要和杨辉的滑油系统、燃料喷嘴系统、启动系统进行配合。不然光秃秃的一个核心机想点火都点不了。
陈东风也没有核心机的测试经验，在黄恒的设计下，核心机的测试项目包括气动、热力性能测试和结构强度测试。主要参数有温度（燃烧式、两涡轮前后）、压力（压气机前后，燃烧室）、流量(空气、燃油、滑油)、转速、推力、尾喷气流流速、整体振动、转子扭矩、整体功率、点火能量等。
当然所谓的核心机测试当然少不了各种传感器的组装，正式要在测试过程中，通过传感器测量推力、扭矩、燃油耗量、压力、和温度等。得到这些数据后，经过计算就可以得到发动机的整体性能了。
这些测试项目已经是简单的不能再简单了，当然主要原因还是陈东风在设计的时候选择的结构比较简单。比如单转子结构、离心式压气机、联管燃烧室、离心式涡轮等都是四十年代到六十年代的技术。
而且航模发动机的推重比小，速度离音速还差很远，飞行高度不超过5000米（一般使用情况下也就在1000米左右），这也给航模发动机的测试带来了便利。一是不需要进行高台（两万米左右）测试，二是模拟气流的速度远远低于音速(200-400km/h)，这些都能极大的缩短测试时间。
等陈东风和杨辉把传感器、子系统搭建好后，在黄恒的指导下，开始设计测试的表格，以及对数据的处理方式。等这一起准备就绪后，就真正的开始了第一次尝试点火。
陈东风也没有选择刻意的挑选个好时候什么的，准备工作做完，和各小组通报后，邀请大家一起到实验室见证核心机的第一次点火。
在启动系统的帮助下，风扇开始了逐渐的变快，通过测试台上燃烧室压力的数据发现已经达到了点火条件，陈东风当机立断的按下了点火按钮，燃料喷嘴根据压气机扩压器内的压力大小自动调制喷嘴开度。燃烧室第一次有了雾化的燃料，在点火器的作用下，燃烧室的燃料剧烈燃烧，涡轮开始加速旋转，尾部喷口第一次流出来炽热的气流。
原本预计第一次点火只要2分钟就达到目标的，然后陈东风看核心机为出现明显异常，果断把时间提高到10分钟。
这10分钟的时间不长，可是陈东风的内心是无比紧张的。一是他担心如果出现重大设计缺陷导致核心机出现严重的故障，这不仅会拖慢核心机研发的进度，而且更会拖了整个项目的后腿；二是他担心如果失败会辜负黄老院长的期望，造成重大的金钱浪费。就在这忐忑不安中10分钟的时间结束，他松了口气，关停了核心机燃料喷嘴和点火系统，核心机在咆哮声在逐渐减少，到最后彻底停了下来。
他还没来得及说哈，杨辉三人就把他抱住了他，搞得比陈东风他自己还激动。他们不住的拍打陈东风的后背，语无论其，激动的说：“东风我们成功了，成功了...”
三位老师也是很欣慰，在旁边鼓掌致敬。即使这只是个航模的核心机，设计也不是用的最新的技术，但是把这些过时的技术组合成一个精密的核心机，而且第一次就点火试车成功，这不仅体现了设计者对技术的整合能力，也体现了设计者扎实的理论计算。
等大家激动完后，陈东风和杨辉开始了对数据的整理。杨辉主要是对滑油系统、燃料喷嘴系统和启动系统的测试。滑油系统一是要监控是否润滑均匀，二是要监控各部位温度有无异常。燃料喷嘴系统一是要测量燃料开度和发动机推力的关系，二是要检测燃料雾化的能力。启动系统一是要测量得出转子转速和启动的关系即什么时候推出启动系统的问题，二是测量启动消耗的电能。
杨辉的这些项目都要和陈东风配合，在一次次的试车过程中收集数据，发现问题，解决问题。
陈东风在收集分析数据之余，还要在每次点火试车前对核心机进行结构状态检查，而且在他设计的大修时间（50小时）到达后，还要把核心机拆开，一个一个的零件进行检查，查看是否有损伤，好为后面编写维修手册进行数据收集。好在这个航模的核心机也就15kg重，体积也不大，在杨辉的帮助下，两人也能进行拆卸组装。
核心机的测试过程是无聊的，繁琐的，紧张的。每时每刻陈东风都要盯着测试台上的各个传感器数值显示器，生怕一个疏忽导致关停不及时而让核心机遭受不可逆的严重故障。例如陈东风在寻找到压气机喘振的极限转速的时候，就要紧紧的盯着压气机个部位的压力传感器，生怕一个不小心，喘振发生的时间过长，导致压气机叶片断裂。
陈东风设计的核心机寿命在300-400小时左右，这意味着每次他点火30分钟，那么他要进行800-1000次的点火试车实验，而且在这过程中还要不断的检修，更换零部件。最难更换的就是燃烧室喷嘴和点火火器了，他要先先把各个火焰筒和机匣拆卸下来，然后才能进行更换，最后还要一个个的复原。这一来一去没有3个小时是完成不了的。
而且随着核心机的寿命逐渐的接近末期，需要更换的零部件就会越来越多，这也导致了后期他的主要工作就是在不断的拆卸安装核心机。所谓的核心机寿命，不是指在其寿命时间里面不需要更换零部件，而是指更换的成本小于更换一个新的发动机的成本。还要综合的评估其全寿命的平均成本，才能得出一个比较合理的发动机寿命时间。
等这一台核心机报废，时间已经到了九月下旬了，在这将近两个月的时间，陈东风穿梭于教室和实验室之间，忙的是脚不沾地，恨不得把自己给劈成两半。好在其他的小组测试时间没有他那么密集，经常会来帮忙，这才让他把这个测试工作缩短到了两个月内。
好在黄恒在验收他的测试数据和维修方案后，并没有否定他的成果，而且很肯定的说这台航模的核心机可以定型了。当然陈东风心中依然挂念着涡轮叶片的事，不过这个改进工作可以等到以后的改进型号中实验。
第二十六章 完成定型 院长欣喜
黄恒带着陈东风的测试数据汇总和结论来到了黄老院长的办公室。黄老院长仔细看了看这份报告，一边看一边问：“你们几个在试制过程中出了多少力？”
“我们三个只是提建议，最终的决定权在他们的手里，而且最后的成果也是他们自己亲手做出来的。”黄恒答道。
“我看了下核心机的整体性能还是不错的，推重比可以达到3.8，推力可以达到720n。已经超出了设计需求了，怎么回事？”
“这个呀，据陈东风说，他开始理论计算的时候，害怕最终达不到设计要求，就没有把外涵道20%的推力折算进去，导致了核心机推力有富余。”黄恒笑答。
“谁第一次设计核心机都是从没经验开始的，不过看你们的最终重量有g了，这里为什么没有控制好？”黄老院长又问。
“这里的主要原因是两级涡轮叶片的设计有修改，陈东风开始的方案时空心开孔叶片，但是由于加工难度大，目前校工厂的设备难以实现，在我的建议下换成了新型的镍基不锈钢合金，重量加大的同时，价格也多了5倍。”黄恒把来龙去脉详细说了出来。
黄院长皱眉问：“陈东风放弃了他的方案了？”
“这到没有，他说现在时间比较紧，这一个型号先用镍基不锈钢合金的方案，下一个改进型号，他准备上马他的空心开孔叶片方案。”
听到陈东风没有这么轻易的放弃，黄老院长这才眉头舒展，说：“我这个小老乡，这种不屈不挠的科研劲头还是不错的。”
黄恒附和说陈东风以后绝对会成为华国航空领域不可或缺的重要人物。
黄老院长丝毫没有意见的点点头：“他确实是我见过的最有天赋的学生了。对了，其他人的进度怎么样了？都完成了吗？”
“我们上周开会的时候，大家的任务都已经接近尾声了。杨辉的航发子系统任务已经在陈东风测试核心机的时候完成了，最后的电源系统听他说，他在基于8080微机处理器做一个充放电管理系统，让镍铬蓄电池可以更加好效率的输出电能，不过这个对整体项目属于锦上添花。”
黄老院长来了兴趣，插话道：“有具体的成果吗？”
“他说现在还在实验阶段，主要目的是让镍铬蓄电池放电均匀，通过对每个电池的监控（主要是电压），让电池不会出现过度充放电的情况。他测算这样可能会让蓄电池组多提供20%左右的电能，寿命也可以延长30%左右。”
“这个想法很好，很有创意，也很有实用价值，他现在的难点在哪里？”
“主要是重量问题，现在他这么一搞，相当于把电池都接上了一个电压表，而且元器件要增加两倍以上，大约要多3kg以上。唐昌宏拼了命的减轻的重量也不过5kg。所以他还在想办法改进。”黄恒对杨辉的电池管理系统不以为然：“而且现在的电池是可以完成飞行任务的可能还有富余，所以我认为这个系统可有可无的。”
“小黄，你不要这么看，可能在航模上用不到，说不定到了其他领域就能派上大用场，这样，一会你把他们都喊过来，我来见见这些栋梁之才。还有两个人的任务呢？完成的怎么样了？有什么困难吗？”
黄恒听到黄老院长继续问，也不对这个事情进行争辩，继续回道：“刚才已经说到，唐昌宏把结构重量降低了5kg，现在航模不包括控制系统、航发在内自重大约是15kg。航模已经进行过风洞实验，各项气动性能指标还不错。现在他还在想做一个外挂点，主要是想外挂一个现在比较流行的‘凤凰205’照相机。”
黄老院长来了兴致：“快说说，他是怎么想的？”
其实黄恒是觉得唐昌宏是没事找事的，本来减轻的重量，这个外挂一上，立马把减轻的重量补了回来还会有多。但是看到他的导师黄老院长这么有兴致，只好回到说：“唐昌宏家是晋省的，小时候经常去五台山上砍柴，他说从大山上往下看，会别有一番风景。不知怎么的就想到了把照相的摄像机挂到航模上了。”
“想法很好，想法很好啊，这样不就是一台小型侦察机了吗？现在他有什么困难？”
“主要问题还是相机在降落的时候的安全性问题和高空调焦问题。”黄恒说。
“有什么解决思路吗？”
“据他说，一是想该下结构把相机做到内置，拍照的时候伸出来，而是针对具体的高度把相机的焦距先调整好。不过杨韦有提到可不可以把相机拍的画面传输到地面，然后投射到屏幕上，再装上一个调焦的转动机构，来实现动态调焦。”
“好，好，好，”黄老院长一连说了三个好字：“这几个学生都很有灵性，看来不光陈东风是个不可多得的人才，他们宿舍个个都是啊。还有杨韦呢？他的任务好像是控制系统吧？完成的怎么样了。”
“杨韦和杨光设计了一个冗余管理系统，由于设计的比较复杂，导致有大量的程序需要编写测试，上次听他们说是在测试遥控距离了，应该也快完成了。”黄恒介绍了杨韦的任务情况。
“哦，这个冗余系统是什么，有什么功能？”黄老院长感觉今天惊喜是在太多了。
“这个冗余系统源于陈东风提议让发动机控制系统、飞机控制系统和地面控制系统两两互相通讯，在某个控制系统通讯故障的时候，另外一个可以做出命令的转发，以及做出一些紧急措施。但是最后因为采用了仿制的8080芯片，导致这个设想没有了用处。但是杨光蛮看好这个想法的，最终在杨光、杨辉和杨韦的讨论中变成了现在的这样。主要是目的是收集各个传感器、元器件和执行机构的状态，根据这些数据做出一个系统应急表来，根据各个状态来判断航模的飞行状态，一是不影响飞行，而是影响飞行。然后系统会根据应急表里不同的状态，对航模做出一些控制调整工作。”黄恒说的是口干舌燥，才把这个系统介绍完。
“好啊，好啊，看来这些学生都不是池中之物啊，一遇风云变化龙啊。这样吧，小黄，等杨韦他们测试完成，就都喊到我办公室来吧，我有事情要宣布。”
第二十七章 院长三招 整机装配
等杨韦调整完具体的发射功率和飞行距离的关系后，他的任务也基本告一段落了。在项目组的讨论会中，黄恒通知大家，午饭后到黄老院长的办公室。这段时间，陈东风也完成了航模发动机第二次组装，并完成了整机试飞前的相关测试。
209四人和三位指导老师一起来到了黄老院长的办公室，在和黄院长打过招呼后各自落座。
“先各自和我说说现在最新的进度吧！”黄老院长开门见山的说，“你们谁先来？”
几人各自相互望了下后，还是陈东风先说：“院长，核心机测试完成，符合设计预期，无明显重大缺陷。”杨辉接着汇报他的发动机子系统：“院长，航模发动机的子系统在配合核心机测试的过程中已完成测试，已经完成相关调试。”等杨辉说完，唐昌宏汇报道：“院长，航模完成风洞测试，并已经完成了刚、强度测试，一切正常。”最后杨韦汇报道：“院长，飞机控制系统调试完成，无线遥控系统测试完成，现在调整的遥控距离最大可达15km。”
“好，很好，你们都很不错，我听说你们想还做了一些小改进，具体情况我已经知道了。”看了四人有点扭捏不安的样子，黄院长接着说：“不要担心经费问题，你们的改进计划，我是支持的，这样你们回去后就要开始着手首台航模的装配测试工作，在这之余，你们也要把这些改进工作完成，有什么困难可以来找我解决。”
四人听完黄老院长的话，不由生出了士为知己者死的想法，一致表态不会辜负院长的期望。三位知道老师也是蛮吃惊的，毕竟黄院长对这几个学生的器重甚至超出了对研究生的期待。
“今天是九月二十二号，下个月二十号在金陵市的金航有一场华日泰三国的航模邀请赛，本来我校是没有准备参加的，不过看你们的航模已经基本成型，我和季校长商量过后，准备让你们来代表西工大参加无线遥控飞行类的比赛。希望你们这段时间把航模飞机组装起来后，完成最终的调试并积极训练。争取取得一个好成绩。黄恒你们几个作为他们的参赛指导老师吧！”
“是，保证完成任务。”七人一起回答后，出去开始后便开始了第一次航模组装的讨论会。
航模的装配是将各零件或组合件按产品技术要求相互准确定位，并用规定的连接方法装配成部件或产品的过程。受结构特点和结构刚性等网素影响，在航模在装配中需要采用铆接和螺接等连接手段，同时，为了保证装配协调及外形准确度要求，并保证装配过程中组件、部件具有一定的结构刚度，航模装配需要采用准确度比较高的装配型架。当然如果是真飞机的装配难度比这个高了上百倍不止。
这比唐昌宏单纯的组装外形结构要复杂很多，唐昌宏第一个航模外形由于紧紧需要固定在风洞中做实验，所以外部的蒙皮铆接的比较粗糙，内部的设备等都采用的是配重，固定简单。而且考虑到运输等情况，还需要把机翼改成可拆卸的，这又对这次的组装增加了难度。
这次航模组装的机体结构是由近五百个零件组成，准备采用的连接方式以铆接为主不能用刚开始的焊接方法。铆接的优点是连接强度稳定可靠，易于检查和排除故障，能适应较复杂的结构和不同材料之间的连接且操作技术简便易行。
而且要对各个零部件进行的加工进行比较苛刻的精度要求。尤其是各个控制系统的主板、执行机构和各个传感器的安装，必须要牢固可靠，也要能防震去颤。
当然铆接也存在自身的缺点，主要表现在：铆缝应力分布不均匀；手工劳动量大，生产效率低；铆接质量受人为因素影响较大，不易控制。好在航模总共也不过30kg重，这些不利的因素是还是可以接受的。
按照陈东风的说法，学校出了这么多的经费给他们的航模项目，不仅仅是做出来玩的，而是以后要卖钱的。为了降低以后制造的难度，必须要设计出航模的装配型架。
装配型架的设计，简单地说，就是根据装配对象的具体结构情况和装配准确度要求(特别是对合部件之间和前后装配工序之间的协调互换要求)，正确选定产品装配的定位点和定位方式，定位件的型式和固定方式；并合理确定型架骨架的结构型式布局，安排型架的总体布局。
装配型架的构造装配型架一般由骨架、定位件、夹紧件和辅助设备这四部分组成的。骨架是型架的基体，用以固定和支撑定位件、夹紧件等其它元件，保持各元件的空间位置的准确度及其稳定性。骨架应具有足够的刚度。定位件是型架的主要工作元件，用以保证工件在装配过程中具有准确的位置。定位件应准确可靠、使用方便，不致损伤工件表面。夹紧件是将工件固定在定位件上，夹紧件一般是与定位件配合使用，称为定位夹紧件。辅助设备一般包括工作台、及照明、压缩空气管路等。
当然这个装配型架的计划肯定是要花费一些钱的，在黄院长和季校长的批准下，航模项目小组和校工厂的工人师傅开始联合设计这个航模装配型架。
在反复设计交流后，他们选择了整体平面框架式装配型架。这种结构型式的型架，主要优势在于装配框、肋等尺寸较小的平面组合件。而且骨架在都是用槽钢或钢管焊接成平面框架，价格低廉，易于实现。外形定位件采用分散的局部外形定位件，有些加强框、肋的装配型架还可采用接头定位件。而且为改善装配工作的劳动条件，对一些加强框、肋和一些尺寸较小的框、肋装配型架，采用了转动式结构，而对尺寸大的装配型架，则采用了立式的固定式结构。
在忙忙碌碌中，第一架航模终于在10月10号从装配架下线了。来不及大肆的庆祝，他们要立马投入到航模的试飞工作中，具体出发去金陵市已经不到一周了。其实他们的计划还是比较冒险的，如果试飞出现问题，甚至直接航模坠毁，那基本上就铁定与这次航模邀请赛无缘了。
第二十八章 航模首飞 试飞成功
陈东风他们的航模下了装配线，最后一道工序就是喷涂了。几人在一起讨论了下，原本唐昌宏想和mirage2000采用相同的天空灰这种颜色，被陈东风制止了，他的理由也很简单，肉眼看不见，不利于操作。选来选去，都不满意，最终还是杨辉出了主意，采用国旗的颜色红色和黄色相间。
杨韦则是提议：“给这个模型取一个名字吧，不能就称为mirage 2000啊。”
大家七嘴八舌的想了很多，如西工大一号，209型航模等等，都感觉不太满意。还是黄恒提议要不就要mini 2000，这样既可以与mirage2000作区分，也可以体现出这款航模是仿照的mirage 2000。就这样以后在国际航模界，鼎鼎大名mini系列航模就这么诞生了。当然也为西工大带来了滚滚财源。
也就在航模喷涂完的下午，天气不错，秋高气爽。209四人和黄恒一起出了长安城，去郊区开始mini 2000的首飞。至于为什么要出城，他们也是怕一个不好，航模掉下来，毕竟在城里毕竟人多，不安全。
航模的试飞也是有讲究的，虽然这不是正儿巴经的真飞机，但那也是在天上飞的，试飞也是要制定试飞大纲的。在这段航模组装的时间里，209的四人在晚上查阅了不少资料，并结合向黄恒等老师了解的实际战斗机试飞情况，制定了mini2000的试飞大纲。
试飞大纲的制定主要依据试飞科目的逻辑关系确定试飞科目顺序关系。试飞流程一般是由简单到困难，发现问题，解决问题。
按照他们制定的大纲，航模首飞完成后，要开始进行飞机初步性能验证试飞，电子设备初步飞行试验，包线扩展试飞等，接着进行高难度科目：失速试飞，无动力飘降等，确定失速速度后进行低高速操稳品质类、性能类试飞以及动力燃油、液压系统试飞，最后是功能可靠性试飞。二是试飞科目的特殊性。部分试飞科目有特定的时间点要求，如发动机推力确定试飞要确定发动机在各种飞行条件下的稳态安装推力，要求发动机性能稳定。由于随着工作时间发动机的性能会发生退化，要求此科目在飞机首飞后20飞行小时内完成。三是试飞安全。为试飞安全起见，高度、速度、过载、迎角等包线扩展应循序渐进，逐渐扩展。
当然他们的大纲计划大都市从战斗机试飞那里偷师的，黄老院长看了都说这个试飞大纲标准太高了。有点大炮打蚊子的感觉。不过他也没反对，而是笑了笑说：“试试看也好，毕竟多做总是有好处的嘛。”
5人多方寻找合适的场地，准备进行试飞。好在长安周围通往县乡的公路还比较平整，最妙的是车少，人也不多。只要两个人一前一后的站着，这样起降的跑道就出来了。
等陈东风和杨辉站定，大约相距150米左右，黄恒和唐昌宏熟练的把航模布置在了路的马路中间。杨韦站在旁边不远的地方，只见他前面控制装置大约半人高，下面是可滑动的架子，架子上面放置了控制器。控制器上直直的立起了2根一米多的天线。控制面板上按钮和显示数据用的数码管分成了两个区放置，错落有致。
杨韦询问：“老唐，航模放置的怎么样了，检查有异常吗？”
“没有异常情况，航模就位，可以开始试飞。”唐昌宏回答。
“东风，你那里呢？路面是否完成清障，可否起飞？”杨韦转头又问陈东风。
陈东风回道：“路面一切正常，可以起飞。”
杨韦收到他们的肯定答复，也不墨迹，向唐昌宏示意要开始点火起飞，让他站在航模两侧，不要在后面。然后杨韦果断的按下了启动按钮。
杨辉的启动系统这时候开始了运作，电动机在蓄电池的驱动下开始逐渐加速，带动了发动机的风扇、压气机叶片开始旋转。航模尾部的喷口气流由小到大，风扇的噪声由弱变强。杨韦看到压气机的速度到达了预定的启动速度，立马把发动机的点火按钮按下，这时燃烧室才开始喷油燃烧，一股炽热的火焰从尾部的喷口射出，航模开始逐渐加速。这个时候带动压气机旋转的电动机还不能立马关掉，要等到航模到达一定的速度才可以。
当航模的速度达到50km/h的时候（启动距离也就在100米左右），杨韦操纵机翼副翼拉升航模机头，航模一飞冲天，航模完美的飞入天空。
除了杨韦，四人都欢呼起来，杨韦还要专心翼翼的控制航模，他不光要观察航模飞行状态还用查看控制面板上的各个数据并记录。航模的喷漆好在选择了红黄相间的颜色，在空中比较容易辨别。唐昌宏又在欢呼后立马过来帮他记录相关数据。这才让他的活轻松了一点。
起飞仅仅是第一次试飞的三分之一，另外三分之一是5分钟的空中飞行，最后三分之一是降落。
在飞行速度达到240km/h后，杨韦并没有再继续加速，控制飞行高度从2000m降到800米后，开始降低速度和高度，准备降落。随着速度和高度的逐渐降低，大家的心跳的都快蹦到嗓子眼里面了。
起飞和降落的时候是最危险的，起飞的时候怕速度上不去，航模不能拉升，降落的时候怕起落架断裂，或者落地不稳导致航模倾斜。
航模从杨辉的头顶经过时，高度已经降到10米，速度降到50km/h了，杨辉能清晰的看到副翼已经弯折在给航模减速。当然最后降落能不能成功就要看杨韦的操作和唐昌宏的起落架给不给力了。
从经过杨辉头顶到航模触地，航模不过是飞行了十几米，时间也不过数十秒。当一阵烟尘扬起，几人的心都从嗓子眼里落回了肚子。大家都原地欢呼起来，杨韦在切断燃油系统和点火系统后，把启动系统的电动机开启，让它继续带着风扇和压气机转动，以便为燃烧室和涡轮叶片降温。
等航模停下后，过了10分钟，等发动机降温后，各人开始检查航模的状态。最后黄恒宣布，第一次航模试飞任务圆满完成，四人又一起欢呼了起来。
第二十九章 试飞大纲 全部完成
陈东风他们完成首飞后，并没有收工庆祝。因为他们的时间不多了，距离他们出发去金陵市，把今天算上也就还有5天时间。时间真的是一点都不能耽搁了，好在黄老院长通情达理，批准了他们的请假要求，不过4人可是都立了期末考试每门都要到达85分以上的保证。
首飞完成后，唐昌辉和陈东风开始对飞机的外观结构和发动机的检查，杨韦和杨辉则对控制面板上传感器的数值以及控制按钮开始了功能验证。
所有检查完毕，开始了准备接下来的试飞。首飞之后的试飞除了再次进行电子设备的初步飞行实验，还要进行包线扩展试飞，从而得到飞行包线范围。飞行包线给出航模在使用时速度、载荷、温度等方面的限制范围，是以后航模安全使用的重要依据。
所谓的飞行包线，是指以飞行速度、高度、过载、环境温度等参数为坐标，表示飞机飞行范围和飞机使用限制条件的封闭几何图形。陈东风他们测试的主要有平飞速度包线、速度过载包线、突风过载包线和飞行高度与环境温度包线。当然他们的测试不可能达到极限包线，只能先在安全范围内测出大致的包线。
平飞速度包线主要是给出不同高度所允许的平飞最大速度。速度过载包线，主要给出不同飞行速度时对应的最大允许气动过载。突风过载包线，给出遇到突风时不同飞行速度允许的最大过载。飞行高度与环境温度包线，给出不同飞行高度时飞机允许飞行环境温度范围。由于航模的飞行高度依照规定不能超过5000米，所以飞机飞到5000米的高空中温度大约比地面要低30摄氏度左右，不过一般情况下飞行高度也就1km左右，所以温度降低不会很明显。
进过几次的飞行测量后，平飞速度最小速度为60km/h左右，最大速度可以达到400km/h附近，这个速度已经远远超过了现在的螺旋桨航模的100-200km/h的速度。
过载包线包括速度过载包线和突风过载包线是他们测试的重点，因为过载能力决定了他们特技飞行的能力。突风过载考虑因数基本可以忽略不记，因为天气不好一般的人也不会玩航模啊。在经过多次的飞行后陈东风他们要得出一副以飞行速度和过载系数为坐标，以最大和最小飞行速度，最大正、负过载系数为边界的飞行包线。这副飞行包线将会是他们特技飞行的基础数据。
基础的试飞工作做完，试飞工作的第二天已经过去了。第三天他们将要进行难度比较大的失速试飞和无动力飘降项目。按理说航模飞机是不需要考虑这些项目的，比较不是民航飞机或者战斗机，摔了也就摔了。
四人也在第二天的晚上讨论是否要进行这两项比较危险和困难的试飞实验。杨韦说：“但是我们已经在大纲里面设计了这两个项目，那么跪着也要做完。而且我通过这两天的试飞，发现我们的航模能力还有可提升的空间。”其他三人听了这个试飞的实际操作人都这么说了，只好一致同意了。
飞机失速是指飞机或机翼在迎角大于最大升力迎角时工作的情况，其特点为气流分离、操纵失效。失速本质上并非指飞机速度不足。
简单来说，飞机失速意味着机翼上产生的升力突然减少，从而导致飞机的飞行高度快速降低。注意失速并不意味着引擎停止了工作或是飞机失去了前进的速度。判明失速后，只要立即减小迎角，恢复升力，待飞机获得速度后，即可转入正常飞行。
无动力飘降的意思就很字面化了，就是发动机熄火，飞机失去动力之后无动力降落。这个难度很高，一般情况下双发的飞机，在失去一个动力之后的飘降比较容易有成功率。如果单发动机的化，基本上很少有成功迫降的例子。
四人也没有什么功课都没有做，也做了一些防范措施，例如准备了2个观察手带着望远镜观察，除杨韦操作控制面板外，在加一个人在旁边协助记录数据和紧急操作，把这些预案都做好后，四人才安下心来。
第三天一早，四人就来到了试验场地（第二天以后就没老师跟着了）。准备妥当后，mini 2000在杨韦的操作下开始起飞爬坡。按照昨天四人的预案，航模要先爬升的2000米的高空中，从15度的迎角和最大速度400km/h来开始测试。2个观察手很重要，他们要在飞机出现震颤和高度下降的第一时间通知杨韦，让他开始减少迎角摆脱失速。
这个过程注定是枯燥和紧张的，每一次改变迎角或者速度重新开始测试，都会让他们的心仿佛在嗓子眼里跳一样。迎角的改变还好及时处理，速度降低之后失速就比较难处理了，速度小动力弱，如果进入尾旋就基本完蛋了。当然他们也没敢玩的太大，速度控制在250km/h以上。就这样一上午起降了5次才完成任务，最终得到在250-400km/hd 速度范围内失速迎角是17-19度。
这些极限的测试，从一定程度上来说会让他们的特技飞行可以飞得更加极限，更加漂亮。完成失速测试以后，四人整理完设备和数据，就开始准备下午把最后一个无动力飘降项目完成。
当然肯定要先吃饭，就算人不吃饭，由于汽油用的也快见底了，也要回去补充燃料。杨辉和陈东风回学校去，一个打饭，一个补充燃料。杨韦和唐昌宏则在现场守着设备，虽然说现在民风淳朴，但是也保不齐被人把设备顺手牵羊了。而且这几天他们天天在这试飞航模，也引起了不少人的驻足围观，尤其是不少的小屁孩。
等陈东风和杨辉回来已经是下午一点多了，四人也不讲究，立马开始了狼吞虎咽的吃饭。饭后立即加注燃料，检查设备，开始了最后一个试飞项目--无动力飘降。
他们的试飞方案当然不可能是真的降落到地面，不仅是他们马上要参加航模比赛，而且他们也承受不起这个经济损失。所以他们的方案是飞到5000米高空，关闭发动机，无动力降落到2000米的高度。在这段3000米的高度内无动力滑行，一是观察航模的飞行姿态，二是要得到降落高度和航模速度的关系。在到达2000米的高度后，杨韦要立即启动起飞系统，然后发动机点火加速，在下降1000-1500米的高度后重新拉升航模，回到正常状态。
这个试飞项目也是要在不同的初速度的条件下开始无动力飘降，而且初速度越低，到2000米的时候速度也会越小，重新起飞的时间也会越长，危险也越大。在最高速度进行无动力飘降后，根据得到的降低高度和航模速度的关系以及复飞的时间，陈东风计算他们可以在5000米的高度最小的初速度要保持在100km/h。
等到黄昏时分，他们在经过4次起降后终于完成了全部的试飞工作。下一步是明天的特技飞行训练。
第三十章 特技设计 飞行训练
陈东风四人第三天完成航模的试飞大纲后，回到学校，这时候还不是放松休息的时候，还有最后一项任务在等着他们，就是航模的特技飞行训练。距离出发去金陵市就剩两天了，留给他们训练的时间仅有一天半了，还剩的半天一是要四个收拾下衣物，二是要打包航模。
吃完饭，四人有去了图书馆，开始筹划飞行训练计划。几人开始翻找飞行类的杂志，开始收集飞行动作，然后制定飞行计划。
特技飞行就是指特技表演飞机在沿着纵轴、横轴和立轴三轴空间中，在短时间内做综合旋转动作。在战斗机特技飞行中，进行绕飞机三轴的飞行，这三轴是：纵轴（滚动轴）、横轴（俯仰轴）、立轴（偏巷轴），一般规定了9组飞行动作造型：直线和转弯、滚动转弯、螺旋、锤头机动、尾滑机动、s型、8字型、滚转、筋斗的组合，在正飞和倒飞中可以实现数千种组合。根据航模的性能他们选择了在正飞的基础上进行直线和转弯、s型、8字型、滚动转弯、滚转这五个动作。其他的动作由于航模的发动机不是矢量发动机或者由于航模速度太慢而不得不放弃。
航模特技飞行最突出的特点是在不同的特技动作中飞机飞行状态、高度、速度、方向和过载等参数急剧变化。航模的操纵动作比较复杂，操作人员必须随时判明飞行状态，了解运动参数的变化，及时准确地操纵飞机按预定轨迹运动，防止因操纵不当造成航模失速或进入尾旋。
四人在了解了这些特技飞行的内容后都面露忧色，杨韦更甚，他是航模的操作手，压力可想而知。四人收集完资料，带着惆怅，还是准备去找个空教室讨论下。
杨韦在眉头紧蹙中先开口了：“我先说下我个人的看法，难的不是特技飞行动作的训练，是我们时间太少了，如果动作不熟练就贸然参加比赛进行组合飞行，搞不好航模就会失控甚至坠毁。”
三人听了，都默然不语，都在自己想着对策。
杨辉喃喃自语：“训练复杂，不好掌握，能不能把飞行的操作记录下来，到时候看着操作说明进行操作？”
杨韦说：“在航模特技飞行中需要在20分钟的时间内完成一整套的动作，如果不是很熟练而要看操作说明，有可能操作失误，不过实在不行，也只好这样了。”
陈东风听了，好像有点顿悟，仔细思索片刻他说：“我改进下你们刚才的方法，依然是把各个飞行动作记录下来，不过是用芯片记录，我们只需要一个按钮给航模发布相应的命令就可以了。大家看怎么样？”
杨韦听了眼前一亮：“这样我们只要在控制面板上增加十几个按钮，在给芯片进行编程就可以了。”
“这样的化，操作会变得傻瓜化，谁都可以操作，我看有了这个功能mini2000未来不可估量啊！”唐昌宏补充道。
“那我们的训练计划就是，单个动作试飞在恢复平飞，记录这一过程的操作动作后，杨韦编程就可以了。那大家再合计合计明天的具体任务。”杨辉一脸轻松的说。
“那我们明天就要把9组飞行动作完成，晚上杨韦编程，我们几个改造控制面板。最后半天进行特技飞行模拟。大家看怎么样？”陈东风安排了下这两天的任务说道。
三人并无意义，开始就具体细节，开始自己规划。
第四天，他们又是一早，来到了训练场地，设备检查完毕后。杨韦就操作航模起飞了，杨辉和陈东风拿着望远镜负责监视航模的飞行状态，唐昌宏负责协助杨韦操作和数据记录。
航模特技飞行表演的安全飞行高度一般都在2000米以上，为了安全起见，四人把航模的飞行高度定在了3000米左右。
训练的第一个动作是直线和转弯，直线不需多说，那航模如何转弯呢？如何才能最快速的实现这一动作？其实航模转弯有两个方式一是依靠方向舵二是滚转。方向舵的转弯半径很大，而滚转转弯半径小速度快。滚转式当航模盘旋转弯时，控制机身向转弯方向一侧侧倾，这是最快实现转弯的方法。这是因为，当航模向一侧侧倾时，航模的升力不再垂直向上，在水平方向上的分力，能够使航模的机头更快的指向这一侧，从而更快速的完成转弯。
陈东风他们选的这5组特技飞行动作都是在转弯的基础上，做出一些变化的。所以基本动作就是方向舵的转弯和飞机的滚转（包括360度的滚转和90度的滚转转弯）。
这样的反复测试飞行动作中，杨韦需要在其他三人的配合下找到最佳的操作组合，也就是机翼、副翼、垂尾的操作角度，既要把动作飞出来，也要飞的漂亮。
直到黄昏时分，他们才不得不由于时间的问题降落航模、收拾装备，返回学校。晚上还有比较重的改装工作要做，经过分工，唐昌宏和杨辉负责控制面板的改造，陈东风配合杨韦改写程序，陈东风主要负责把数据怎么里出来为杨韦提供逻辑框图。这些做完后还要下载程序和进行测试，忙碌了一晚上才最终做完，只等明天实际的检验了。
第五天，依然是一大早，四人带着航模已经到了试飞场地，成败的关键就看这次了。四人都在紧张中带了一点激动。这是他们自6月下旬开始直到10月中旬航模项目的一个最终的里程碑。这将近4个月的过程中，鬼知道他们是怎么熬过来的。现在的四人有凤凰涅的畅快，又有害怕功亏一篑的忧虑。
在这种复杂的心情下，四人按照以前的任务分配，开始了最终的飞行实验。
当飞行的航模把五个动作依次完成后，四人一阵怒吼。怒吼中这四个月的艰难困苦一扫而空。怒吼中把心中的忧虑洗刷一空转而为风雨后见到彩虹的愉悦。
就这样他们在这最后的一下午的时间了，又试验了5组不同的特技飞行组合。带着这份成果，他们在中午的时候，才心满意足的回了学校。