航空模型是真飞机体积的缩小与设备的简化，从诞生之日起，就与真飞机结下了不解之缘。在新飞机的设计阶段，航空模型可以承担验证飞机的气动布局、测试部件等科研任务。本文以航空模型为出发点，介绍一些真飞机设计的知识。

机翼和水平尾翼之间的前后位置

常规布局

平时常见模型的气动布局以常规式为主。常规布局的特点是机翼在机身的中部，水平尾翼在机身的后部。大多数的有人驾驶飞机属于常规式布局，这种布局技术成熟，经验和资料丰富，易成功。

鸭式布局

鸭式布局飞机的外形特点是飞机无水平尾翼，但在机翼前面有水平翼面。机翼前面的小翼面称为前翼或鸭翼。鸭翼可以像水平尾翼一样起操纵和平衡的作用。

一般飞机在增大迎角时会产生低头力矩，需要由水平尾翼负升力的力矩来平衡此低头力矩，以保持迎角；在鸭式飞机上，平衡力矩则是由鸭翼的附加升力构成。

随着超音速技术的发展，人们发现在超音速飞机上采用小展弦比、大后掠角的三角形前翼和机翼时，它们之间会产生一种有力的干扰。此干扰是由大后掠角的前翼在低速大迎角下出现脱体的漩涡产生的，此漩涡流经后面的机翼时会使机翼的升力增大。这个特性非常有利于飞机的短距起飞，瑞典的萨伯（Saab）系列战斗机就可以在高速公路上短距起降。

无尾布局

无尾飞机是没有水平尾翼和鸭翼的飞机。它的俯仰平衡和操纵靠机翼后缘的升降副翼来完成。由于取消了平尾，所以飞机的最主要优点就是重量轻。但取消平尾也带来了两个劣势：（1）配平阻力大。舵面偏转时会破坏飞机表面的气流，产生阻力，即配平阻力。配平阻力与操纵面偏转角度成正比。正常式飞机和无尾飞机的平衡操纵分别靠偏转平尾升降舵面和升降副翼舵面来实现，由于无尾飞机升降副翼到重心的距离比正常式飞机平尾到飞机重心的距离大得多，所以无尾飞机要保持平衡，升降舵面必然比正常式飞机的平尾偏转角度大，配平阻力也必然要大。（2）起飞着陆性能差。正常飞机靠机翼后缘襟翼增加升力，改善起飞着陆性能。在无尾飞机上，机翼后缘已被升降副翼占据，不能安装襟翼。大迎角时后缘升降副翼上偏，反而减小升力，影响起飞着陆性能。

机翼相对位置

上单翼

上单翼飞机即是机翼位于机身沿高度方向的上部的飞机。上单翼的特点是便于在机翼上安装发动机，但不利于在机翼上安装起落架，对机身较窄的飞机会影响左右轮距。上单翼可增加飞机横向稳定性，所以一般主要用于运输机、轰炸机等机型。但跨洋飞行的客机一般不采用上单翼。

中单翼

中单翼飞机即是机翼位于机身沿高度方向的中部的飞机。中单翼飞机机翼与机身间的干扰阻力（飞机各部件组合到一起时，由于气流的相互干扰而产生的额外阻力）最小，便于采用翼身融合体。但结构上有损失，主要承力构件不能穿过机身，采用加强框增加了机身结构重量。

下单翼

下单翼飞机是机翼位于机身下部的飞机。下单翼减小了飞机的横向稳定性。由于机翼靠近地面，便于安排起落架，但不宜在机翼上安装螺旋桨发动机。客机如采用下单翼，在坠毁时能起到减小冲击的作用，增加了飞机的安全性。

机翼的平面形状

直机翼

直机翼的低速性能好，升阻比大，对于结构布置有利。为减小机翼弯矩，一般用梯形翼。

后掠翼

后掠翼可以提高临界马赫数（气流以接近于声速的速度流过机翼时，根据流体的连续性定理，当气流流过机翼突起的位置时，气流的速度增加，当气流达到一定速度v时，突起位置的速度会达到声速，此速度v即为临界马赫数），减小激波阻力。当后掠角较大时机翼重量增加较多。后掠角还能增加飞机的横向稳定性。

变后掠翼

变后掠翼兼顾了低速和高速性能。但需要操纵机构、自动控制系统等复杂系统，增重较多，由于机翼载荷集中到转轴上，机翼局部增重也较大，所以整个变后掠机翼重量较大。

三角翼

三角翼的后掠角大，适合于高超音速飞行。气动中心靠近机身，展弦比小，根弦长，结构高度大，受力有利。从亚音速到超音速气动中心变化平稳，重量轻，刚度大。

但是三角翼的低速特性不好，可采用边条翼、前缘缝翼等措施提高低速性能。后掠角很大的三角翼，大迎角时对尾翼的干扰较大，可采用无尾或鸭式布局。并可利用前置鸭翼的近距耦合，产生对三角翼的有利干扰。翼梢较小的三角翼，尖部弦长小，厚度小，刚度不够，而采用相对厚度较大的翼型。

前掠翼

机翼前、后缘向前伸展的飞机。此机翼的特点是可以推迟激波的产生，并且低速性能好，可利用的升力比较大。缺点在结构方面，速度增大时会增加外翼的升力，增加机翼的弯曲变形，在速度足够大的情况下，这种情况会形成恶性循环，直至机翼弯曲折断。但随着材料科学的进步，复合材料的使用增加了机翼的刚度，减小了机翼的扭转，得到了较好的结果。

水平尾翼

水平尾翼简称平尾，按其相对于机翼的上下位置不同，大致可分为上平尾、中平尾、下平尾、高置平尾和“T”型平尾。平尾位于飞机尾部，气流在流经平尾以前先受到机身、机翼和发动机短舱等的影响，速度减小，方向也会发生变化。此外，螺旋桨的滑流或发动机的喷流也会影响尾翼的升力。它们对平尾的稳定和操纵效率都有较大的影响。由于影响平尾工作的各种因素随迎角和速度而变化，所以要结合飞机机身的结构，选择一个合适的平尾位置。

上平尾

平尾大梁紧贴机身，结构布置方便，重量轻。

中平尾

平尾大梁无法穿过机身，左右两根梁需要各自的旋转轴和作动筒，结构重量大，但有利于使用翼身融合体。

下平尾

由于大梁也与机身紧贴，所以特点与上平尾相同。

高置平尾

由于平尾的高度升高，一定程度上避开了流经机身的气流和发动机的喷流，比前三种方式平尾的效率更高。但方向舵变成两块，结构更复杂，重量更大。

“T”型平尾

平尾位于整架飞机的最高点，尽最大的可能避开了流经机身的气流和发动机的喷流，平尾效率最高，但需要增加垂尾的结构强度，结构重量大。

垂直尾翼

垂直尾翼简称垂尾，起保持飞机的航向平衡、稳定和操纵的作用。由于起飞、着陆时，飞机头部上仰，尾部离地很近，所以垂尾往往布置在机身轴线的上部。个别飞机有全动立尾，飞翼等特殊型式的飞机没有垂直尾翼，有些鸭式飞机垂尾装在机翼尖部。为弥补超音速时飞机方向安定性减小、垂尾面积不够的缺陷，有些高速飞机还装有背鳍和腹鳍。

另外，还有一类尾翼，它由左右两个带有较大上反角的翼面组成，从前面看相似于一个英文字母“v”，故称之为“v”型尾翼。“v”型尾翼兼有平尾和垂尾的作用。两个翼面上各有一个舵面，当两个舵面相反方向偏转时，起方向舵的作用；当两个舵面相同方向偏转时，起升降舵的作用。

起落装置

为飞机提供起飞、降落、滑行和停放的装置。起落装置主要分为三种形式，即轮式、滑橇式、浮筒式。

起落架的布置形式

后三点式

尾轮小而且重量较轻，对地面要求较低，设计也相对简单。滑跑时由于尾轮离地，没有方向稳定性，并且容易翻转，不能大力刹车，着陆技术要求高。飞机静止或速度较低时机身呈较大迎角，飞行员视界较差。主要用于老式的螺旋桨飞机和模型飞机，现代战斗机很少采用。

前三点式

适用于速度较大的飞机，具有滑跑方向稳定性，不易翻转，可以大力刹车，前方视界好的优点。着陆时由于前起落架接地，对操纵技术要求一般。但前起落架需要加强，结构重量大，并且前轮可能出现“摆振”现象。

自行车式

起落架可以收入机身里，布置起落架舱比较容易。起飞时前轮不易离地，不能利用刹车转弯。滑跑距离较长，起飞滑跑时，要求较高的驾驶技术。由于需要大功率的转弯操纵机构，并且两翼下面需要辅助支撑点，所以重量大。

多点式

专为重型飞机设计，可减小对跑道的局部压力，但是结构较为复杂。

动力系统

模型飞机主要采用以甲醇和蓖麻油为燃料的发动机。随着科技的发展，高效率的无刷电动机和高电能、轻质量的锂电池的普及，电动机也逐渐发展成为普遍使用的模型动力设备。

活塞发动机

活塞航空发动机的数量较多，但功率较小，只能用于亚音速飞机。价格相对便宜，耗油率低。有往复运动构件，寿命低。它的功率随飞行速度的增加略有增加。飞行速度一定时，功率随高度增加而减小。

活塞发动机输出的功率靠螺旋桨来做功，推动飞机飞行。所以螺旋桨的工作特性也极为重要。

燃气涡轮发动机

涡轮喷气发动机

涡轮喷气发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件组成。涡轮喷气发动机分四种工作状态，加力状态、最大状态、巡航状态和慢车状态。

涡轮风扇发动机

其推力的速度特性会随涵道比的增加而降低。耗油率随涵道比的增加明显下降。主要有亚音速时不加力耗油率低，加力比大等特点。

冲压发动机

结构简单，没有转动部件，寿命长，重量轻。缺点是低速不能启动。采用多波系超音速进气道。高超音速的冲压发动机采用氢燃料。推力随马赫数的增加迅速增加，耗油率则迅速降低。

火箭发动机

自带氧化剂，耗油率极高，推力不受飞行速度和高度的限制。