轻轻一甩手，一架乒乓球拍大小的微型飞机即刻从指间飞出，并在眼前悠闲地盘旋……10月19日上午，我校航空航天与力学学院微小飞机实验室的几名师生聚在一起，成功放飞了一架最新研制的微型飞机，吸引了不少路人驻足观望。该飞机是一架全身洁白的塑料小飞机，包括机身、机翼、尾翼、起落架和舵面全是纯白色，机翼和尾翼分别为一个整体，各个部件都是胶接或棉线/胶水固接到一起的。有意思的是，飞机采用了最新的三维打印制造技术。

缜密的飞机设计过程

       由于航力学院现有三维打印机的最大打印幅度为28厘米，因此，28厘米成为微小飞机实验室师生们设计该微型飞机的特征尺寸，即翼展的指定参数。设计一架既适合三维打印又能够飞起来的飞机，并非易事，需要缜密的考量，飞机要足够轻并兼顾三维打印工艺的特点。
       在飞机初步设计阶段，师生们先是根据翼展28厘米这一数据，以及实验室前期的相关微型飞机的性能指标，大致估算出待设计飞机的起飞重量、飞机高度、发动机拉力、电磁舵机驱动力矩等设计目标和参数，进而确定出飞机的总体布局和构型方案。

       进入详细设计阶段后，一名负责CAD建模的同学利用AutoCAD软件在电脑上进行全机制图，并在虚拟环境中根据材料的密度和体积估算飞机的重量；一名同学绕线圈，设计、制作适合微型飞机舵面连接形式的电磁舵；而另两名同学则分头拿着电机在自制的发动机推力测试系统上测量发动机的推力，以及利用美国航空航天局的气动软件Tunnel分析飞机的升力和阻力等气动性能数据。上述工作完成后，根据综合测得的发动机推力、计算的飞机升力和阻力，以及早先飞机预设的目标参数，对所做的飞机方案进行评估。方案评估中，飞机的重量至关重要，被严格控制。
       经过一轮缜密的飞机设计过程后，飞机被确定为：上单翼、前拉式驱动、后三点式起落架布局、型尾翼、矩形机翼和平尾、三角形垂直安定面、半圆形方向舵、升力面镂空和杆式机身；机翼翼型采用相对厚度为0.1的平板翼。最终，飞机CAD电子图纸被转换为三维打印机识别的STL格式，以备三维打印机打印。

三维打印的微型飞机

        作为一项奇妙有趣的高新技术，3D打印近两年来逐渐进入人们的视野。至今为止，三维打印技术仍处于起步阶段，加上打印耗材种类有限、打印尺寸较小、打印材料强度偏弱等因素限制，仅有为数不多的航空公司或个人在飞机或航模的零件制造方面进行了尝试，或者打印出一些不能飞的小飞机静态模型用做摆设。据实验室沈海军教授介绍，此次同济大学三维打印微型飞机成功试飞，在国内尚属首例，它展示了3D打印技术在微小飞机设计与制造领域上应用的可行性。

                 图（左）3D打印的飞机骨架                          图（右）加了电子装备与蒙皮的3D打印飞机