用AutoCAD设计航模

    随着计算机的日益普及，它已经不再只是研究机构、大学或大公司才拥有的娇责机器，普通人也能用它做一些以前连想都不能想的事情了。领 略过它的强大功能的人，无不为之赞叹，为之倾倒。

    用计算机来设计航模，大概也算得上是一件小小的新鲜事了。

    其实我的本意并不是设计航模，只不过是结合自己的兴趣学习使用计算机及相关的软件——AutoCAD。利用暑假的时间经过二番“死磨烂泡”，总算掌握了用AutoCAD作图的基本方法，并领略了一番它的精彩的三维世界。心得体会甚多，其中有一些值得与航模爱好者们分享。

    相对于手工作图而言，用计算机绘图是一种全新的方法，体现了许多手工制图所无法比拟的优越性。在现代工业技术中，设计和制造是密不可分的，设计的过程也是建立产品或图形数据库的过程。在制造过程中，这些图形数据库又可以为数控机床直接利用，自动加工出产品。当然，业余航模爱好者是不可能有这样条件的，也用不上这些高级的功能；只要你有一台打印机把计算机里的图象输出来，同样能大大地提高你制作的效率和质量，令你在模型飞机的设计和制作过程中感受一新。

    制作航模飞机的第一步往往就是画翼型。手工画飞机翼型不但烦琐而且难以保证精确，而用计算机画翼型简直就是小菜一碟。AutoCAD提供了许多画曲线的工具，你无需编程，只要用PLINE或SPLINE命令就可以设计出或根据已有的翼型数据表画出光滑、精确的翼型。用现有的飞机翼型数据表画机翼翼型时，只要依次输入各坐标数据，AutoCAD即自动连接各坐标点并合成光滑的曲线。画好的飞机翼型还可以用SCALE命令进行任意地缩放，当制作梯度很大的梯形机翼时，这个命令特别有用。图形经打印输出后，贴在木板上加工出翼肋。机身隔框等零件也可以用同样的方法制作。这种方法比起用数控机床自动加工要落后得多，但比起完全的手工操作毕竟是先进多了。

    二维绘图是AutoCAD的基本功能，但AutoCAD的真正精彩之处却在于它强大的三维功能。利用这些功能，你可以直接在三维空间里绘制产品的模型图。图1就是作者画的水上模型飞机的三维线架图。计算机里保存了这架模型的线条在三维空向的各种信息，你可以很方便地得到模型在任意方向、任意距离、任意视角的平行投影图或透视图(当然也包括常用的三面视图)，并用绘图仪或打印机把它准确地输出到图纸上。你还可以在线架图的基础上加上曲面，这样计算机就可以给模型染色，产生象照片一样的效果。模型虽然还没有制作出来，但利用计算机里的“虚拟”的模型，你已经可以准确地、全方位地了解设计的效果了。所有这些，都是传统的手工制图所不可能做到的。

    当然，三维作图是有一定难度的．要想透彻地理解用户坐标系(UCS)、视图变换、模型空间、图纸空间、点过滤器等概念，随心所欲地利用AutoCAD表达自己的设计思想，需要大量的实践。有些读者可能已经尝试过AutoCAD的3D功能，但对于一些稍微复杂一点的形体往往就感到束手无策。以下概略地谈谈图1所示模型飞机三维图的作图要点，希望能对感兴趣的读者有所启 发。为了防止线条过多看不清楚，图中 表面网格没有画出来。

    1．Auto CAD为构造三维模型提供 了三种手法：一种是线架模型；一种是曲面模型；还有一种是实体模型。实体 模型具有使用方便、信息量大等优点， 但由于这种方法是通过一些基本的几何体的加减运算(布尔运算)来构造实体 的，因此对于一些具有复杂曲面的形体 往往无能为力。而利用三维多义线 (3D POLYLINE)、样条曲线(SPLINE) 和AutoCAD提供的各种画曲面的手段 相结合，几乎可以不受限制地在三维空间构造任意形状的复杂曲面。因此，结 合模型飞机的外形特点，我采用先用线 条搭架子，然后再加上外壳的办法作图。

 

    2．如果已知空间曲线在两坐标平 面的投影，则可以根据这两个投影作出这条空间曲线。方法如图3所示，先在 平面投影图上作出必要的辅助线，然后 就可以用3DPOLY或SPLINE命令配合点过滤器(POINTFILTER)准确地作出 所求的三维曲线了。前页图1中航模飞 机的机身轮廓曲线，就是这样做出来的。只要能够准确地做出空间曲线，就 可以根据这些曲线用EDGESURF命令 或TABSURF命令构造各种复杂的曲面 

    3．SPLINE命令和3DPOLY命令既可 以画平面曲线也可以画三维曲线；但平面曲线最好用平面多义线 (POLYLINE)画，因为平面多义线的 编辑命令较多，能够自由地断开和连接。在作曲面时，这一点非常重要，因 为有时往往在作这个曲面时需要把曲线 断开，而作另一个曲面时却又需要把曲线连接起来。如果你用的是样条曲线， 则一旦断开就无法再连接起来，有时会 对作曲面带来不便。解决的办法还是有的、那就是在断开的样条曲线上再作一 条与之重合的样条曲线(注意使用点捕 捉的NEAREST选项)。

    4．在作彼此相连的曲面对，新作的曲面往往使在作与之相连的曲面时无法选中边线。解决的办法是把线框和表面放在不同的图层，把表面所在的图层关闭，在线框所在的图层作曲面；作完以后再用DDMODIFY命令把它改到面所在的图层，这样更改后新作的面马上从屏幕上消失，从而不影响相邻面的选边(若要重新看到面，只要再把面所在的图层打开)。还有一个办法是先暂时把新作的面删除，待作好相邻的面后再用OOPS命令恢复。将线框和表面放在不同图层还有一个好处，就是可以分别对线框图和表面图进行观察和编辑。

 

    5．有时候需要用空间三条首尾相 连的曲线作一个曲面，但EDGESURF 命令却需要四条首尾相连的曲线，这时 只需把其中的一边断开就行了。图2中 的机翼翼尖前部的曲面就使用了这种办法。注意断点的位置会影响曲面的形 状，要灵活掌握。

    6．三维作图需要频繁地切换视 图、变换坐标、改变视角等，因此，在这方面的熟练程度在很大程度上决定了 作图的效率。应该把一些常用的视图和 坐标保存下来，以便随时调用。

    AutoCAD发展到第13版，已经成 为功能极为强大、庞大而复杂的软件；要详细地介绍它的使用需要几本很厚的 书；要掌握它足要花费一番功夫的。本 文只是谈了几则使用的小技巧，如果能引起读者对这方面的兴趣，我将不胜荣 幸。现在电脑杂志不少，介绍游戏攻赂 的文章铺天盖地，而有关Auto CAD如 何使用的文章却寥若晨星。大学宿舍里 的计算机的大量机时都花费在电脑游戏上，不免可惜。也许，当你能真正熟练 自如地驾驭AutoCAD的时候，你将会 发现：它比电脑游戏有趣多了！