說起CATIA的名字，對于很多模友來講可能有些陌生，

CATIA繪制飛機(jī)模型

。但如果提起法國達(dá)索公司，所有愛好飛機(jī)的人一定會覺得如雷貫耳。達(dá)索公司不僅因為其“幻影”系列戰(zhàn)斗機(jī)和“隼”系列公務(wù)機(jī)在航空業(yè)界叱咤風(fēng)云，其開發(fā)的CATIA工業(yè)設(shè)計軟件更是成為目前風(fēng)靡世界飛機(jī)設(shè)計軟件領(lǐng)域的絕對老大。從波音新一代737（A01）到洛克希德馬丁的F-35，以及中國國產(chǎn)的殲10、梟龍，都是在其平臺上完成的圖紙繪制工作。與傳統(tǒng)CAD軟件相比，其具有參數(shù)化設(shè)計功能，設(shè)計人員的每一步操作都會被記錄下來。當(dāng)對設(shè)計產(chǎn)品的某一個尺寸進(jìn)行改動時，可以直接通過修改設(shè)計過程中的參數(shù)而得到。不需要再將所有步驟推倒重來。與其他三維設(shè)計軟件相比，CATIA絕對領(lǐng)先的曲面設(shè)計功能，在一個熟練的設(shè)計人員手里，能夠繪制出任何“你能想象得到”的曲面外形。不同于3DMAX等美術(shù)軟件的曲面功能，CATIA能夠繪制出完全解析的外形曲面——也就是說，CATIA生成的曲面可以經(jīng)過無數(shù)倍的放大，而仍然保持表面的絕對光滑。

CATIA已經(jīng)成為世界飛機(jī)設(shè)計領(lǐng)域的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此外在汽車制造、造船及其他機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域也得到了更加廣泛的應(yīng)用。對于航模設(shè)計而言，雖然沒有真實飛機(jī)設(shè)計中許多復(fù)雜繁瑣的要求，可能3DMAX就能基本滿足一般用戶的需要。但是，CATIA能夠大大節(jié)省繪圖的時間，特別是在模型細(xì)節(jié)修改調(diào)整中顯著降低勞動量。因此，學(xué)習(xí)一下CATIA對于每一個喜歡航模設(shè)計的人來說，絕對是大有意義的。相對于傳統(tǒng)學(xué)習(xí)CATIA的書來說，我們這里更強(qiáng)調(diào)實用性，忽略掉一些在航模設(shè)計中很難遇到的東西，也不再一條一條學(xué)習(xí)軟件中的每個命令。在繪制模型的每一個步驟中，我們用到哪兒學(xué)到哪兒。由簡入繁，我們先從設(shè)計一個兼具一點向真機(jī)性質(zhì)的上單翼練習(xí)機(jī)開始做起。

    說起CATIA的名字，對于很多模友來講可能有些陌生。但如果提起法國達(dá)索公司，所有愛好飛機(jī)的人一定會覺得如雷貫耳。達(dá)索公司不僅因為其“幻影”系列戰(zhàn)斗機(jī)和“隼”系列公務(wù)機(jī)在航空業(yè)界叱咤風(fēng)云，其開發(fā)的CATIA工業(yè)設(shè)計軟件更是成為目前風(fēng)靡世界飛機(jī)設(shè)計軟件領(lǐng)域的絕對老大。從波音新一代737（A01）到洛克希德馬丁的F-35，以及中國國產(chǎn)的殲10、梟龍，都是在其平臺上完成的圖紙繪制工作。與傳統(tǒng)CAD軟件相比，其具有參數(shù)化設(shè)計功能，設(shè)計人員的每一步操作都會被記錄下來。當(dāng)對設(shè)計產(chǎn)品的某一個尺寸進(jìn)行改動時，可以直接通過修改設(shè)計過程中的參數(shù)而得到。不需要再將所有步驟推倒重來。與其他三維設(shè)計軟件相比，CATIA絕對領(lǐng)先的曲面設(shè)計功能，在一個熟練的設(shè)計人員手里，能夠繪制出任何“你能想象得到”的曲面外形。不同于3DMAX等美術(shù)軟件的曲面功能，CATIA能夠繪制出完全解析的外形曲面——也就是說，CATIA生成的曲面可以經(jīng)過無數(shù)倍的放大，而仍然保持表面的絕對光滑。

CATIA已經(jīng)成為世界飛機(jī)設(shè)計領(lǐng)域的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此外在汽車制造、造船及其他機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域也得到了更加廣泛的應(yīng)用。對于航模設(shè)計而言，雖然沒有真實飛機(jī)設(shè)計中許多復(fù)雜繁瑣的要求，可能3DMAX就能基本滿足一般用戶的需要。但是，CATIA能夠大大節(jié)省繪圖的時間，特別是在模型細(xì)節(jié)修改調(diào)整中顯著降低勞動量。因此，學(xué)習(xí)一下CATIA對于每一個喜歡航模設(shè)計的人來說，絕對是大有意義的。相對于傳統(tǒng)學(xué)習(xí)CATIA的書來說，我們這里更強(qiáng)調(diào)實用性，忽略掉一些在航模設(shè)計中很難遇到的東西，也不再一條一條學(xué)習(xí)軟件中的每個命令。在繪制模型的每一個步驟中，我們用到哪兒學(xué)到哪兒。由簡入繁，我們先從設(shè)計一個兼具一點向真機(jī)性質(zhì)的上單翼練習(xí)機(jī)開始做起。 然后選擇縮放工具，在剛才的比率文字框中，單擊右鍵，選擇編輯公式。如果彈出菜單“您希望將新的關(guān)系附加到Current線性容器中去嗎”（￥#@^%*&��？……估計沒人看得懂這句話，CATIA雖然有中文版，但其實其中有很多翻譯存在問題，所以不用管他了）這里選否。再公式編輯器菜單中，保持最左邊選擇框中選擇的“參數(shù)”不變，在中間選擇框中找到長度。在右側(cè)選擇框中找到當(dāng)前機(jī)翼的弦長，在筆者這里是“零部件幾何體\草圖.3\偏移.217\Offset”（不同的作圖順序可能會造成編號的不同，后同）。在找這個尺寸時可以看到，每選擇一個，相應(yīng)在背景的窗口中都會顯示該尺寸標(biāo)注的位置，所以不難找。雙擊找到的這個尺寸，讓它出現(xiàn)在從上往下數(shù)第二個文字框中。通過鍵盤在其文字框后面輸入一個“/”表示除法關(guān)系，然后再找到剛剛標(biāo)注的原始翼型弦長，這里是“零部件幾何體\草圖.2\偏移.22\Offset”，雙擊讓它進(jìn)入文字框中，單擊確定。（042）這個時候可以發(fā)現(xiàn)，原來比率一欄的文字框變成了灰色，右側(cè)出現(xiàn)了一個寫著“f（x）”的按鈕。當(dāng)我們需要修改對原來公式的定義時，直接點它就可以。如果需要取消公式，則在灰色的文字框處單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“公式—>取消”即可。（043）為了方便理解下面幾步的具體操作，這里先講一下它的用意。由于這架飛機(jī)的機(jī)翼外段存在一個3度的上反角。如果機(jī)翼內(nèi)外段翼肋全部垂直于翼弦平面的話，將造成內(nèi)外兩段機(jī)翼翼肋存在一個很小差別。為了保證對接的準(zhǔn)確性，中段翼肋應(yīng)該是外段翼肋旋轉(zhuǎn)3度后的一個投影。在上反角不大的情況下，為繪圖方便可以省略掉這個幾何關(guān)系。不過這里為了深入了解CATIA作圖，就把它做的稍微準(zhǔn)確一些。我們在這里將外翼段翼肋采用標(biāo)準(zhǔn)翼型，而在內(nèi)翼段采用這個翼型的投影。（044）下面就通過具體操作實現(xiàn)上面一步中的內(nèi)容。首先從點工具集合下面點擊右下的小三角找到極值工具，在彈出菜單中的元素選擇上一步中縮放后的翼型曲線，在方向文字框中單擊右鍵選擇“Z軸”，后面的選項中選擇最大，單擊確定即可得到翼型曲線上在“Z軸”方向的最高點。（045）接下來需要創(chuàng)建幾個有用的平面。首先選擇平面創(chuàng)建工具（046），在平面類型中選擇“平行通過點”，在“參考”文字框中單擊右鍵選擇“ZX平面”，“點”選擇剛才創(chuàng)建的極值點，然后確定，

工程

《CATIA繪制飛機(jī)模型》(http://www.szmdbiao.com)。為了便于以后的查找，我們可以將其在特征樹上的名稱進(jìn)行修改，≡瘛笆糶?/span> —>特征屬性”，將特征名稱修改為“內(nèi)翼外側(cè)平面”。接下來點擊選擇旋轉(zhuǎn)工具（默認(rèn)情況下隱藏在平移工具下面的小三角里）（047），選擇模式為“軸線-角度”，點擊元素文本框后的“多輸出”按鈕，選擇縮放后的翼型曲線和剛剛創(chuàng)建的內(nèi)翼外側(cè)平面（048）。在“軸”定義的文本框中單擊右鍵，選擇創(chuàng)建直線。在彈出的對話框中選擇線型為“點-方向”，定義點為剛創(chuàng)建的極值點，方向后文本框中點擊右鍵選擇為X軸，然后不用處理其他選項（049），單擊確定回到“旋轉(zhuǎn)定義”對話框，角度輸入3并確定。這時可以看到，特征樹下剛生成的“多輸出X”項目前有個“+”號，點擊這個“+”號可以看到里面包含兩個旋轉(zhuǎn)項目，分別就是旋轉(zhuǎn)后翼型曲線和平面，這兩項將作為繪制外翼時的基準(zhǔn)翼型曲線和基準(zhǔn)平面。另外還有隱藏一個直線項目，它是剛才我們在旋轉(zhuǎn)過程中創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)軸線，可以不去管它。（050）為了便于以后的查找，也將其特征名稱分別修改為“外翼基準(zhǔn)翼型”和“外翼基準(zhǔn)平面”接下來需要將外翼基準(zhǔn)翼型基準(zhǔn)曲線投影回來。選擇投影工具（051），將投影類型設(shè)置為沿某一方向。“投影的”選擇外翼基準(zhǔn)翼型，“支置妗毖≡衲諞磯巫鍆獠嗥矯媯方向通過右鍵選擇“Y軸”，不用改動其他選項并點擊確定（052）。之后將其特征名稱修改為“內(nèi)翼基準(zhǔn)翼型”。以上機(jī)翼內(nèi)段結(jié)構(gòu)繪制的準(zhǔn)備工作已經(jīng)就緒，而且我們也熟悉了各項基本操作。下面馬上加速完成結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先從菜單中選擇“插入—>有序的幾何圖形集”，名稱定義為“內(nèi)段結(jié)構(gòu)”，父對象選擇“PartXX”并確定。這樣后面生成的結(jié)構(gòu)零件可以保存在這個幾何圖形集中，避免文件過于龐大而讓人眼花繚亂。接下來開始繪制最外側(cè)的翼肋。點擊內(nèi)翼最外側(cè)平面，以其為基準(zhǔn)繪制草圖。首先需要將“零件相對位置草圖”中，與最外側(cè)翼肋有關(guān)系的其他零件投影或是相交（053 方框中為相交工具）過來，并調(diào)整為構(gòu)造元素。緊接著，將內(nèi)翼基準(zhǔn)翼型投影下來。然后點開三維顯示工具集合，選擇最下面的無三維背景使所有無關(guān)元素隱藏掉（054）。通過直線工具，結(jié)合裁剪并創(chuàng)建與剛才獲得的投影點設(shè)置相合約束，便可以繪制出翼肋考慮榫槽布置的外形線，通過創(chuàng)建一定的距離或者長度約束，使所有曲線都變成綠色（055）。然后通過連接隨意繪制的幾條與草圖縱軸平行，且上下兩端與翼型曲線相交的線段中點獲得近似的翼型中弧線（056）。通過使用偏移工具設(shè)置減輕孔距離翼肋邊界的距離（057）。最后利用圓工具繪制圓心位于中弧線上的圓形減輕孔，通過與剛才偏移的翼肋外形線創(chuàng)建相切約束，并設(shè)置各圓之間的距離約束，最終獲得翼肋的結(jié)構(gòu)草圖。（058）選擇包絡(luò)體拉伸工具(059)，輪廓選擇剛繪制的草圖，長度輸入2，單擊預(yù)覽看看拉伸方向是否是向內(nèi)側(cè)，如果反了點擊“反轉(zhuǎn)方向”按鈕，確定。怎么樣？第一個三維立體的翼肋就這樣出來了，激動吧！當(dāng)然還有一種情況，也許現(xiàn)在出現(xiàn)的并不是一個翼肋，而是一個令人討厭的對話框，上面說是“草圖沒有封閉”云云。這時，還需要重新打開草圖進(jìn)行一下修改。雙擊特征樹上的草圖再次進(jìn)入草圖編輯狀態(tài)。選擇菜單欄“工具—>草圖分析”。在彈出的對話框里，可以找到狀態(tài)顯示為“已隔離”或者“已打開”的幾何體，將它通過下面的按鈕刪除或者是對草圖進(jìn)行編輯，使得所有幾何體狀態(tài)均為“已關(guān)閉”即可解決無法生成包絡(luò)體的問題。（059A）在設(shè)計過程中我們可以用不同的顏色對不同材料進(jìn)行標(biāo)識，點擊特征樹上剛剛生成的“包絡(luò)體拉伸”特征，通過工具欄上的圖形屬性工具，可以十分方便的修改顏色。(060)下面我們進(jìn)一步加快速度。使用對稱工具（061），選擇剛剛生成的翼肋，參考“ZX平面”進(jìn)行對稱，并選擇“體積”方式。這樣，對稱面另一側(cè)的一個翼肋也直接完成。接下來參考最初的平面草圖，依次在每一個翼肋位置處完成“創(chuàng)建平面—>繪制草圖—>包絡(luò)體拉伸—>對稱”這樣的順序，完成其他翼肋的繪制。在草圖的繪制過程中，可以從之前完成的草圖上直接投影相關(guān)的元素，如“減輕孔”到當(dāng)前草圖，這樣可以節(jié)約許多勞動。此外，繪制草圖的基準(zhǔn)平面并不一定依賴平面工具創(chuàng)建的平面，借助現(xiàn)有“包絡(luò)體”上面的某個平面，一樣能夠作為草圖的基準(zhǔn)。對于形狀相同的翼肋，可以通過平移工具直接移動到相應(yīng)位置。

按照相同方法，中段機(jī)翼的前后墻、翼梁上下凸緣都可以輕松完成。在繪制凸緣時，我們有可能會偷懶將上下凸緣在一個草圖中同時畫出。這樣在進(jìn)行包絡(luò)體拉伸時會提示，結(jié)果中有兩個未連接的子元素。不用管它，因為我們就是要畫兩個不存在連接關(guān)系的圖形，選擇“保留所有子元素”即可。機(jī)翼與機(jī)身連接的前緣碳銷，以及后緣處為日后打螺釘孔而填實的部分一并畫出。這時如果覺得當(dāng)前顯示的模型已經(jīng)被無說草圖、平面擠滿的話，不妨使用“工具—>隱藏—>所有草圖（所用平面）”批量隱藏不需要的元素，當(dāng)然需要時也可以使用“工具—>顯示”下的相應(yīng)命令取消隱藏。（062）上圖中不同顏色所代表的材料分別為：藍(lán)色部分為桐木，綠色為層板，橙色為輕木。在完成1.5mm輕木蒙皮的建模后，還可以通過工具欄上的圖形屬性工具修改其透明度為50%，這樣其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也就一覽無余了。以上，我們就完成了機(jī)翼內(nèi)段主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。（063）