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适配第一代stem的六翼弯曲飞镖结构

项目分类:3D模型 发布时间:2021-10-12 ID:314889
  • 适配第一代stem的六翼弯曲飞镖结构
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这款六翼弯曲结构的飞镖部件,主要面向桌面级FDM3D打印的休闲运动器材制作场景,适配Phil Taylor第一代镖杆stem的安装接口,可直接打印后装配到对应规格的镖杆上,作为飞镖的尾部稳定结构使用。从实际使用场景来看,飞镖投掷过程中,尾部翼面的核心作用是在飞镖离手后的飞行阶段提供气动稳定力矩,抵消镖身旋转、气流扰动带来的姿态偏移,保证镖头能够以垂直于靶面的角度命中目标,减少飞镖脱靶、打镖角度歪斜的情况。

设计层面上,这款结构没有采用传统飞镖常见的四翼平直结构,而是选用了六片均匀分布的弯曲翼面,每片翼面沿镖身周向呈60度夹角均匀排布,翼面从靠近镖杆的根部向外缘平滑过渡出连续的弯曲弧度,而非传统的平面翼型。这种弯曲翼面的设计思路,核心是优化飞行过程中的气流贴合效果:平直翼面在飞镖高速飞行时,翼面边缘容易产生气流分离,形成紊流带来额外的飞行阻力,同时紊流的不对称扰动会让飞镖出现飞行轨迹飘移的问题;而带连续弯曲弧度的翼面,能够让流经翼面的空气更平顺地沿翼面弧度导流,减少翼面尾部的涡流区范围,降低飞行过程中的气动阻力,同时六翼的布局相比传统四翼,能够在相同翼展尺寸下提供更大的稳定力矩,让飞镖在短距离投掷的飞行过程中更快进入稳定姿态,对投掷时的初始角度偏差容错率更高。

从安装边界来看,这款部件的根部采用了和第一代stem镖杆匹配的中空套接结构,套接段的内径尺寸严格匹配对应镖杆的外径公差,内壁设计了三道轴向的定位凸筋,装配时凸筋能够卡入镖杆表面的定位槽内,避免飞镖击中靶面时翼面和镖杆之间出现相对转动,保证每次投掷时翼面的气动姿态一致。套接段的端面做了15度的倒角导向,打印完成后不需要额外打磨就能顺利压入镖杆,降低后期装配的处理成本。翼面的整体外轮廓做了圆角过渡处理,没有尖锐的棱角,一方面是避免3D打印过程中出现翼尖翘曲的打印缺陷,另一方面也能减少日常拿取、装配过程中翼尖磕碰断裂的风险,毕竟3D打印的PLA材质本身抗冲击性能有限,尖锐的翼尖在受到侧向碰撞时很容易出现脆断。

尺寸设计上,这款飞镖翼的整体翼展控制在常规飞镖的通用尺寸范围内,不会因为翼展过大导致飞镖上靶后和相邻飞镖出现剐蹭,影响后续投掷的落点;翼面的厚度从根部到翼尖做了渐变减薄处理,靠近套接段的根部厚度更大,保证翼面和套接段的连接强度,避免投掷过程中翼面受气流冲击力出现根部断裂,越靠近翼尖厚度越薄,在保证结构强度的前提下尽可能降低整体重量,避免尾部重量过大导致飞镖的重心后移,影响投掷手感和飞行轨迹。翼面的弯曲弧度经过反复调整,弧度曲率沿翼面展向连续变化,靠近镖身轴线的区域曲率更大,能够快速引导气流沿径向向外扩散,外缘区域曲率更小,保证气流离开翼面时的方向和飞镖飞行轴线平行,最大化气动稳定的效果。

从3D打印的适配性来看,整个结构没有设计悬空角度超过45度的无支撑结构,打印时不需要添加额外的支撑材料,直接将套接段的端面贴合打印平台放置就能完成打印,既节省了打印材料,也避免了拆除支撑后在翼面表面留下支撑痕迹,影响翼面的气动光滑度。翼面表面没有多余的凹凸纹理,整个曲面是连续顺滑的G2连续曲面,打印完成后只需要去除底部的打印裙边就能直接使用,不需要额外的打磨、抛光处理,对于普通3D打印爱好者来说,不需要复杂的后处理流程就能得到可用的成品。实际投掷测试中,这款六翼弯曲结构的飞镖,相比同尺寸的平直四翼飞镖,飞行过程中的姿态更稳定,尤其是在发力投掷的情况下,飞镖的尾摆幅度明显更小,命中靶面时的垂直度更好,连续投掷的落点一致性更高,对于日常休闲练习或者业余爱好者使用来说,能够有效降低飞行不稳定带来的成绩波动。另外,六片翼面的均匀排布结构,即使其中某一片翼面因为磕碰出现轻微损伤,剩下的五片翼面依然能够提供足够的对称稳定力矩,不会像四翼结构那样一旦某片翼面缺损就会出现明显的气动不对称,导致飞镖飞行轨迹严重偏斜,一定程度上提升了部件的耐用性。

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