越漂亮的飞机,气动外形越科学!那么问题来了,飞机三维造型到底哪家强

飞机总体设计基本完成后，飞机的各个参数也就基本确定，飞机的外形也就基本确定了。接下来就是进行三维造型，也就是三维建模的阶段了。大家可能会想，总体设计的时候，不也进行了三维造型么，与这一阶段的三维造型有什么区别么。其实总体设计的时候，给出的都是飞机的外形，都是空壳，飞机内部是没有任何结构的。比如图1中的机翼部分，总体设计时给出的是绿色半透明的部分。三维造型阶段，就是把飞机内部的结构给画出来。比如机身的隔框，机翼的翼肋，大梁等等，还有各种各样的管路等，如图1所示。

 图1 Bleriot飞机三维模型

那么在飞机三维建模阶段，常用的软件有哪些呢？小编这就给大家介绍在机械、航空航天领域广泛使用的三维造型软件和后期模型渲染软件。有了这些软件，飞机不再是图纸上的线条，而是真正的显示在你面前的与真飞机无异的飞机模型。

1.CATIA

CATIA软件是法国达索公司开发的一个大型的三维造型软件。大家可能不太知道达索公司，但是达索公司是世界上最大的飞机制造公司之一，也是主要军用飞机制造商之一。比如法国的阵风、幻影等响当当的战斗机都是达索公司的作品。其开发的CATIA软件更是风靡世界飞机设计软件领域的绝对老大。从波音新一代737到洛克希德·马丁的F-35，以及中国国产的歼10、枭龙，都是在其平台上完成的图纸绘制工作。

 

图2 CATIA软件图标

CATIA软件具有参数化设计功能，能够把设计者的每一步记录，并在进行产品尺寸改动时，可以通过修改某一驱动参数而得到。其绝对领先的曲面设计功能，能够绘制出“任何你想象得到的曲面”，而且完全解析，即在经过无数倍放大之后，曲面仍然是光滑的。CATIA拥有众多的设计模块，如零件设计、装配设计、工程图绘制、NC加工模拟等等多达20多个模块，支持设计人员从项目前阶段、设计、建模、分析、加工、组装等等全部工业设计流程。

  

图3 CATIA形状设计模块                

图4 CATIA机械设计模块

 图5 CATIA  NC加工模拟

接下来给大家放几张CATIA绘制的模型图，直观的感受一下，CATIA的强大。

图6  战斗机外形                              

图7 雅克系列飞机外形

 图8   CATIA绘制的波音707飞机

 图9 CATIA绘制的航空发动机

2.SolidWorks

SolidWorks同样是法国达索公司的一款三维造型软件，它相比较于CATIA来说，简单易用，对于中小型机械零件的绘制具有很大的优势。功能强大、易学易用和技术创新是其三大特点。它能够提供不同的设计方案，减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks的资源管理器可以像Windows资源管理器一样去管理CAD文件，这对于拥有巨大文件量的三维模型来说是极大的方便。这也是该软件的一大优势。

图10 软件启动界面

 

图11 软件界面

从以上的软件界面和下面几副SolidWorks绘制的模型来看，其与CATIA在绘制模型上有些细小的操作上的差别，比如模型的旋转对于CATIA是鼠标中键加右键，而对于Solidworks则是只有鼠标中键，而且两款软件的配色有些不一样。。

  

图12 SolidWorks绘制的雅克系列飞机       

图13 SolidWorks绘制的战斗机

 图14 SolidWorks绘制的发动机模型

3.UG

UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司（西门子公司）出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UG针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。其已经成为模具行业三维设计的一个主流应用，同时也应用于机械、航空航天等领域。

 

图15 UG软件界面

UG 软件的优势在于它包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。它的独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造更多的利润。UG可以管理生产和系统性能知识，根据已知的准则确认每一条设计决策。

 图16 UG NX8.0绘制的战斗机模型

 

图17 UG NX8.0绘制的客机模型

接下来小编要给大家讲的是后期模型渲染软件。渲染，其实就是给模型上色，给模型加光照等各种特效，把模型给渲染的更好看，更绚丽。CATIA自带渲染模块，下面两个软件也是常用的渲染软件。

4.KeyShot

KeyShot 意为“The Key to Amazing Shots”，是一个互动性的光线追踪与全域光渲染程序，无需复杂的设定即可产生相片般真实的 3D 渲染影像。KeyShot 均是基于LuxRender开发的。LuxRender 是一种基于物理的没有偏见的渲染引擎。基于先进的技术水平算法，LuxRender 根据物理方程模拟光线流，因此产生逼真的图像，照片的品质。

 

图18 keyshaot软件界面

图19 keyshot渲染的单引擎飞机

5.Autodesk showcase

Autodesk showcase软件从其名字就可以看出它是Autodesk公司的一款软件。它可以简化精确、逼真图像的创建流程，帮助用户利用数字样机制定明智的决策。Autodesk showcase最大的优势就在于它可以替代物理样机进行演示。它可以完全的表现概念设计的外形以及品牌特色，还可以仅仅是通过鼠标的点击，就可以在不同的方案中进行切换，更快速的评审方案。

 图20 Autodesk showcase软件图标

 

图21 Autodesk showcase软件界面

 图22 Autodesk showcase渲染的保时捷超跑

飞机三维造型是最最令人激动的阶段，它是将图纸上的飞机真正的变成模型的过程。你将亲眼见证一架飞机从一个一个的点，到线，到面，再到体，一个一个的参数真正的变成了模型。这也是小编的日常工作之一。

以上所述的软件并非全部，还有很多专业性很强的，功能也很强大的软件，欢迎大家随时补充。小编讲了飞机总体设计软件，飞机三维造型软件，进入到这一阶段，飞机的整体结构已经成形，那么接下来就要对飞机进行整体或局部的分析优化了。这也是小编将要带来的飞机设计软件第三弹——飞机分析优化软件。