吉安尼·埃科拉尼:我始終對航空航天領域懷有深厚熱忱——這份始於個人興趣的探索,已逐漸昇華為理解與復現飛行器工程奇蹟的創作使命。

通過模型製作與CAD設計,我致力於將這些創新技術具象化,並在我的YouTube頻道進行分享。有一款飛機始終吸引著我的目光:協和式客機。其氣動外形、技術複雜性以及標誌性的頭部設計,堪稱民用航空領域的巔峰之作。這也正是我最新項目的靈感起源。
從愛好者到創造者:我如何重現協和式客機的頭部設計
協和式客機以其獨特魅力征服了數代工程師、設計師與航空愛好者,我亦不例外。多年來,我製作了近十架飛行模型,每一次都是對氣動設計的深入探索。但觀眾們敏銳地指出了關鍵缺失:「頭部機械系統在哪裡?」 確實,那個在起降時下傾以提升飛行員視野的標誌性低垂鼻錐,不僅是功能裝置,更是航空工程的象徵符號。
然而要實現其功能性版本面臨重大挑戰:在飛行模型中,這套機械系統會因結構脆弱、複雜度過高及重量超標而難以穩定運作。但靜態模型打破了這些限制。通過放大設計尺度、增加結構重量,我得以全力聚焦於機械精度的實現,最終成功復現了協和鼻錐完整的形變序列——這套精妙的機械芭蕾,以往唯有在博物館檔案中才能得見全貌。

打造擬真機械系統:還原協和客機鼻錐運動機制
為精準復現協和客機的鼻錐系統,我構建了由20餘個剛性部件組成的運動序列,這些部件在微米級間隙內完成旋轉與位移。要實現從一種固定形態到另一種形態的流暢轉換,僅靠外形仿真是遠遠不夠的——更需要達成機械結構的協同運作。所有組件必須在承壓狀態下保持同步運動,避免形變、彎曲或卡滯。
我採用Rhinoceros(Rhino)進行三維建模,其NURBS曲面建模技術讓我在掌控零件精度的同時,能自由塑造流暢的有機曲線與過渡形態。Rhino直觀的曲面與裝配體操控功能,為機械運動部件的可視化與優化提供了關鍵支持。經過18輪設計迭代與運動仿真,最終實現的機械結構不僅高度還原真實鼻錐運作原理,更獲得了行業觀眾與工程專家的雙重認可。

協和式客機鼻錐設計CAD檔案

協和式客機鼻錐精細原型

協和式客機鼻錐電子控制系統
在實體原型製作階段,我選用了PA12尼龍材料的激光燒結技術。這種組合方案既能滿足所需的耐久性與尺寸精度要求,又兼具輕盈特性以確保模型結構完整性,其強度足以承受反覆操作。通過Xometry按需製造服務平台訂購零部件,使我在無需投入打印機或模具成本的前提下即可驗證設計方案——這對於小批量迭代原型開發具有決定性優勢。
在靜態模型中實現航空級精度仿真
實現機械系統的真實觸感是本項目的核心挑戰——這不僅是外形復刻,更是運動本質的還原。協和客機的鼻錐並非簡單折疊或鉸接,而是通過精密聯動實現優雅形變。為此我設計了具有互鎖結構的零部件,確保每個動作都精準可控。公差設定既要保證模型形態穩定,又需兼顧裝配與操作的容錯性。
通過Rhino運動仿真技術(針對遮光板與鼻錐的配合進行了多次CAD模擬),我精準預判了各部件在負載下的運動軌跡,特別關注應力集中點與接觸區域。最終設計在真實性與可靠性間取得平衡——既忠實還原原始機械原理,又確保桌面演示模型的實用性。這套可運作的展示系統完整呈現了協和鼻錐的運作機制,同時完全避免了操作過程中的損壞風險。
將熱忱轉化為現實影響
該原型獲得的反饋遠超預期。航空愛好者、工程師乃至普通觀眾都展現出極大熱情——這不僅源於模型的高度仿真性,更在於其蘊含的教育價值。事實上,已有數家博物館表達合作意向。儘管眾多機構都陳列著協和客機,但受限於機械維護成本,極少能演示其標誌性的鼻錐運動。這款模型恰好填補空白,為展示該機型最獨特的設計特徵提供了可交互的解決方案。
更有觀眾諮詢關於購買套件自行組裝的可能性。這為小規模量產創造了契機——正是我目前積極探索的方向。將原型轉化為模組化套件仍需持續開發,包括技術文件編制、部件優化,乃至為簡化組裝流程進行再設計。但市場的真實需求已然顯現,這無疑給予了我們強大的前進動力。
以匠心致初心:用每個項目激活航空史的記憶
這個項目遠不止是技術實踐——更是與眾多航空及設計愛好者共鳴的紐帶。它將以具象化的形式融合創意與工程技術,將航空史上最具標誌性的設計瑰寶呈現給更廣泛的受眾。我視其為更長遠探索的起點。目前已有多個待實施構想——從航天器機械系統到飛行器結構設計——我將繼續通過這種動手實踐與設計驅動相結合的方式持續推進。
憑藉數位化製造服務的支撐,我能持續專注於最熱愛的核心:設計那些凝聚精度與創造力的創新實體。