9月25日,第二屆“中航工業(yè)杯——國際無人飛行器創(chuàng)新大獎賽”在北京密云機(jī)場落下帷幕。哈爾濱工程大學(xué)的“夢翔團(tuán)隊”自主研發(fā)的“基于固體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)的快速反應(yīng)無人機(jī)”最終獲得了“創(chuàng)意新星獎”。8日,記者采訪了該“夢翔團(tuán)隊”的成員,也是該參賽項目的負(fù)責(zé)人,哈工程大學(xué)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)大三學(xué)生沈俊楠。提起這架無人機(jī)的誕生過程,沈俊楠興奮地向記者講述了“夢翔團(tuán)隊”的藍(lán)天夢。
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突發(fā)奇想
設(shè)計折疊無人機(jī)
沈俊楠告訴記者,他大一就加入了學(xué)校航模社團(tuán)。“為了參加比賽,從3月份開始,由航建學(xué)院吳限德老師指導(dǎo),社團(tuán)中的王雨堯、王亞威、張維楚等同學(xué)組成的‘夢翔團(tuán)隊’著手進(jìn)行設(shè)計,之前我們一直參加的是全國航空航天模型錦標(biāo)賽,并多次取得過冠軍等好成績,但是這次我們的挑戰(zhàn)更大,無人機(jī)需要更復(fù)雜的技術(shù)。而中航工業(yè)杯可以說是中國最頂級的無人機(jī)創(chuàng)新設(shè)計競賽了。”沈俊楠非常重視這次比賽。
沈俊楠說,傳統(tǒng)飛機(jī)需要垂尾平尾和寬大的機(jī)翼,“我當(dāng)時就在想,能不能設(shè)計一架可以裝到圓筒里的飛機(jī)。圓筒運輸方便,占據(jù)空間小。”為了提高飛機(jī)的便攜性,沈俊楠有了一個大膽的想法,“我們想了很久,也翻閱了大量國外先進(jìn)飛機(jī)的資料,最后我們從美國和俄國飛機(jī)中獲得靈感,美國有一款名叫折疊刀的無人機(jī),機(jī)翼就是可折疊的,而俄羅斯發(fā)動機(jī)推力矢量技術(shù)是一個很好的解決控制系統(tǒng)的方法。”沈俊楠說,雖然已經(jīng)有了國外飛機(jī)的借鑒,但如何實現(xiàn)是一個現(xiàn)實的問題。國外飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動都找不到資料,所以就得靠沈俊楠的團(tuán)隊自己設(shè)計,找到解決問題的方法。
改變思路
5個方案全推翻
整整一個月,沈俊楠的團(tuán)隊一直在努力著,大家平時沒有課的時候都在實驗室里研究探討,有時候思路來了,連飯都顧不上吃。最終,團(tuán)隊分為兩個小組共設(shè)計了5個方案,但每個方案操作難度都很大。一天,沈俊楠從資料里看到了固體火箭發(fā)動機(jī)技術(shù),這種技術(shù)可以使飛行器飛得更高、更遠(yuǎn)、更快。“我們改變思路,決定將這樣一款無人機(jī)與固體火箭發(fā)動機(jī)相結(jié)合,制作一款更加具有創(chuàng)新性的快速反應(yīng)無人機(jī)。”所有的設(shè)計方案都被推倒,團(tuán)隊重新設(shè)計了一架無人機(jī),組裝起來像一枚火箭,但里邊確是一個可自主飛行、自主返航、記錄航線的無人機(jī)。“在這個過程中,我們重新改進(jìn)了飛行控制系統(tǒng),使得無人機(jī)能夠承受火箭發(fā)射時的巨大過載,并且無人機(jī)與推進(jìn)部分離時能夠及時糾正飛機(jī)的錯誤姿態(tài)。”沈俊楠說。
意料之外
火箭發(fā)射失敗
9月份,沈俊楠的團(tuán)隊帶著這個一路上都被安檢盤查的“導(dǎo)彈”來到了北京。參加比賽的第一關(guān)是答辯,當(dāng)他們從直徑為0.16米的火箭筒里取出翼展1.2米的無人機(jī)時,專家們驚呆了,“夢翔團(tuán)隊”在這一環(huán)節(jié)獲得了很高的分?jǐn)?shù)。試飛那天,沈俊楠早早來到試飛場,“5、4、3、2、1,發(fā)射!”隨著團(tuán)隊成員的口令,沈俊楠按下了手里的紅色按鈕,1分鐘,2分鐘,3分鐘……火箭沒有升空。“不敢相信,火箭在這個關(guān)頭發(fā)射失敗了。”說到這,沈俊楠語氣有些低沉。“意料之外,但是情理之中。我們的快速反應(yīng)無人機(jī)各分段都進(jìn)行過單獨的可靠性測試,但是沒有進(jìn)行過總體測試,也沒有組裝試飛,發(fā)射失敗也由于火箭發(fā)射架過于簡陋。如果這次試飛成功,我想我們能獲更高的獎項。”雖然獲得了創(chuàng)意新星獎,但沈俊楠還是很不甘心。
據(jù)了解,“中航工業(yè)杯——國際無人飛行器創(chuàng)新大獎賽”是由中國航空工業(yè)集團(tuán)公司、中國航空學(xué)會、北京市科學(xué)技術(shù)委員會聯(lián)合主辦,中航文化股份有限公司承辦的重大國際性航空航天賽事。無人機(jī)大賽中獲取的數(shù)據(jù)將為我國無人機(jī)研發(fā)提供一定參考。(見習(xí)記者 宋菲)