中航工业杯国际无人飞行器创新大奖赛花絮

日期:2011-11-08 / 人气: / 来源:未知

 

 

 

一飞冲天

沈阳所 杨亮/文

 

 有惊无险,成功回收给了团队继续试飞的信心,修改了控制律,准备来日再次试飞,可是预定的出发时间到了,难道就这样进京?

    “3,2,1,起飞!”随着这响亮的倒数声,操作手按下了地面站上的起飞按钮,所有人的目光都聚焦到起飞点处待命的无人机上。发动机开始轰鸣,无人机逐渐加速,“30公里,40公里,50公里……”伴随着操作手的报速声,无人机腾空而起。“爬升”,“进入一转弯”,“进入二转弯”……操作员的状态报告声就像命令,指挥着无人机精准地压着航线。绕场一周,绕场两周,对准航母,下滑,着舰,挂索,稳稳地停在模拟航母甲板上。成功了!太完美了!观众为无人机惊险、精彩的飞行报以热烈的掌声和欢呼声,参赛队员再也抑制不住内心的激动和兴奋,热烈相拥,欢呼雀跃……这就是“中航工业杯”国际无人飞行器创新大奖赛上的一幕,中航工业沈阳所和沈阳航空航天大学联队的“四舵面飞翼”无人机在创意大赛飞行演示中,一飞冲天,一鸣惊人。

    拼搏的汗水终于化成了成功的喜悦,回想一路的艰辛,参赛队员的心中充满幸福。

    2011年2月,“中航工业杯”国际无人飞行器创新大赛拉开序幕,沈阳所和沈航积极响应,联合参赛。长期的技术积累迅速演变成一个个新颖的参赛方案,经过精心的筛选,“四舵面飞翼”方案和“四舵面飞翼加双垂尾”方案脱颖而出,并以“云弓”和“天弩”命名,分别参加创意和竞技类比赛。沈阳所负责总体设计和飞行控制,沈航负责详细设计和加工制造,双方优势互补,分工协作,循序渐进。从电子样机设计到地面调试,大飞机研制的主要流程,小小的无人机在短短的时间内都要走过。时间太紧了,比赛前一个月,还没有一架达到试飞状态的飞机。双方领导及时做出工作调整,使参赛人员从其他工作中脱离出来,全力以赴为比赛做最后冲刺。比赛前10天,参赛无人机终于停在试飞跑道上。

    先易后难,试飞从“四舵面飞翼加双垂尾”构型开始。从低速滑跑到高速滑跑、从自动起飞到自动航行、从自动航行到自动着陆、从自动着陆到自动挂索,整整9个起落,自动驾驶仪终于完全替代了遥控操纵手,全自动完成了竞技比赛科目,参加比赛的保底目标实现了。

    距离比赛还有4天,团队向终极目标“四舵面飞翼”构型飞行发起了冲击。先在“四舵面飞翼加双垂尾”构型上换装带有迎角和侧滑角传感器的空速管,试飞一次成功。

    垂尾被锯掉1/3,又成功了。

    垂尾再被锯掉1/3时,剩下的1/3垂尾的作用更多的是一种心理安慰。试飞开始,飞机转弯困难,越飞越远,很快变成了一个点,遥控手难以判断飞机姿态,束手无策。自动控制操作手及时启用了备份控制律,飞机迷途知返,终于降落在跑道上,安全回收。图传回放显示,无人机在临近村庄的上空飞过,如果失事,后果不堪设想。

    有惊无险,成功回收给了团队继续试飞的信心,修改了控制律,准备来日再次试飞,可是预定的出发时间到了,难道就这样进京?团队决定推迟一天出发,争取最后一个飞行日,做最后一搏!天公作美,为试飞提供了好条件,1/3垂尾构型试飞一次成功!

    最后的时刻到了,垂尾全部拆掉,终于迎来了“四舵面飞翼”全无尾构型试飞。滑跑、起飞、一圈、两圈、下滑、着陆、挂索,一气呵成,无可挑剔。定型、收兵。准备阶段正式结束,比赛阶段正式开始。 

    国际无人飞行器创新大赛上,沈阳所与沈航联队黑色的着装,白色的飞机,形成了一道亮丽的风景,吸引了多方的关注。

    “四舵面飞翼”以其先进、实用、高难度的技术创新和完美的飞行,得到了裁判组的高度认可,获得了优秀创意奖。“四舵面飞翼加双垂尾”构型的“天弩”两次稳定着舰挂索,获得了竞技三等奖,团队获得了优秀组织奖。“云弓”和“天弩”的设计开发让这支联队在赢得比赛成功的同时,也赢得了宝贵的航空科研实践经验。每个参赛队员都认识到:在探索航空新技术的道路上,敢为人先的冒险精神、坚韧不拔的毅力和严谨踏实的作风尤为重要,这将对大家今后的航空生涯产生深远的影响。

 

三对航模父子

诵得/文 

 

    转圈、放,两只一大一小手掷遥控滑翔机飞上了天空,转弯、俯冲、爬升……动作连贯轻盈,在刚刚结束的“中航工业杯”国际无人飞行器创新大奖赛上,参加闭幕式飞行表演的人中,马勇和马旻睿这对父子很引人注目,11岁的“小马”动作老练、神情自若,俨然“久经沙场”,已经把很多航模比赛的奖项收入囊中。

    父亲“老马”的航龄比儿子的年龄还要长几乎一倍。“老马”说,自己酷爱航空,希望儿子将来能够从事航空领域的工作。

    热爱航空的种子,就这样种植在幼小的心灵里。

    无独有偶,此次大奖赛中,还有另外一对来自山西的父子,父亲刘克代表山西大学参赛,儿子刘东方代表太原市十二中参赛,曾经是山西省专业航模队员的父亲名落孙山,而初出茅庐的儿子却获得了大赛的“特别鼓励奖”。

    说起自己的职业航模生涯,刘克脸上的表情很复杂。对于刘克来说,不仅仅是深入骨髓的爱好,也是他维持生计的饭碗,上世纪80年代航模队刚刚解散的时候,刘克失业了,第一次找不到自己的人生方向。收拾起那些从幼年起就形影不离的航空模型,抚摸着伴随自己多年的工具箱,仰望蔚蓝色的天空,这承载了自己多年心血和梦想的天空,刘克觉得阳光好亮,刺得眼睛流泪,而心里却很暗,不知道自己未来的路在哪里。

    终于找到一条与航模沾点边儿的工作,去山西大学做电教工作,又能拿起熟悉的手钳和电路板,刘克心中的航空梦复苏了,他把业余时间基本上都给了航模。

    也许是遗传基因的影响,高三学生刘东方从小就喜欢航模。在父亲的言传身教下,学到了不少本事,虽然没有参加任何航模培训班,但去年第一次参加航模比赛,就一举夺得全国亚军。胖胖的刘东方高兴地告诉记者,明年一定要上一所与航空有关的大学,虽然他是个文科生。

    在当前高考压力重如山的环境下,敢让儿子把高二和高三宝贵时间拿了“玩”航模的父母,全中国恐怕也没几个。刘克笑着对记者说,他不是没有权衡过,但最终还是抵挡不住“航空”的诱惑:“以往的航模都是现成的,这次无人飞行器大奖赛,我们参加的创意赛,不仅要有好的布局设想,还要真正能飞起来。”这对于文科生刘东方来讲,既是知识结构和动手能力的考验,也是意志和勇气的挑战……两个月的课余时间,刘东方上网查资料、构图、购买配件、加工、组装……居然把像模像样的一架飞机做成了。刘东方在做航模的过程中,分析、判断、综合和动手的能力也得到了提高。刘克说,儿子在学习上比以前更自觉,也更主动了。

    哈尔滨的彭宇是和父亲一起来参赛的。彭宇说,父亲一辈子心里都有一个航空梦,这次来参赛,就是为了帮父亲圆梦。虽然飞机没有飞多久就掉了下来,但彭宇不遗憾,以后再有这样的比赛,他还会来。

    多少伟大的发明创造是在想象和游玩中获得的。多少航模爱好者对蓝天的执著,就这样通过父子的血脉,一代一代薪火相传。在他们中间,未来会不会出现几名著名的飞机设计师呢?

 

 

我的航模生活

红杉/文

     段志勇:1998进入中国国家航模队。国家级运动员健将,国家航模队教练,国家一级裁判,现役国家队队员。曾获全国无线电遥控特技飞行(F3A)比赛冠军7次,全国花式特技飞行(F3M)比赛冠军8次,世界航模排名第29位。

    记者:小的时候很多人都有自己的爱好与梦想,但随着年龄的增长,有很多事情会转移人的注意力。当年与您一起玩航模的朋友慢慢地退出了这个圈子。是什么让您一直坚持下来呢?

    段志勇:很多孩子都有飞行的梦想,尤其是男孩子。从亲手做的飞机飞起来的喜悦到坠落的沮丧以及对损坏飞机的修复,会不断地促使你去学习飞行原理、材料与结构、航空发动机、无线电等门类的知识,这是一个动手动脑的过程。

    16岁,我参加了海淀区少年宫航模组。和那么多有着共同爱好的同学在一起研究讨论模型飞机的各种问题,氛围非常好。

    参加工作后进入了航模爱好者的圈子。只要天气允许,每个周末大家都会不约而同地来参加航模飞行活动。这个圈子依然是有着少年宫时的氛围,没有利益之争。大家在一起即是对平时工作的放松,也是飞行感受的一种个性表达。对我来说,生活不能缺少航模。

    记者:精确的操作对航模的飞行以及安全性有着非常重要的意义,这么多年您有没有操作失误的时候?比如“秒炸”。

    段志勇:航模飞行与真飞机的操作原理几乎相同,但模型飞行时是飞行员站立在地面操控飞机,要克服飞机在天空飞行时的视角方向感,因为飞行员并没有坐在飞机上,所以一切的飞行姿态的掌握都需要飞行员在地面的视觉来判断。判断失误,你的操纵就有可能失误,导致飞行事故。有一次在山东的飞行训练基地进行训练,因为对天气情况的了解不够,飞入低空的云层,从视线中消失了。我无法判断飞机的任何姿态,只能收小马力做螺旋下降动作,等待飞机再次从视线中出现,此时我只能听到发动机的声音,但看不到飞机,幸运的是飞机在离地大约20米的高度时从云层中飞出,我再次辨别出飞机的飞行姿态,迅速的安全降落,保住了几万元的模型器材。

    记者:为了训练,你和几个人出资铺了一条跑道,真有此事吗?当时的情况和想法是怎样的?

    段志勇:是的。1997年,我们8个航模爱好者在北京大兴出资修了一条30米宽、150米长的跑道。因为其中有一个爱好者是做工程的,他出人员、设备,大家集资8万元买材料,这条在当时需要花费大概30~40万元的道路,就以最低的成本修成了。跑道的建成,又吸引很多人加入到航模的队伍。我们都觉得很开心。

    在美国,当一个运动人群达到千分之一,政府就要出资兴建针对这一运动的活动场所。美国AMA航模协会有16~20万的会员,他们的飞行场地是免费开放的。据我所知,北京有1~2万的航模迷,按美国的要求,北京应该有20个左右的飞行场地,但目前北京只有三四个地方能飞。

    记者:玩航模在很多人眼里是个休闲活动。但对整个国家来说,航模爱好者的人数与这个国家航空的发展是密切联系在一起的。听说您在汶川地震的营救中发挥了航模的作用,从社会责任角度您是怎样看的?

    段志勇:汶川地震,我们先后赶制了16架无人机用于唐家山堰塞湖察险和北川灾情航测等工作。我们将模型靶机装上自动驾驶仪、照相机,改装成无人机。尽管灾区地形复杂,无人机每次飞回机身都严重受损,但带回的数据为抢险工作提供了珍贵的资料。能够将自己的爱好、自己的工作用在国家最需要的地方,心里还是很激动和自豪的。

    记者:在很多人眼里,这么着迷于一种事情,家人肯定会有意见,在这一点上这么多年和家人有矛盾吗?

    段志勇:这一点我很幸运,家人都非常支持。小的时候曾经拆掉我爸的一个电动剃须刀,当时是为了做一个电机。我爸发现了,也没批评,就说以后别拆了,给你钱去买电机好了。结婚后,爱人偶尔会抱怨一下,但看到那么多的成绩,也就不说什么了。

    记者:您现在有自己的航模公司,将到了事业与爱好结合在一起。您最大的感悟是什么呢?

    段志勇:是各种“没想到”。没想到我能参加全国航模比赛,没想到我能因为航模加入了国家队,更没想到自己能够取得各种奖项。航模打开了我的视野,同时也丰富了我的人生。参加国际比赛的选手都是这一领域的顶尖高手。他们知道我的水平,邀请我为他们做模型,因为我对这个研究很透,所以我们之间就不仅仅是出图纸与制作的关系。在这中间,我会把自己的建议加进去,共同为一个完美的样机认真去研究。能够有今天的事业也是我的一个“没想到”。

 

一只神奇的小鸟

姜坤英/文 

    “愤怒的小鸟”给全球游戏迷带去欢笑,人们记住了那只有着可爱表情的小鸟。9月22日,“中航工业杯”国际无人飞行器创新大奖赛的现场,也有一只“小鸟”给观众留下了深刻的印象。这就是来自西北工业大学的创意作品——信鸽。

    参赛队员单手向空中一掷,放飞了一只白色的“信鸽”。“信鸽”一出场不仅抓住了观众和评委的视线,连在天空中飞翔的真鸟也被HOLD住,将这只奇怪的小鸟团团围住。“信鸽”项目的负责人西北工业大学宋笔锋介绍说,扑翼飞行方式是和仿生结合比较紧密的航空科技发展的必然。2001年,微型飞行器课题组开始扑翼飞行器的相关研究。“信鸽”是它的团队在10年间,对若干种不同型号飞行器进行不断地改进和探索的作品。

    面对观众的惊叹声和热烈的掌声,团队成员之一王进告诉记者:“大家所看到的真鸟追假鸟的情景,都非常地新奇,但对我们来说是比较常见的情景。记得有一次在成都试飞,一只老鹰把我们的飞行器当成了它的领地侵占者,这款飞机无论从外形、尺寸,还是飞行形态,都和真正的鸽子比较相似,这也是对我们仿生设计成功的旁证。”

    10年间,一届又一届的学生全心地投入了他们对“信鸽”的热情。

    王利光在这个项目组的时间最长,10年前他作为一名本科生加入到这个团队进行微型飞行器的研究。在他加入的前后几年,共有10几名学生参与到该项目的研究。项目组对固定翼和扑翼两种类型的微型飞行器均有涉猎。当时国内的器件都无法跟上研究的步伐,在发动机、电机、电池方面,选择的余地比较小,做完总是飞不起来。于是将更多的研究精力集中在风洞实验上。5年后,随着国内航模运动的蓬勃发展,微小型航模器件逐渐普及,也为信鸽项目的发展创造了条件。

    “最早的平台是遥控飞行,对飞机的起飞重量要求不太高,不需要考虑相关机载设备。有了实现自主飞行和图像侦察任务的要求后,飞行能力要大幅度提高。从遥控到自驾飞行,是一个比较纠结的阶段。” 王利光说,“一次试飞,在测试不同机翼的扑动形式、扑动频率、展弦比时,偶然的一次起飞,飞出了一个很大的起飞重量,这对我们的鼓舞比较大。”

    当问到在做这个项目过程中,他们从中领悟到什么的时候,这两个小伙子对视着笑了。大学二年级,王进通过教育部 “大学生创新计划”的平台,与同学合作的临近空间飞行器小有成绩,被“信鸽”项目组选拔进来。他坦言在进这个课题之前,觉得自己是很刻苦的。但进入之后,忽然觉得要了解的知识还远远不够。“从科研的领域去让一个实用化的产品取得成功,这一过程中的思考更重要。在实践中体会,经历失败挫折,用坚定的信念支撑自己,才能不断地去突破。”

    代表团队去答辩,王进还是有点紧张,毕竟“信鸽”是大家的心血和成果。“信鸽”的飞行成功,让项目组的所有人都放松下来。对于比赛结果,他们说,还是以平常心去面对。 “2007年,我和同学去法国观摩国际微型飞行器大赛,现场的气氛以及选手创新的思维方式,对我们很有启发。比赛对于我们来说,能从各个方面得到锻炼。有这么多团队参加,就是一次很好的交流学习的机会。” 王利光说。

    王利光和王进,虽然只是“信鸽”团队的其中两位,但短暂的交谈让我们看到了千千万万从事科学研究学子的踏实沉稳。没有豪言壮语,从他们的眼睛里能够读出对自己所研究领域的热爱。期待着下一次无人机大赛,他们为我们呈现更精彩的作品。

 

 

 

 

 

作者:admin.


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