炫酷無人機(jī) 承載夢想飛

知力記者

作品亮點(diǎn)

這件參賽作品被設(shè)計(jì)者們命名為為“天弓”。為了適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)模式，作者把整個系統(tǒng)分為了偵察網(wǎng)和作戰(zhàn)平臺兩部分。兩部分的結(jié)合，使“天弓”系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)“三維度一體化”作戰(zhàn)模式：高低空一體化，偵察、監(jiān)視、識別、打擊一體化，作戰(zhàn)、評估、二次打擊一體化。

偵察網(wǎng)

偵察網(wǎng)由若干偵察球組成，主要負(fù)責(zé)低空偵察、監(jiān)視、目標(biāo)信息收集、傳輸、攻擊引導(dǎo)、殺傷評估等。偵察球使用改進(jìn)的旋翼結(jié)構(gòu)，這種旋翼集增升、懸停、增穩(wěn)、控制功能于一身，很大程度簡化了偵察球的設(shè)備，減小了偵察球的質(zhì)量與體積。

作戰(zhàn)平臺

作戰(zhàn)平臺負(fù)責(zé)運(yùn)載、信息匯總、高空偵察及打擊。采用翼身融合技術(shù)，結(jié)合了飛翼式布局、“咽”式進(jìn)氣道和仿翼龍伸縮翼，可實(shí)現(xiàn)不同飛行任務(wù)段的無縫切換。該設(shè)計(jì)創(chuàng)造性地研究并引入了升阻比極高的仿翼龍伸縮翼，大大提高了平臺的氣動性能。

設(shè)計(jì)者說

我們報(bào)名參賽后，學(xué)校給予了高度的重視，為我們配備了一流的指導(dǎo)老師團(tuán)隊(duì)：谷良賢教授、龔春林副教授、時圣波和李春娜老師等，這幾位老師從事飛行器總體設(shè)計(jì)多年，具有深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，為我們的作品提出了方向性的指導(dǎo)和幫助。同時，學(xué)校在硬件方面也給予我們大力支持，比如西工大801教研室的3D打印中心和高性能計(jì)算服務(wù)器：3D打印方面的硬件支持使我們的一些關(guān)鍵技術(shù)得到了驗(yàn)證，高性能計(jì)算服務(wù)器則直接加速了我們的很多高精度仿真工作。正是在這些極其珍貴的軟、硬件支持下，我們才能順利完成作品的創(chuàng)造。

集體的力量是無窮的，尤其是對我們從事飛行器總體設(shè)計(jì)工作的人來說，制作過程中如果沒有一個團(tuán)結(jié)的團(tuán)隊(duì)來支撐，單靠個人努力是取得不了什么成績的?？偠灾瑓①愡^程雖然經(jīng)歷了諸多難題，但是大家一起堅(jiān)持下來，互相鼓勵，使這段經(jīng)歷變得艱難而值得。

作品亮點(diǎn)

設(shè)計(jì)者們把折疊翼應(yīng)用到無人機(jī)上，設(shè)計(jì)了這種通用型箱體發(fā)射無人機(jī)，命名為“帆影”FANYIS無人機(jī)，這是一款從低速到高亞聲速的無人機(jī)，“帆”突出該無人機(jī)的高速、長航程和作為多任務(wù)平臺的箱體發(fā)射式無人機(jī)的特點(diǎn)，“影”正是突出該無人機(jī)的隱蔽性和隱身性。

仿生折疊翼設(shè)計(jì)

“帆影”FANYIS無人機(jī)的機(jī)翼折疊方式采用仿生學(xué)設(shè)計(jì)，類似于鳥類的翅膀，機(jī)翼為下單翼，分為內(nèi)外兩段，骨架折疊時向內(nèi)并攏，呈V字形。展開時首先一起向外打開，接著機(jī)翼外段滑動到平直狀態(tài)，完全展開。

展開后的機(jī)翼為大展弦比后掠機(jī)翼，同時機(jī)翼材料采用智能蒙皮和記憶合金，在飛行過程中改變機(jī)翼后掠角和機(jī)翼面積、翼型形狀以適應(yīng)不同速度的飛行，優(yōu)化氣動性能。機(jī)翼面積為8m2，上反角2°，旋轉(zhuǎn)的作動器為大功率壓電作動器，通過傳感器與計(jì)算機(jī)控制，保證在展開過程中運(yùn)動平穩(wěn)。在折疊機(jī)構(gòu)中，將先進(jìn)的傳感器、驅(qū)動裝置、電源和控制系統(tǒng)綜合起來，減輕了機(jī)構(gòu)質(zhì)量，降低了機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度，減少結(jié)構(gòu)沖擊問題，使控制過程更趨穩(wěn)定。

穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

“帆影”FANYIS無人機(jī)機(jī)身由框架隔開，各框架間容納機(jī)載設(shè)備、油箱以及有效載荷。由于，無人機(jī)在發(fā)射時將承受極大的過載，“帆影”FANYIS無人機(jī)的內(nèi)部裝置全部加強(qiáng)固定在機(jī)體結(jié)構(gòu)上，以便將其慣性力轉(zhuǎn)移到固定結(jié)構(gòu)上。內(nèi)部布置的安排必須保證無人機(jī)重心在焦心之前，保證無人機(jī)的穩(wěn)定性。無人機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)使得它可以根據(jù)任務(wù)形式的不同攜帶不同的任何載荷和機(jī)載設(shè)備，電子設(shè)備采用固化處理的方式。同時，將電子元器件塑封起來并固定在機(jī)體結(jié)構(gòu)上，將其慣性力轉(zhuǎn)移到固定結(jié)構(gòu)上。

智能隱身技術(shù)

智能隱身技術(shù)突出的特點(diǎn)是自主性和實(shí)時性。它是指隱身目標(biāo)對環(huán)境具有自動感知功能、信息處理功能、自主響應(yīng)，自動、實(shí)時調(diào)節(jié)自身特征信號實(shí)現(xiàn)隱身的一種技術(shù)。“帆影”FANYIS無人機(jī)采用新型的智能隱身材料，在蒙皮上使用電致變色吸波薄膜。該材料可以有效地吸收雷達(dá)波和聲波，有效減小飛行器的噪聲。同時，該材料的變色功能還可以自動感知所處環(huán)境背景色并快速改變自身的顏色，調(diào)節(jié)自身的視覺色彩達(dá)到與背景顏色自然和諧融為一體的視覺效果。從而降低了被敵方視頻觀察設(shè)備發(fā)現(xiàn)的概率，達(dá)到視頻隱身的目的。智能隱身技術(shù)使“帆影”FANYIS無人機(jī)在深入敵方突防與偵查預(yù)警方面極具優(yōu)勢，在視頻隱身的同時，降低自身噪聲，大大降低了被發(fā)現(xiàn)的概率，可保證任務(wù)的隱蔽性，攻擊的突然性。

設(shè)計(jì)者說

我們這個團(tuán)隊(duì)的三個成員是本科的同班同學(xué)，彼此之間熟悉、有默契。早在進(jìn)入大學(xué)之前，我們就對電影、雜志里出現(xiàn)的各種飛行器很感興趣，都希望未來可以自己去設(shè)計(jì)酷炫的飛行器。而在來到南航飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)之后，這種想法已不單單是個人的想法了，很高興遇到了很多志同道合的朋友，思想與思想的碰撞時不時會擦出智慧的火花，參與“創(chuàng)新杯”全國未來飛行器設(shè)計(jì)大賽，是一次很好的總結(jié)機(jī)會，它可以將大家零零散散的火花聚集在一起，體現(xiàn)在作品上。

作為專業(yè)組的參賽團(tuán)隊(duì)，作品不僅要更加的專業(yè)，還要在創(chuàng)新的同時保證作品的可實(shí)現(xiàn)性。在相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新上，我們立足于現(xiàn)有科技發(fā)展的水平，參考相關(guān)的專業(yè)文獻(xiàn)，了解與航空航天技術(shù)相關(guān)的前沿?zé)狳c(diǎn)課題，而這些熱點(diǎn)在未來20～30年很有可能實(shí)現(xiàn)。

得知獲獎之后我們擊掌相慶，高興的是評審組對我們的作品給予了肯定，從初步的想法到一步步形成作品，到作為獲獎作品展示給全國的航空愛好者和專業(yè)人士，每一個環(huán)節(jié)都有組員們的辛勤付出，我們十分滿足。