炫酷無人機 承載夢想飛

知力記者

作品亮點

這件參賽作品被設(shè)計者們命名為為“天弓”。為了適應未來戰(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，主要負責低空偵察、監(jiān)視、目標信息收集、傳輸、攻擊引導、殺傷評估等。偵察球使用改進的旋翼結(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)平臺負責運載、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”式進氣道和仿翼龍伸縮翼，可實現(xiàn)不同飛行任務段的無縫切換。該設(shè)計創(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)計者說

我們報名參賽后，學校給予了高度的重視，為我們配備了一流的指導老師團隊：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)計多年，具有深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的工程經(jīng)驗，為我們的作品提出了方向性的指導和幫助。同時，學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算服務器：3D打印方面的硬件支持使我們的一些關(guān)鍵技術(shù)得到了驗證，高性能計算服務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)計工作的人來說，制作過程中如果沒有一個團結(jié)的團隊來支撐，單靠個人努力是取得不了什么成績的。總而言之，參賽過程雖然經(jīng)歷了諸多難題，但是大家一起堅持下來，互相鼓勵，使這段經(jīng)歷變得艱難而值得。

作品亮點

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

仿生折疊翼設(shè)計

“帆影”FANYIS無人機的機翼折疊方式采用仿生學設(shè)計，類似于鳥類的翅膀，機翼為下單翼，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，接著機翼外段滑動到平直狀態(tài)，完全展開。

展開后的機翼為大展弦比后掠機翼，同時機翼材料采用智能蒙皮和記憶合金，在飛行過程中改變機翼后掠角和機翼面積、翼型形狀以適應不同速度的飛行，優(yōu)化氣動性能。機翼面積為8m2，上反角2°，旋轉(zhuǎn)的作動器為大功率壓電作動器，通過傳感器與計算機控制，保證在展開過程中運動平穩(wěn)。在折疊機構(gòu)中，將先進的傳感器、驅(qū)動裝置、電源和控制系統(tǒng)綜合起來，減輕了機構(gòu)質(zhì)量，降低了機構(gòu)復雜程度，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無人機機身由框架隔開，各框架間容納機載設(shè)備、油箱以及有效載荷。由于，無人機在發(fā)射時將承受極大的過載，“帆影”FANYIS無人機的內(nèi)部裝置全部加強固定在機體結(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重心在焦心之前，保證無人機的穩(wěn)定性。無人機的模塊化設(shè)計使得它可以根據(jù)任務形式的不同攜帶不同的任何載荷和機載設(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)突出的特點是自主性和實時性。它是指隱身目標對環(huán)境具有自動感知功能、信息處理功能、自主響應，自動、實時調(diào)節(jié)自身特征信號實現(xiàn)隱身的一種技術(shù)。“帆影”FANYIS無人機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，達到視頻隱身的目的。智能隱身技術(shù)使“帆影”FANYIS無人機在深入敵方突防與偵查預警方面極具優(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，可保證任務的隱蔽性，攻擊的突然性。

設(shè)計者說

我們這個團隊的三個成員是本科的同班同學，彼此之間熟悉、有默契。早在進入大學之前，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)計酷炫的飛行器。而在來到南航飛行器設(shè)計專業(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)計大賽，是一次很好的總結(jié)機會，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)組的參賽團隊，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，了解與航空航天技術(shù)相關(guān)的前沿熱點課題，而這些熱點在未來20～30年很有可能實現(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。