近日,中国航空工业集团直升机所无人机事业部王泽玉、王鹏代表团队创新项目“莫比乌斯”无人侦察系统,从2600多个青年创新创效参赛作品中脱颖而出,获得中国航空工业集团第三届青年创新创效大赛金奖,展示了直升机所青年敢想敢为、大胆创新、朝气蓬勃的精神风貌。
当无人机遇上“莫比乌斯”环,这个奇思妙想是怎么想出来的,让创新青年讲给你听。
“这种体验就像是人生中的一次高光时刻,感到非常荣幸。”团队主创王泽玉谈及获奖感受时,止不住地激动与振奋。“我们的一个小想法、小设计,受到了院士和集团公司专家的认可,这是最好的回报。”
这支青年团队成员均为“90后”,早在学生时代,在中国研究生未来飞行器创新大赛以及大学生创新创业项目等各种创新类大赛中就开始崭露头角,王鹏还是首届全国未来直升机设计大赛冠军获得者。
作为直升机所的一员、无人直升机的设计者,他们从事飞行器设计、系统总体、航电控制等专业,案头常常摆放《直升机总体设计》《近空间飞行器》,他们密切关注各类飞行器的前沿动态,时常探讨无人机未来的发展前景。
有没有一款无人机,既能传输信号,又有较长的滞空时间?
王泽玉一次偶然看到一款圆筒纸飞机,飞得又远又稳,同时他本人又对仿生飞行器颇有兴趣。能否将环翼与海洋飞行者蝠鲼相结合,设计一款外形流畅优美的新构型飞行器?
又有一次在乘坐民航客机时,他发现飞机翼梢小翼可以减弱翼尖涡流降低阻力,用极限思维,将机翼做成环形,就可以消除翼尖涡流,减少飞行阻力。
但是环形机翼能否飞行?通过查询资料,他们发现1906年第一架环翼飞机——布雷里奥Ⅲ号完成了首次飞行,法国人设计C450甲虫环翼喷气战斗机,白俄罗斯设计的环翼试验机,已完成相关飞行试验,这些说明环形机翼能飞行是可行。“这个是我们折的环翼纸飞机,滞空时间挺长,这个飞行方式特别像电影里面太乙真人的坐骑。”
确定环形机翼构型后,他们开始组建团队,大力开干。王泽玉负责飞行器设计、结构设计及受力分析、曲面设计;王鹏负责总体设计、涂装设计、应用场景想定、场景渲染;米雪负责航电控制、材料撰写;芦志明负责飞行器设计、气动分析。
他们给无人机设计了一个线型流畅外观,参考了海洋生物蝠鲼,这型环翼机完成了一次美丽蜕变。
最终,集成环翼机翼和仿生蝠鲼外形得到的“莫比乌斯”无人机应运而生。
据王泽玉介绍,“莫比乌斯”无人侦察系统由环翼结构、可倾转旋翼、V型垂尾和轮式起落架组成。其中,环翼结构与机身结构融合,具有较好的流线型气动外形。V型垂尾连接环翼与机身结构,可以增强整机结构强度。“莫比乌斯”无人侦察系统采用8组可倾转旋翼,通过调整旋翼方向,可实现垂直起飞和前飞。
为什么叫“莫比乌斯”?“莫比乌斯环内侧也是外侧,这款无人机前翼下翼面是后翼的上翼面,根据这个特性,我们还申请了外观专利。”
最大的挑战和难关是创新点的设想。结合实际,团队选择聚焦临近空间领域(距离海平面20千米~100千米),有针对性地做了设计完善,增加了续航时间和安全可靠性。“更大的一个优势是,能有效降低能源消耗、降低运营成本,具有较强的经济价值和实用价值。”米雪介绍说。“莫比乌斯”能源以太阳能薄膜电池为主,因此,这也是一款能以太阳能为能源的长航时的侦察型无人机。
坚持创新驱动,面向未来需求出新品。“在未来的道路上,我们会更加充满信心和动力,继续追求更高的目标和梦想。”这是直升机所青年的心声。
来源 | 中国航空工业集团直升机所
文字 | 陈昱
责编 | 任旼
主编 | 郭美辰
监制 | 姜春艳