— 暑/期/实/践 —
暑期社会实践是汽车青年走入社会、奉献自我、收获感悟的平台与桥梁,是帮助汽车青年拓展知识广度、增强情感厚度、锤炼意志韧度的方式与途径。2024年暑假,在校团委组织带领下,汽车学院团委积极开展暑假社会实践工作,引导汽车青年了解社会,了解国情,充分发挥汽车青年的知识和智力优势,培养汽车青年的奉献精神和家国情怀。
氢龙佑疆
氢燃料电池无人机边疆物资运输模式探索与实践
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项目介绍
·项目名称 ·
“氢龙佑疆”——氢燃料电池无人机边疆物资运输模式探索与实践。
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项目背景
党的二十大报告指出:“加快把人民军队建成世界一流军队......坚持机械化信息化智能化融合发展,加快军队组织形态现代化、军事人员现代化、武器装备现代化。”
2022年以来,中央军委后勤保障部有关部门会同陆军后勤部,组建无人机运输投送支援队,开辟了多条无人机空中运输投送补给线,全力打通边关哨所物资补给“最后一公里”。当前,新疆与西藏两地边防已在大力推进物资运输发展。然而,西部边防物资运输发展仍然面临载重小、运输距离短、不能适应复杂地形等问题。
同时,数据显示,2023年我国新能源装机容量占比24%左右,发电量占比仅为9.5%左右。尽管西电东输一定程度上缓解了能源供需不平衡问题,但西部地区仍存在“弃风弃光”问题。清洁能源的“变废为宝”,仍在持续探索中。
正是在这样的背景下,“氢龙”团队以边防物资运输和清洁能源利用为切入点,组织开展了本次的暑期社会实践。
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实践内容
传统锂电无人机的续航时长大多在20分钟以下,而氢燃料电池则能达到100分钟甚至更久。锂电无人机的充电时长也相对更久,单次需要180分钟以上,而同等条件下的氢燃料电池实现燃料加注仅不到10分钟。此外,西部地区巡逻执勤、物资运输路线长度在20公里以上,锂电无人机的续航距离单次仅能达到5-10公里,远不符合物资运输需求。
为响应党和国家强军号召、节能减排呼吁,“氢龙”实践团队成员积极关注自身家乡——西部地区,对当地边防现状充分调研了解,关注戍边战士在驻守时面临的迫切需求。同时,团队与上海市济美动力科技有限公司合作,结合氢燃料电池技术,制造氢燃料电池大载重无人机,为解决边防物资运输问题、西部能源浪费问题找到可行解。
此次暑期实践由汽车学院宋珂副教授担任指导老师,李炎举、黄兴、黄鹏宇、孙靖羿、乔美豪等10名同学组成实践团队,前往新疆建设兵团第八师石河子市、伊犁哈萨克自治州开展实践调研并推进项目合作。
·采访边疆退伍大学生·
实践团队在前往实地调研之前,联系并采访了同济大学优秀退伍大学生吴同学,明确边疆地区存在物资运输困难的情况。
·于7月前往新疆开展实地调研·
团队进行实地考察,发现部分地区土质、地形等不适合修建道路,物资运输存在绕路远、风沙大、颠簸多等痛点。
第八师石河子市附近的地形地貌
山坡旁分散的村庄
·首届低空产业创新发展大会·
实践团队和上海济美动力科技有限公司进行深度合作,委托其工程师在首届低空产业创新发展大会中展示大载重氢燃料电池无人机。
在会议期间,工信部副部长辛国斌、新疆生产建设兵团党委书记李邑飞和兵团副司令李永红等人对团队大载重无人机的氢燃料电池寿命、成本等进行了细致询问并予以认可和鼓励。
工程师向工信部副部长介绍燃料电堆
·国际技术进出口交易博览会·
实践团队代表同济大学参加上海国际技术进出口交易博览会。
团队制造的氢燃料电池无人机代表同济大学参加上海技术进出口交易博览会。会上,团队接受了解放日报、上海东方财经电视台、上海财经电视台等新闻媒体的采访和报道。
接受解放日报采访
·介绍氢燃料电池发展·
实践团队向克拉玛依政府代表介绍氢燃料电池发展。
8月,新疆克拉玛依政府代表来到上海,参观团队研发的氢燃料无人机。团队导师及成员专门为克拉玛依政府代表详细讲解了燃料电池技术的核心原理和当前产业发展的最新动态。
向克拉玛依政府代表讲解燃料电池
·向哈国高级别记者团介绍·
实践团队向哈萨克斯坦高级别媒体介绍低空飞行装备和低空产业的发展。
8月,团队接待了一批由中国政府邀请的哈国高级别记者团。这次特别讲解中,团队成员详细介绍了燃料电池技术的基本原理及其在无人机领域的创新应用。
向哈萨克斯坦来访团队介绍“氢”龙大载重无人机
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意义与成果
第一代氢燃料电池大载重无人机
团队完成了第一代氢燃料电池大载重无人机制作,并在上海试飞成功。
本团队基于已有成果进行针对性的无人机制造,开发出“氢龙”无人机。
“氢龙”大载重无人机
“氢龙”无人机以具有高能量密度的氢作为动力源,3min 快速补能,可以实现承载 45 公斤重物的情况下续航时间是普通锂电池无人机的 2~3倍,飞行速度可达 11m/s,续航里程可达 60~80 公里,已通过真空纯氧测试,是目前国内公开报道的最大载重,最长航时的氢动力多旋翼无人机。
真空纯氧测试
高海拔单旋翼无人机飞行测试
团队在新疆塞力亚克达坂(海拔4969m)进行了高海拔单旋翼无人机飞行测试,氢燃料电池运作正常,飞行任务圆满完成。
单旋翼氢燃料电池无人机
塞力亚克达坂高海拔无人机飞行测试
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实践感悟
乔美豪
很高兴能和氢龙团队的小伙伴们一起参加这次社会实践。在这个暑期,我们通过采访退伍大学生与实地考察新疆,真正了解边防官兵的艰苦生活,也让我们意识到科技创新在改善他们生活条件中的重要作用。用氢燃料电池为无人机运输赋能,既能帮助解决边防物资运输难题,又能够将清洁能源效能最大化。通过这次实践,我们将理论知识与实际应用相结合,探索出了氢燃料电池在边防物资运输中的可行性和优势。
刘灿灿
此次实践,真正让我体会到了“把论文写在祖国大地”这句话的含金量。作为同济学子,我们不仅要在学术上追求卓越,更有责任将所学知识转化为解决实际问题的利器。在实践过程中,我们遇到了许多挑战,但通过不断的实验和调整,最终成功地将氢燃料电池技术应用于无人机运输中。未来,我们将继续努力,不断探索和创新,将更多的学术成果转化为实际应用,为祖国的发展和进步贡献自己的智慧和力量。
成员介绍
乔美豪,汽车学院2022级本科生;
冯奎源,艺术与传媒学院2021级本科生;
孙靖羿,汽车学院2022级研究生;
莫杰麟,设计创意学院2022级本科生;
刘灿灿,艺术与传媒学院2022级本科生;
林镜洋,经济与管理学院2022级本科生;
李炎举,汽车学院2023级博士生;
黄鹏宇,汽车学院2024级博士生;
黄 兴,汽车学院2024级博士生;
李佳怡,经济与管理学院2022级本科生。
图片丨乔美豪
文案丨林镜洋
排版丨张新甲 林子骏
审核丨宋 珂 王娇楠 林子骏
责编丨同济汽车融媒体中心 马子青
审定丨史静远 李承翰