近期，在四川巴中举行的
2024年中国国际飞行器设计挑战赛
暨科研类全国航空航天
模型锦标赛（CADC）圆满落幕
我校智能制造与航空学院学子
李泓漪、丘源标、邝玮健
在微型折叠飞行器项目中
斩获全国一等奖
本次比赛由体育总局航管中心
中国学生体育联合会
中国航空运动协会联合举办
是目前我国唯一
集飞行器设计、制造、飞行与控制于一体的
面向全国高校和高中学生的赛事
汇聚了来自
西北工业大学、上海交通大学
等全国80所高校与高中的
1750名选手参赛
经过两轮比拼
我校学子取得了总分410的好成绩
位列全国第五
来听听他们的故事吧
微型折叠飞行器项目要求
飞行器置于外径150mm的圆筒内
以第一视角遥控飞行器
出舱、起飞
穿越障碍、投放载荷
并在着陆区降落
最终完成任务且用时较短者为胜
在本次参赛机器的设计过程中
三人将核心设计理念
集中在轻量化、模块化和
低廉成本这三个方面
他们收集总结了历年比赛资料
最终选择了六轴飞行器
作为参赛机型
在比赛要求的限制下
参赛选手对飞行器进行了创新
“我们设计了交错型六轴构型
将桨叶交错式布置
使部分桨叶在垂直方向上重叠
让飞行器桨叶在
比传统六轴飞行器更小的同时
空间利用率较传统四轴飞行器更高
还牺牲了一定的效率
换取更大的动力”
与同类型的
分体电调六轴飞行器方案相比
该设计更加轻量化、故障率更低
保证飞行器的飞行机动性
确保其有足够的动力
运载网球发射器
在飞行器的模块化设计
和成本控制方面
他们也有自己的巧思
“我们的发射器部分采用了
全3D打印的榫卯结构
这样能在确保模块化的同时
有效降低成本并便于维修”
飞行器的创新设计
并不是一日之功
而是不断实验与改进的结果
在初版设计中
队伍采用了开放式桨叶设计
试图减轻飞行器重量
但在训练时发现飞行器的
耐冲击性能不足
桨叶损耗较大
有时在起飞后还会打到筒壁
对此
2022级机器人工程专业的李泓漪表示
“我们将机架改为封闭式桨叶设计
在减少桨叶损耗的同时
使机架更加耐撞”
而在第二版设计中
三人又增加了受冲击部位的碳板厚度
“这样做进一步提升了机架的强度
同时增加了机架整体刚性
降低了陀螺仪滤波延迟
使飞行器响应更加迅速”
经过两次修改
飞行器的飞行性能
得到了极大的提升
飞行器姿态响应时间从0.1s提升到0.03s
操纵延迟也大幅降低
这些都使飞行器在决赛中
以更快的速度完成了比赛
取得最终的胜利
为了更好地赢得比赛
三人对比赛要求与场地
进行了详细的分析
飞行器的起飞环节要求
飞手在不直接接触飞行器的
前提下完成出舱
这十分考验飞行器的舱门结构
在比赛过程中
三人摒弃了常规的
开合舱门与筒壁下沉结构
将飞行器由顶部放入
借助飞行器飞控自稳定算法
直线上升完成出舱活动
在越障环节
两组飞行器需同时
穿越一个公共障碍门
这会使图传之间产生干扰
而三人使用的是抗干扰性略差的
“化骨龙 Zeus nano vtx”模拟图传
十分容易在数字图传与
大功率模拟图传时失去对抗能力
面对这种情况
三人及时作出调整
“在比赛前我们测试了全频段里
各个频段的信号干扰程度
提前切换频段
并将功率提升到最大以作预防”
而在后续的改进中
三人采用“Hdzero”旗下的高强模拟图传
使飞行器在提升抗干扰性的前提下
也减少对其他比赛选手的干扰
除了飞行器设计的创新
个人任务的圆满完成
与团队的默契协作
也是三人取得优异成绩的重要原因
“我使用了SW等
工业建模软件进行概念设计
并使用fdm3d打印机进行主体的制作
最后确定了投射器方案”
2022级机器人工程专业的丘源标表示
作为投射器的主体设计与制作者
他吸纳了ug建模课上的
一些建模流程思路
通过结合专业知识
不断地进行测试优化设计
“单片机知识使得我在制定计划时
能充分地理解飞行器芯片运行原理”
李泓漪谈到
作为一名机器人工程专业的学生
他将所学知识与比赛结合
通过不断训练
担当起作为飞手的责任
成功完成了比赛任务
“在比赛前期
崔斌老师、隋江涛老师
都会通过微信群跟进
我们的备赛进度
并通过我们上传的进度汇报表
对比赛设计进行初步审核
同时还会提出修改意见
为我们讲解技术难题 ”
而在备赛的过程中
小组会定期开会，探讨设计
主动向老师汇报进度
并且询问有关问题
根据老师对飞行器设计结构的指导
充分利用课余时间进行实验与改进
力求做到高质高效
由于学校地理位置的特殊性
参赛机器的合法起飞训练
遇到了一定的困难
面对备赛时出现的场地问题
团队积极商讨、多方沟通
“最后在学校与指导老师的帮助下
我们顺利解决了该问题”
除了团队间的配合
三人也有与其他选手的合作
“在比赛现场练习时
我们的网球发射器因多次撞击损坏
备用零件也已耗尽
幸好陆军工程大学的选手
主动提出帮助我们打印发射器零件
使我们得以继续练习”
2023级无人驾驶航空器
系统工程专业的邝玮健表示
这种互助精神
令三人深感敬佩
而在比赛当天
对方的图传设备出现故障时
三位同学也伸出了援手
“我们将自己的图传设备借给他们使用
助他们顺利完成比赛”
这次经历深刻体现了
友谊第一比赛第二的精神
让所有人都印象深刻
在本次比赛中
三人收获了优异的成绩
心态同时也在发生改变
胜利不再是他们唯一的收获
逐渐丰富的阅历同样成为了
难能可贵的宝藏
谈及比赛
他们有相同的感慨
“在出发参赛前
我们满怀信心
然而，到了比赛场地练习时
我们发现对手的实力
与我们预期相差过大
这给我们带来了不小的压力”
好在队伍及时调整了心态
三人抛弃了对参赛设计的盲目自信
加强练习以提高自身实力
同时观摩学习其他队伍
吸取其优秀经验
对飞行器的设计与操控方法进行改进
最终在两轮比赛中稳定发挥
拿下一等奖
“此次微型飞行器竞速项目
除了强调飞行器的硬件性能
核心还在于操作性和操控技巧”
指导老师崔斌表示
学生的参赛热情非常高
训练也十分刻苦
从多方面做出一些创新和改进
“同学们在遇到专业性问题时
作为专业老师
我们会尽力帮他们解决
希望他们将来能够成为
具有创新精神和实践能力的科技人才”
“学院非常重视此次比赛
帮助学生制定了详细的训练计划”
指导老师隋江涛表示
学院十分重视航模队伍的建设
“航模队队员除了进行日常训练
还会走出校园参加中学科技文化节等活动
为中学生带来精彩的航模表演
在一次又一次的训练和活动中
不断进行技术升级、操作技能提升
希望大家未来继续加油”
经过这次比赛
三人了解到了
自己的许多不足之处
对自我的认识也更加清晰
在未来
他们打算继续改进飞行器结构
重新设计优化发射器结构
同时对其他比赛项目的
飞行器进行设计并制造
为2025年的cadc比赛做准备
▼
此次获奖是对学校创新性、应用型
航空本科教育成果的认可
一直以来，学校致力于
培养学生实践能力
将实践教学环节贯穿教育教学全过程
通过产学研合作、校企融合发展
修建功能齐全的
航空专业实训中心等途径
不断深化专业的协调发展
培养智能制造与航空优秀人才
载着选手们的热血与汗水
飞行器在赛场飞行
留下了属于他们的精彩航线
愿珠科学子们
也能在自己喜欢的领域勇敢翱翔！
初审：林悦、郑薇
复审：陈宇、林志扬
终审：郑润真、汤义和
