日前，北京航空航天大學(xué)航模隊(duì)在世界大學(xué)生全自主無(wú)人機(jī)飛行挑戰(zhàn)賽(Unmanned Aerial System)中榮獲冠軍！

這是北航航模隊(duì)首次出國(guó)參加世界級(jí)無(wú)人機(jī)比賽****，參賽的38支高校隊(duì)伍來(lái)自全球各地，而北航航模隊(duì)是唯一一支來(lái)自中國(guó)的參賽隊(duì)伍!也是十年來(lái)首次參加該賽事的中國(guó)高校團(tuán)隊(duì)！祝賀這支拼勁十足的隊(duì)伍！

賽事簡(jiǎn)介

2024年度世界大學(xué)生全自主無(wú)人機(jī)飛行挑戰(zhàn)賽在英國(guó)林肯郡隆重舉行。該比賽是由英國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)舉辦的，來(lái)自世界各地的大學(xué)本科生及研究生團(tuán)隊(duì)參加。他們將完整地設(shè)計(jì)、研發(fā)、加工、制造、商業(yè)推廣一架最大起飛重量為10公斤的無(wú)人駕駛飛行器，以模擬實(shí)際的無(wú)人機(jī)人道主義救援任務(wù)。飛機(jī)需要自動(dòng)運(yùn)行，執(zhí)行一系列任務(wù)，例如區(qū)域搜索、精準(zhǔn)物資投放以及通過(guò)指定路線返回基地。

本屆賽事共有來(lái)自十個(gè)國(guó)家的38支隊(duì)伍，參賽的大學(xué)有帝國(guó)理工學(xué)院、倫敦大學(xué)學(xué)院、克蘭菲爾德大學(xué)、巴斯大學(xué)、阿卜杜勒阿齊茲國(guó)王大學(xué)、法赫德國(guó)王石油與礦業(yè)大學(xué)、孟買(mǎi)印度理工學(xué)院、西班牙瓦倫西亞理工大學(xué)、意大利圣安娜高等研究學(xué)院、荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)、西班牙胡安卡洛斯國(guó)王大學(xué)、葡萄牙阿威羅大學(xué)等。

賽場(chǎng)直擊

比賽歷時(shí)9個(gè)月，需要團(tuán)隊(duì)完成概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、飛行仿真、安全測(cè)試、生產(chǎn)定型、制造試飛、商業(yè)推廣等完整內(nèi)容，旨在引導(dǎo)學(xué)生遵循工業(yè)認(rèn)可的工程開(kāi)發(fā)生命周期（設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、審查和演示），以滿足苛刻的任務(wù)要求，為學(xué)生提供發(fā)展和展示團(tuán)隊(duì)合作、項(xiàng)目管理、制造、領(lǐng)導(dǎo)能力、商業(yè)能力以及技術(shù)能力的機(jī)會(huì)。

比賽要求無(wú)人機(jī)在10mx10m的區(qū)域內(nèi)自主起飛，并在10mx20m的區(qū)域內(nèi)自主降落，能自主導(dǎo)航通過(guò)指定的GPS坐標(biāo)點(diǎn)，在起飛重量不超過(guò)10kg的情況下攜帶并投放重量越大的援助包裹。任務(wù)包括展示無(wú)人機(jī)的快速部署能力，從至少50英尺的高度自動(dòng)投放援助包裹，展示無(wú)人機(jī)的飛行續(xù)航能力，以及在指定區(qū)域內(nèi)精準(zhǔn)降落。無(wú)人機(jī)需配備飛行終止系統(tǒng)（FTS），確保緊急情況下安全著陸，并通過(guò)地面控制站實(shí)時(shí)顯示和記錄無(wú)人機(jī)的位置、高度、速度等數(shù)據(jù)。

北航航模隊(duì)同學(xué)通過(guò)集中攻關(guān)，采用科學(xué)的設(shè)計(jì)和切合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)方法合力完成無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、試飛等工作。在概念設(shè)計(jì)階段，使用約束分析并自主搭建更符合小型無(wú)人機(jī)實(shí)際情況的起飛數(shù)學(xué)模型和能量控制模型來(lái)更詳細(xì)地確認(rèn)飛行器關(guān)鍵參數(shù)。

在詳細(xì)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，使用多島遺傳算法構(gòu)建翼型優(yōu)化腳本進(jìn)行翼型優(yōu)化以減少負(fù)俯仰力矩系數(shù)，增加翼型厚度和前緣半徑，推遲失速現(xiàn)象。除此之外，為了追求更好的起降性能，設(shè)計(jì)開(kāi)縫襟翼，對(duì)襟翼轉(zhuǎn)軸位置、流道等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，通過(guò)流動(dòng)可視化觀察氣流分離點(diǎn)和湍流現(xiàn)象，改進(jìn)剖分面形狀和偏轉(zhuǎn)位置及角度，從而顯著提升最大升力系數(shù)。

他們還在現(xiàn)有的條件下，計(jì)算、設(shè)計(jì)、進(jìn)行了機(jī)翼彎矩、扭矩靜力實(shí)驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)架強(qiáng)度測(cè)試，機(jī)身扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，投放系統(tǒng)測(cè)試，起落架落振實(shí)驗(yàn)等，以保證飛機(jī)的結(jié)構(gòu)可靠且安全。

與此同時(shí)，北航航模隊(duì)隊(duì)員進(jìn)行了XPlane的模型搭建，并將他們以PX4固件為基礎(chǔ)的飛行控制系統(tǒng)加載至XPlane中，進(jìn)行飛行仿真，以測(cè)試飛行控制系統(tǒng)的可靠性及安全性。

隊(duì)員們還在教練的幫助下，進(jìn)行了大量的外場(chǎng)飛行實(shí)驗(yàn)，以確保無(wú)人機(jī)的可靠性、程序的正確性、硬件的準(zhǔn)確性。過(guò)程中也遇到了飛行器部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、硬件精度不足等一系列問(wèn)題。隊(duì)員們不斷地往返于學(xué)校和各個(gè)飛行場(chǎng)地之間，只為了追求更短的起飛距離、更精準(zhǔn)的降落地點(diǎn)、更可靠的全套無(wú)人自主系統(tǒng)。

除此之外，北航航模隊(duì)隊(duì)員還致力于利用他們的成果和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行航空科普宣傳、低空經(jīng)濟(jì)推廣等活動(dòng)，以更好地將他們的無(wú)人機(jī)展示給外界，并形成一套符合我國(guó)國(guó)情的商業(yè)推廣方案。

在賽場(chǎng)上，他們有條不紊的進(jìn)行飛行器安全檢查、裝配演示、商業(yè)展示、飛行演示等一系列比賽內(nèi)容，在較高的海拔以及大風(fēng)的影響下，依然以絕對(duì)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)在賽場(chǎng)上取得優(yōu)異的表現(xiàn)。在北航航模隊(duì)隊(duì)員不懈的努力和過(guò)硬的專業(yè)知識(shí)的支撐下，經(jīng)歷百余架次試飛與調(diào)整、改進(jìn)，北航航模隊(duì)最終榮摘桂冠，在獎(jiǎng)杯上寫(xiě)下北航人的名字，向世界展現(xiàn)中國(guó)青年風(fēng)采。

收獲滿滿

此次赴英參賽，航模隊(duì)隊(duì)員們都收獲滿滿，不僅通過(guò)比賽夯實(shí)了理論基礎(chǔ)，還提高了國(guó)際交流能力。航模隊(duì)第一次參賽就取得了傲人的成績(jī)，展現(xiàn)出了北航人蓬勃向上的精神面貌，同時(shí)也讓國(guó)外專家學(xué)者對(duì)中國(guó)學(xué)生刮目相看。

參加國(guó)際賽事不僅要求隊(duì)員們具備過(guò)硬的專業(yè)知識(shí)，還要具備良好外語(yǔ)表達(dá)能力、組織能力以及溝通能力。航模隊(duì)在參加比賽的同時(shí)，也積極與國(guó)外高校和專家交流，加深了與外國(guó)友人之間的聯(lián)系，收獲了很多寶貴的建議。未來(lái)北航航模隊(duì)將繼續(xù)踔厲奮發(fā)，譜寫(xiě)屬于北航人的新輝煌。

于我而言，這是第一次站上國(guó)際賽場(chǎng)，代表中國(guó)、代表學(xué)校，每每想起來(lái)都是興奮自豪且緊張的，但當(dāng)真正步入賽場(chǎng)，一切的躊躇和不確定在最后都化為了自信。從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證，從制造到試飛，從預(yù)算要求到環(huán)境保護(hù)，我接觸到了很多新東西，在這一過(guò)程中鍛煉了我的學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，在一次次受挫中鍛煉了抗壓和解決問(wèn)題的能力。這次比賽令我收獲頗豐，非常感謝教練、老師和幫助我們的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐，祝航模隊(duì)在未來(lái)取得更好成績(jī)！

——北航航模隊(duì)員武薈怡

不論是對(duì)于每一位參賽隊(duì)員，還是整個(gè)隊(duì)伍來(lái)說(shuō)，這次比賽都是一次充滿收獲的難忘經(jīng)歷。比賽對(duì)飛機(jī)的全自主飛行、商業(yè)性和節(jié)能環(huán)保等要求，都是我們未曾遇到過(guò)的挑戰(zhàn)。我們?cè)跓o(wú)數(shù)個(gè)日夜里制造、調(diào)試和練習(xí)，將失敗當(dāng)作迭代進(jìn)步的機(jī)會(huì)，最終換來(lái)了我們的飛機(jī)在賽場(chǎng)上一飛沖天。通過(guò)交流學(xué)習(xí)，我們看到了世界無(wú)人機(jī)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展，了解了不一樣的工藝和設(shè)計(jì)思路，也結(jié)識(shí)了不同國(guó)籍、不同語(yǔ)言但同樣熱愛(ài)航空、熱愛(ài)飛行的朋友們。同時(shí)，我們也向世界展現(xiàn)了北航人的風(fēng)采，展現(xiàn)了中國(guó)青年的創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)與開(kāi)放、包容。

——北航航模隊(duì)員張宇皓

作為北航航模隊(duì)在隊(duì)五年的老隊(duì)員，這是我第一次來(lái)到海外參加國(guó)際比賽。此次比賽尤為強(qiáng)調(diào)飛機(jī)的自主化控制，其背后主要難點(diǎn)在于飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化制造與通用的控制程序，如何設(shè)計(jì)工藝和流程。國(guó)際比賽帶來(lái)了很多挑戰(zhàn)，也伴隨著難得的機(jī)遇，我們認(rèn)識(shí)了更多國(guó)際友人，并邀請(qǐng)他們來(lái)到中國(guó)來(lái)到北航，參加我們的CUADC國(guó)賽。2024年，既是北航航模隊(duì)正式建隊(duì)參賽的20周年，也是UAS英賽舉辦10周年，摘得桂冠何其榮幸，感謝老師的指導(dǎo)，感謝每一名隊(duì)員的努力！

——北航航模隊(duì)隊(duì)員崔慕添

北航航模隊(duì)成立于1952年是一支**國(guó)際一流的高水平大學(xué)生航空模型活動(dòng)團(tuán)體****，歸屬于北京航空航天大學(xué)高水平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)****，**航空科學(xué)與工程學(xué)院具體承擔(dān)北航航模隊(duì)的日常管理、技術(shù)指導(dǎo)和隊(duì)伍建設(shè)等工作。

以航模為眼，探飛行器設(shè)計(jì)之本**，經(jīng)過(guò)七十余年的發(fā)展北航航模隊(duì)逐步形成了完善的選拔培養(yǎng)、競(jìng)賽籌備和學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化機(jī)制始終堅(jiān)持實(shí)踐育人成為學(xué)校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要平臺(tái)之一，逐步實(shí)現(xiàn)由航空模型運(yùn)動(dòng)向航空人才培養(yǎng)與航空創(chuàng)新技術(shù)探索方向的自我改革與提升**成為全國(guó)乃至世界范圍內(nèi)具有影響力的學(xué)生航空科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

大量北航學(xué)子以航模隊(duì)為起點(diǎn)在全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽“創(chuàng)青春”大賽等多個(gè)比賽中取得優(yōu)異成績(jī)，在國(guó)內(nèi)外賽場(chǎng)上**多次打破世界記錄贏得全國(guó)及世界冠軍****，并承擔(dān)起國(guó)家重大研制任務(wù)。初心不改，熱血難涼，北航航模隊(duì)奮力建設(shè)一支國(guó)內(nèi)卓越、國(guó)際領(lǐng)先的學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)****。以航模為起點(diǎn)，讓科技創(chuàng)新成為點(diǎn)燃?jí)粝氲囊?/strong>以夢(mèng)為馬****、不負(fù)韶華、勵(lì)精圖治、任重道遠(yuǎn)，**北航青年將繼續(xù)以蓬勃的姿態(tài)書(shū)寫(xiě)嶄新的青春華章！

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