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致敬中国航空 北航95后创世界纪录

发布时间:2019/10/16 14:00

  “环亚集团ag88冯如三号”2号机试飞,科技创新训练营成员在观察无人机航迹。北京航空航天大学供图

  科技创新训练营成员在进行“冯如三号” 1号机的飞行前检查。北京航空航天大学供图

  “20米,10米,5米,1米…… ”10月3日14时06分左右,北京航空航天大学(以下简称“北航”)冯如书院大二学生吴雨恬紧盯着飞控器,当“冯如三号”无人机从身边的跑道滑过,揪着的心这才松开——在不间断飞行30小时6分42秒之后,“冯如三号”成功降落。欢呼声四起,在场人员纷纷奔向凯旋而归的无人机。

  这架无人机乍看其貌不扬:由高强复合材料制成的黑色机身较为短小,呈流线型,像潜水艇,有一双细长的“翅膀”,翼展长度约10米,后置螺旋桨,加满燃料后总重量为75.44公斤。但正是它,刚刚创造了25-100公斤级固定翼油动无人机续航时间的世界纪录,国际航空联合会(FAI)观察员在现场确认了飞行时间以及飞行活动的有效。随后,FAI就此纪录在其官网上发布了正式声明。

  而制作这一无人机的,是一支由30余位北航本科生组成的团队,平均年龄约19岁。他们通过一年的自主设计、研发、制作,成功让这架创新型无人机飞上天,又顺利落地,以此为新中国70华诞献礼,致敬中国航空暨冯如首飞110周年。

  “我们是要干大事的”

  冯如,是中国第一位飞机设计师、制造师和飞行家,被誉为“中国航空之父”。1909年9月21日,他驾驶着中国航空史上第一架飞机“冯如一号”首飞成功。

  2018年10月,在北航传承其名字和爱国创新精神的冯如书院成立了第一期科技创新训练营。通过笔试和面试,训练营招募了33位来自冯如书院、北京学院的本科一、二年级学生,目标就是打破25-100公斤级固定翼油动无人机续航时间的世界纪录。

  “这是对北航‘书院制’培养模式的一次全新探索。”冯如书院专职辅导员郭伟丰说,“如何解决通识教育‘广’和‘深’两难抉择?如何让学生在理论联系实际的过程中,加强工程思维锻炼和创新能力的培养?通过科技创新训练营,可以给大家提供深入钻研的机会,帮助大家探索兴趣。”

  “我们是要干大事的!”在该训练营成立时,指导教师、北航飞行器设计专业讲师王耀坤就强调。不过,确定挑战这一世界纪录的目标并非一时冲动,而是经过深思熟虑的,“一方面想带领学生做有挑战性、创新性的东西,另一方面学校实验室也有相关的技术基础。”王耀坤说。

  和大多数训练营成员类似,冯如书院大二学生刘涵“当时对破世界纪录并没有什么概念”,但是“好奇”“能够多学习些东西”“能够亲自造飞机”。实际上,很多训练营成员在刚加入时对无人机的了解都很有限。

  这一支几乎“零基础”的团队集合完毕后,在不影响学业的情况下,每到周末,就在指导教师的带领下学习无人机相关理论知识点,并进行一些相关的基础实践。他们需要在此基础上完成无人机的总体设计。

  “自己选择要做的事,就必须坚持下来”

  但要创造25-100公斤级固定翼油动无人机续航时间世界纪录,不仅要求无人机升阻比足够高,而且还需要大幅减轻结构重量、增加燃油比重,以保证长时间飞行的可靠性,这一技术攻关难度不低。

  在进行了为期半年的课程学习和训练后,今年7月,这支队伍在郑州市某无人机零件制造厂完成无人机的最终设计、安装、指标测试和试飞。时值酷暑,封闭的车间里没有安装空调,这群年轻人在里面一干就是五六个小时,半天下来,全身湿透。

  最难的不是外在的环境,而是刚到车间时连帮师傅拧螺丝都插不上手。“螺丝该选多长、多大的?拧紧了滑丝,拧松了结构不稳,全都得慢慢学。”训练营队长、北航冯如书院大三学生张益铨告诉中国青年报·记者,因实践经验缺乏,用错工具、装配失误、用力不当等问题不断。原本只需1个小时左右就可以完成的静力实验,他们第一次足足用了五六个小时,急得指导教师直跺脚。

  在一次静力实验中,已经装配好的机翼突然被施加的力折断,而此时“冯如三号”0号机试飞日期已迫在眉睫,一切调试需从头再来。“急也没什么用,就只能沉下心闷头干,还得更加小心谨慎,不然再返工就真的干不完了。”张益铨说。

  刚开始,这群年轻人不懂就问,干劲儿十足。“但当你用钻头打了几十个孔,拧了上百个螺丝,绕了一箱的线,听螺旋桨转了上万圈……总会倦怠。”张益铨自己也是如此,再加上大大小小的打击,半个多月过去了,训练营成员疲惫不堪,“这个时候就靠信念了。你要破世界纪录,做一件没人做过的事,怎么可能会不难?这是我们自己选择要做的事,就必须坚持下来。”

  磕磕绊绊的一个月过去了,“冯如三号”0号试验机首飞成功,给了训练营成员极大鼓舞。但每一次试飞都是对一个或多个技术问题的验证,根据这些试飞数据还需要进行不断的调试。后续1、2、3号机的制作装配任务仍然艰巨,尤其是最终用来挑战世界纪录的2、3号机,“不允许出任何差错”。

  “不是为了破纪录而破纪录”

  凌晨三四点钟,车间里经常传来发动机的轰鸣声,训练营成员需每隔10分钟在高速旋转的螺旋桨后方测转速,熬夜已是家常便饭,有时要连续工作20个小时以上,第二天,依然要打起精神继续工作,到了中午,“大家往空地上一躺,也顾不上地面‘硌’,眼睛一闭就睡着了”。新学期开学后,为了兼顾在校课程,不少训练营成员常常在北京和河南两地往返。

  今年9月底,经过反复安装调试、计算、试飞,“冯如三号”2、3号机最终打磨成型。但在试飞过程中,因时间、场地问题,最长只持续飞过9个多小时。究竟能不能成功创造30小时以上的世界纪录?很多人心里没底。

  10月2日8时6分24秒,“冯如三号”2、3号无人机先后从国家体育总局安阳航空运动学校自主起飞。“起飞前的心情最为紧张,一个传感器的失灵、一个紧固件的松动,甚至是油管内的一个小小的气泡,都有可能让挑战失败。”更让王耀坤担心的是,如果这架约80公斤重的无人机掉了下来,将是一个重大的损失。因此,训练营全体成员的心随着无人机飞行高度的起伏七上八下,直到它平稳降落。

  在北航冯如书院院长杨超看来,通过致敬航空前辈的创纪录飞行活动,加深青年学子对空天报国情怀的理解。同时通过产学研三方无缝衔接,着力培养学生工程实践能力、科技创新能力。在团队创新的过程中,学生也有效地锻炼了沟通和表达能力,深刻地感悟了团队合作精神。

  王耀坤向记者透露,还将继续组织训练营在“冯如三号”的基础上进行改进,以便适用于森林火灾的长时间监控、电线的“巡线”等不同的现实场景,“我们不是只为了破纪录而破纪录,我们要把这些研发出来的技术应用到现实中去,做些有用的东西”。

  中国青年报·记者 孙庆玲 来源:中国青年报