5月23日至27日，在第十四屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽終審決賽中，我校創(chuàng)新實驗團隊作品《新型可變布局農(nóng)用物流無人機》在省內(nèi)65所高校上報入圍的410件作品中脫穎而出，榮獲特等獎。其團隊成員有馮路啟、姬同蒙、李卓遠、何怡君、王藝龍、隆斯達、譚思奇、肖曉盼八人，馮路啟是該項目負責(zé)人，指導(dǎo)老師為王曉璐。
“可變布局利用變形機構(gòu)實現(xiàn)機翼的打開與合閉。無人機在起飛過程中，螺旋槳處于垂直方向、機翼處于三段翼狀態(tài)，可獲得較大升力，進而實現(xiàn)垂直起降或短距離起飛，到達適當位置時，螺旋槳傾轉(zhuǎn)至水平方向，變桿機構(gòu)使三段翼合并為單翼，提高了飛行速度。”
“挑戰(zhàn)杯”省賽答辯現(xiàn)場，王藝龍向評委老師陳述，“這是新型可變布局農(nóng)用物流無人機的創(chuàng)新點，這個設(shè)計讓無人機更適用于偏遠地區(qū)復(fù)雜的飛行環(huán)境?！?br> 指導(dǎo)老師王曉璐介紹，這架無人機不止是造型亮眼，它低成本、高效用，能服務(wù)于農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民，是架務(wù)實又靠譜的物流無人機，還可在多種運輸環(huán)境發(fā)揮運輸作用。
知農(nóng)憂農(nóng)創(chuàng)新為農(nóng)早在2018年，創(chuàng)新實驗團隊針對山區(qū)復(fù)雜地形的飛行技術(shù)和物流無人機的承載設(shè)計開展研究時，馮路啟就萌生了利用變桿機構(gòu)實現(xiàn)“可變布局”的想法。
今年團隊立項參賽之際，正值兩會期間，習(xí)近平總書記參加河南省代表團審議會議時指出，重農(nóng)固本是安民之基、治國之要。
那么“三農(nóng)”工作、脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興工作中會需要用到無人機技術(shù)嗎？團隊帶著這樣的疑問、查詢了大量相關(guān)資料，最終了解到：農(nóng)產(chǎn)品普遍保存周期短，省內(nèi)部分山區(qū)農(nóng)村在轉(zhuǎn)型發(fā)展中面臨著運輸困難、物流成本高的困境。
為適應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品保存時間短、需要及時響應(yīng)的物流運輸需求，團隊成員隆斯達率先從專業(yè)角度出發(fā)，提出做一架結(jié)構(gòu)輕、載重大、能大迎角飛行的無人機的技術(shù)構(gòu)想。
2017年，創(chuàng)新實驗團隊曾參加中國國際飛行器設(shè)計大賽，并憑借大縫道多段翼布局奪得冠軍，積累了不少經(jīng)驗。
確認可行性后，團隊成員將手上的物流無人機技術(shù)引入用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實踐中，以可靠的物流無人機技術(shù)框架為基礎(chǔ)，創(chuàng)造出適應(yīng)多變環(huán)境的“可變布局”，新型可變布局農(nóng)用物流無人機項目正式啟動。
采用三軸矢量傾轉(zhuǎn)旋翼的動力方式，利用“可變布局”，新型可變布局農(nóng)用物流無人機具備了在兩個飛行模式間相互轉(zhuǎn)變的創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢?！翱勺儾季质篃o人機兼具多翼飛機與單翼飛機的優(yōu)點，針對不同的起降距離、飛行速度有很強的適應(yīng)力?！蓖跛圐埲缡钦f。
在汗水和熱血的澆灌下，成員們在期限內(nèi)完成了新型可變布局農(nóng)用物流無人機的精細設(shè)計、復(fù)雜的工藝裝配流程等任務(wù)，使得最終成品的空中運輸效率得到提高、成本有所縮減，成功實現(xiàn)了全部的設(shè)計目標。
披荊斬棘熱愛為基然而，新型可變布局農(nóng)用物流無人機的設(shè)計并非一帆風(fēng)順，隊員們面臨著各種技術(shù)上的挑戰(zhàn)。“設(shè)計者的構(gòu)思、在CAD軟件上畫出來的圖，加工工藝、飛機裝配及飛控系統(tǒng)，是一個連串的環(huán)節(jié)，整個要打通。出現(xiàn)問題時，可能要返工，也可能要迭代?！蓖鯐澡凑f。
項目開展前期，低年級成員專業(yè)知識不足，協(xié)調(diào)不好，概念方面的錯誤時常出現(xiàn)。“效率上不去，項目進展就要出問題?！甭∷惯_說，“我們都十分熱愛飛行器，這份熱愛動力要求我們不能踟躕不前，一定要把遇到的坎都邁過去?！碧豳|(zhì)增效，成了團隊成員共同的心聲。
在王曉璐的耐心指導(dǎo)下，團隊內(nèi)構(gòu)建了集中討論的協(xié)調(diào)機制。通過與高年級骨干針對性地先行討論，再由高年級骨干幫、扶、帶低年級成員參與到具體的工作中的模式，團隊很快形成了高效的分工配合。
針對中期工藝上出現(xiàn)的問題，團隊建立了專用的QQ群共同探討。成員把所用到技術(shù)資料按參考價值歸檔、分類，在“群文件”里共享資料，溝通技術(shù)難點，在磨合之中循序解決了諸多疑難要點。
團隊在立項后從未停止細節(jié)修改，在進行數(shù)字模擬計算的同時，成員們頂著摔機的壓力和風(fēng)險,投入了大量的時間精力做飛行試驗。
在摔機、修復(fù)、再試飛的循環(huán)往復(fù)中，團隊最終突破了技術(shù)工藝上的舊瓶頸，作品也在制造裝配、線路設(shè)計變化、機身材料結(jié)構(gòu)等方面都得到了針對性的升級。
到正式申報省賽項目時，無人機已經(jīng)歷了四輪迭代。作品設(shè)計方案在機身形態(tài)、動力裝置個數(shù)和布局形式等方面都做出了數(shù)次改動，外在的機體布局雖與第一代無人機基本一致，但內(nèi)在的設(shè)計功效早已煥然一新，更能在復(fù)雜的山地完成各項運輸任務(wù)。
經(jīng)得起最挑剔的眼光，團隊做出了一架有優(yōu)點、特點、閃光點的飛行器設(shè)計作品。
征途未盡奮斗不止“在答辯環(huán)節(jié)，創(chuàng)新實驗室團隊采用圖文說明和視頻直觀展示的方法，對無人機的主要功能和技術(shù)指標進行了細致的闡述，使作品的優(yōu)點清晰地呈現(xiàn)出來。他們在現(xiàn)場的表現(xiàn)的非常出色，贏得了專家評委的認可。”校團委老師徐亞輝說，“他們的獲獎實至名歸，也是我校在挑戰(zhàn)杯比賽中的一次突破，對團隊成員而言，特等獎是對他們汗水和努力的回報”。
“賽事經(jīng)驗的積累讓團隊成員以新眼光更熟知了無人機項目。我們在參賽路上，解決了技術(shù)工藝、飛控操作中的細節(jié)難題，現(xiàn)在更有信心面對國賽?！被貞浧饏①惖臍v程，馮路啟表示，對團隊而言，參加“挑戰(zhàn)杯”是對眼界的開拓和技術(shù)的磨礪。
過硬實力、充足的準備，師生協(xié)力共進，使得他們在答辯環(huán)節(jié)扶搖直前，闖關(guān)成功。然而，省賽特等獎的桂冠，只是征途上的里程碑，仍尚未抵達終點。
王曉璐反復(fù)提醒團隊成員，要保持著謙虛的心，常思考作品的不足，虛心學(xué)習(xí)、補足短板，以更高的標準要求作品和自我。馮路啟坦言：闖入國賽圈，就意味著要和行業(yè)內(nèi)最頂尖的一批人競賽。
“我們設(shè)計的無人機可以脫離了固定機場，受地形的局限比較小，在山區(qū)有著優(yōu)于汽車和人力的優(yōu)勢?！瘪T路啟說，“以高價值農(nóng)作物為目標，兼顧垂直起降作賣點，物流無人機有著不小的潛在市場和較好的實用前景。但團隊目前最需要做的是沉下心磨礪技術(shù)，爭取實現(xiàn)再次迭代。”
面對即將到來的國賽，團隊沒有絲毫松懈。在物流無人機布局形式基本成熟，可行性得到了充分的論證的條件下，優(yōu)化貨倉布置、美化外觀設(shè)計、拓展應(yīng)用面以及做出更好的試飛展示效果，都是團隊目前努力改進的方向。
關(guān)注三農(nóng)，將無人機技術(shù)轉(zhuǎn)化為農(nóng)用物流產(chǎn)品，用科技創(chuàng)新造福農(nóng)民。創(chuàng)新實驗室團隊的故事還在繼續(xù)，馮路啟說“對無人機技術(shù)的專研”和“實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化的初心”是他們團隊的雙翼，他們要用這雙翅膀，在科創(chuàng)天空中翱翔，畫出最美的軌跡。
