北航學(xué)子創(chuàng)下無人機(jī)最長續(xù)航時間紀(jì)錄，平均年齡十九歲
創(chuàng)世界紀(jì)錄的“本科生團(tuán)隊(duì)”
30小時6分42秒!又一項(xiàng)新的世界紀(jì)錄誕生。
近日，由北京航空航天大學(xué)自行研發(fā)、生產(chǎn)、制造的無人機(jī)——“馮如三號”，創(chuàng)下了25公斤至100公斤級油動無人機(jī)續(xù)航時間的世界紀(jì)錄。來自國際航聯(lián)的觀察員現(xiàn)場確認(rèn)了飛行時間以及飛行活動的有效，隨后，國際航聯(lián)就此紀(jì)錄在其官網(wǎng)上發(fā)布了正式聲明。
受限于發(fā)動機(jī)效率、整機(jī)重量等因素，在同等重量等級和動力類型的無人機(jī)中，要進(jìn)行長航時續(xù)航，尤其要超過30個小時，技術(shù)難度很大。在“馮如三號”之前，國際上尚無團(tuán)隊(duì)正式挑戰(zhàn)。
而創(chuàng)造這一紀(jì)錄的，則是一群平均年齡只有19歲的北航學(xué)子。“同級別、同動力的無人機(jī)能飛20小時就很厲害了，你們是一二年級的本科生，怎么可能做到?”在選擇這一項(xiàng)目方向的時候，團(tuán)隊(duì)也面臨著一些質(zhì)疑聲。
硬核團(tuán)隊(duì)，一群本科生想“上天”
“準(zhǔn)備降落”“收到收到”，隨著對講機(jī)傳來的預(yù)示成功的口令，一架姿態(tài)優(yōu)美的無人機(jī)平穩(wěn)降落，負(fù)責(zé)操作降落的北京航空航天大學(xué)馮如學(xué)院2018級學(xué)生周岳和吳雨恬，長長地舒了一口氣，緊緊地抱在了一起。
北京時間10月2日8時6分24秒，“馮如三號”從國家體育總局安陽航空運(yùn)動學(xué)校自主起飛，在航校上空300米高度盤旋飛行。飛行期間不允許加油，在既定的油量上，翱翔藍(lán)天的“馮如三號”，在白天與黑夜中畫出絢爛航跡。
“這一飛行世界紀(jì)錄，既為慶祝中華人民共和國成立70周年獻(xiàn)禮，也為致敬中國航空暨馮如首飛110周年。”馮如書院專職輔導(dǎo)員郭偉豐介紹說。
從決定要做一架飛機(jī)，到書寫一項(xiàng)嶄新的世界紀(jì)錄，前后只用了不到一年時間。看著眼前這一張張稚嫩的臉，很難想象他們身上蘊(yùn)含著這么大的能量。“硬核”團(tuán)隊(duì)是如何煉成的?這還要從學(xué)校的科技創(chuàng)新訓(xùn)練營說起。
2018年10月，馮如書院成立了第一期科技創(chuàng)新訓(xùn)練營。而挑戰(zhàn)25公斤至100公斤級固定翼油動無人機(jī)續(xù)航時間的世界紀(jì)錄，就是馮如書院首期科技創(chuàng)新訓(xùn)練營的終極目標(biāo)。通過簡歷投遞、筆試和集中面試三個環(huán)節(jié)，訓(xùn)練營招募了33名來自馮如書院、北京學(xué)院的本科一二年級學(xué)生。
為什么選擇去創(chuàng)造一個世界紀(jì)錄作為科創(chuàng)營的目標(biāo)?指導(dǎo)教師、北航飛行器設(shè)計專業(yè)講師王耀坤說，這并非頭腦一熱，而是經(jīng)過深思熟慮的。“一方面，我們想帶領(lǐng)學(xué)生做有挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性的東西;另一方面，學(xué)校的科研團(tuán)隊(duì)有相關(guān)技術(shù)儲備，我們在科研領(lǐng)域的優(yōu)勢可以支撐我們這一嘗試。”
“剛加入科訓(xùn)營時，我對無人機(jī)的了解很有限，只知道我們要創(chuàng)造一個世界紀(jì)錄。”科訓(xùn)營隊(duì)長、馮如書院2017級學(xué)生張益銓說。由于學(xué)段較低，和張益銓一樣，很多訓(xùn)練營成員的專業(yè)知識和工程實(shí)踐能力都很匱乏。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，從技術(shù)“小白”到專家
這支“零基礎(chǔ)”的團(tuán)隊(duì)集合完畢后，在不影響學(xué)業(yè)的情況下，每到周六，學(xué)生們就在王耀坤等老師的指導(dǎo)下進(jìn)行理論學(xué)習(xí)。大到無人機(jī)系統(tǒng)的具體組成，小到各種具體的技術(shù)、各式電池的使用，都是學(xué)習(xí)的內(nèi)容。同時，他們還去機(jī)場觀摩、學(xué)習(xí)無人機(jī)的自動駕駛，并到某研究所觀摩C919大飛機(jī)的靜力試驗(yàn)等。
“這些理論知識和實(shí)地學(xué)習(xí)，讓我們對飛機(jī)有了更系統(tǒng)的了解，也為后期的工作打下了更堅實(shí)的基礎(chǔ)。”北京學(xué)院2018級學(xué)生周頤諾說。
在半年的課程學(xué)習(xí)和訓(xùn)練后，今年暑期，科訓(xùn)營來到了馮如書院科技創(chuàng)新實(shí)踐基地——河南鄭州某航空器材制造有限公司，開始親手打造“馮如三號”。
一開始，沒有任何工程經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生們，面對五花八門的工具、各種型號的螺栓螺母，感到又新奇又手足無措。“如何選用工具，怎樣裝配和更換部件，如何用鉆頭打孔，我們在工廠老師傅的帶領(lǐng)下，一點(diǎn)一點(diǎn)學(xué)習(xí)基本功。”張益銓說。
飛機(jī)是一個要求高度集成性的工業(yè)產(chǎn)品，為了滿足對飛機(jī)性能的要求，從總體設(shè)計到各細(xì)節(jié)的研究都需要技術(shù)創(chuàng)新和反復(fù)試驗(yàn)。在校內(nèi)外老師的帶領(lǐng)下，大家認(rèn)真對待每一個螺釘、每0.1伏電壓。
“從理論圖紙到無人機(jī)的生產(chǎn)成型，技術(shù)專家們帶領(lǐng)我們學(xué)習(xí)光固化3D打印機(jī)體零件等新技術(shù)，指導(dǎo)完成和改進(jìn)飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)。我們不僅懂得了從全局把握無人機(jī)的設(shè)計研發(fā)制作，還學(xué)會了對一根線、一個孔等細(xì)節(jié)的把握。”北京學(xué)院2017級學(xué)生付寧說，雖然常常累到精疲力竭，但一切都很值得。
學(xué)生們也在不斷摸索，克服困難，從最開始的“小白”成長為各細(xì)分領(lǐng)域的專家。“由于油箱構(gòu)造的特殊性，我所在的油路組第一次給飛機(jī)加油，用了整整4個小時，后來我們試驗(yàn)了大量的方法，在校內(nèi)外老師的聯(lián)合指導(dǎo)下，熬夜研究方案，把時長縮短到了一個小時之內(nèi)。”馮如書院2018級學(xué)生陳旭航憶及此事，成就感滿滿。
“‘馮如三號’是產(chǎn)學(xué)研三方無縫銜接的成果，這培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力、科技創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在科技創(chuàng)新中深化對專業(yè)理論知識的理解。”馮如書院院長楊超教授說。
創(chuàng)新人才培養(yǎng)，助力“空天報國”
在剛加入科訓(xùn)營時，這群本科生并沒有具體的專業(yè)，他們同屬于覆蓋一、二年級大類本科生，強(qiáng)化通識教育的“北航學(xué)院”。
2017年，北航開始實(shí)行跨學(xué)院實(shí)體招生，正式成立北航學(xué)院，將70個本科招生專業(yè)按照學(xué)科門類歸并為四大類招生專業(yè)，進(jìn)行寬口徑、大平臺的專業(yè)設(shè)置與培養(yǎng)。北航學(xué)院實(shí)行書院制管理，下設(shè)士諤、馮如、士嘉等六大書院。
“書院制下的大類培養(yǎng)重視學(xué)科交叉能力，給了我們更多發(fā)現(xiàn)自我和專業(yè)選擇的機(jī)會，學(xué)院推行的課程超市能夠滿足我對儀器科學(xué)等專業(yè)的興趣，馮如大講堂邀請的各領(lǐng)域大師級人物為我們拓展了視野，這些都對我們研制‘馮如三號’幫助很大。”馮如書院2018級學(xué)生馬浩林說。
科訓(xùn)營是對北航書院制培養(yǎng)模式的一次全新探索。“這一校企聯(lián)合的人才培養(yǎng)模式，充分有效地利用了企業(yè)的資源，學(xué)生們進(jìn)一步擴(kuò)展了知識，做到學(xué)以致用，也培養(yǎng)了他們的科技創(chuàng)新素質(zhì)和能力。”郭偉豐說。
而通過科訓(xùn)營的創(chuàng)新實(shí)踐，又加深了學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識，進(jìn)一步助力學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)和科研方向選擇。“這次‘馮如三號’的制作讓我認(rèn)識到理論學(xué)習(xí)的重要性，我對飛行器設(shè)計有了總體把握，也理解了什么叫大型系統(tǒng)工程。”馮如書院2018級學(xué)生林招如說，這更堅定了他在后續(xù)選擇學(xué)院時，進(jìn)入航空學(xué)院的想法。
張益銓介紹，由于具備突出的長航時飛行能力，該無人機(jī)適于執(zhí)行長距離空中電力巡線、森林防火、島礁巡查等飛行任務(wù)，在測繪和通信等諸多方面具有潛在應(yīng)用價值。
陳旭航與“馮如三號”一起度過了自己的18歲生日。“對我而言，這是成年的禮物，‘馮如三號’的成功也是北航人‘空天報國’擔(dān)當(dāng)意識的體現(xiàn)。”陳旭航感嘆，“仰望星空的前提是腳踏實(shí)地，祖國騰飛，吾輩自強(qiáng)，北航學(xué)子應(yīng)延續(xù)光榮傳統(tǒng)，為祖國空天領(lǐng)域發(fā)展持續(xù)作出貢獻(xiàn)。”
“目前，學(xué)校正在推進(jìn)各類科研與教學(xué)實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放，將科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢，傳承紅色基因，培育創(chuàng)新基因，更好地培養(yǎng)社會主義建設(shè)者和接班人。”北航學(xué)院常務(wù)副院長曹慶華說。(于珍)
