清華大學(xué)代表隊(duì)獲歐洲大學(xué)生載重飛機(jī)挑戰(zhàn)賽亞軍
清華新聞網(wǎng)8月26日電 8月12日，在葡萄牙里斯本舉行的2013年歐洲大學(xué)生載重飛機(jī)挑戰(zhàn)賽中，由清華大學(xué)航天航空院學(xué)生航空創(chuàng)新實(shí)踐基地（AIR）學(xué)生組成的清華大學(xué)代表隊(duì)經(jīng)過3個(gè)比賽日的激烈角逐，最終斬獲亞軍，并在載重量和裝載速度兩個(gè)重要單項(xiàng)上拔得頭籌。
圖為參賽隊(duì)員們歡慶比賽勝利。
清華代表隊(duì)參賽隊(duì)員由航天航空學(xué)院的航02杜旭朕、航03高武煥、航02高宇馳、航01解青及精儀系精11的林家靖等5名本科生組成，航空系楊貴慈老師擔(dān)任教練，航天航空學(xué)院黨委副書記葛東云和航空系教授陳海昕擔(dān)任指導(dǎo)老師。本次參賽還得到了校教務(wù)處的大力支持。今年是清華大學(xué)繼2011年奪得季軍后第二次組隊(duì)參加此項(xiàng)賽事。
圖為隊(duì)員們?cè)谕鈭?chǎng)試飛。
本屆比賽在里斯本附近的OTA空軍基地舉行，由上屆冠軍貝拉地區(qū)大學(xué)（University of Beira Interior）承辦，共有來自德國、波蘭、西班牙、葡萄牙、希臘、巴西等12個(gè)國家的22支代表隊(duì)參加。和往屆比賽規(guī)則不同，此次的參賽飛機(jī)沒有規(guī)定飛機(jī)自重上限，但仍保留了電機(jī)電流、起飛距離的限制以及可拆卸裝箱的要求。此外，規(guī)則還進(jìn)一步壓縮了運(yùn)輸箱的尺寸，同時(shí)增大了飛行前機(jī)翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試的難度。
面對(duì)嚴(yán)苛的規(guī)則和強(qiáng)勁的對(duì)手，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，參賽隊(duì)員們進(jìn)行了近十個(gè)月的辛苦準(zhǔn)備，克服了各種困難，最終設(shè)計(jì)出了一架性能優(yōu)異的下單翼常規(guī)布局飛機(jī)，并在賽場(chǎng)上用自行設(shè)計(jì)的電磁鐵裝載工具創(chuàng)造出了十秒的最短裝載時(shí)間，同時(shí)還飛出了12.07kg的全場(chǎng)最大載重量。
圖為參賽隊(duì)員和指導(dǎo)老師合影。
在5個(gè)月的預(yù)研和設(shè)計(jì)工作期間，參賽選手分工明確，高效并行。其中，高武煥負(fù)責(zé)搭建動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，謝青對(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)性能進(jìn)行模擬計(jì)算，杜旭朕負(fù)責(zé)主持試驗(yàn)翼梁的制作，高宇馳和林家靖探索復(fù)合材料制作工藝并進(jìn)行了梁結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)和校核計(jì)算。在飛機(jī)制作、測(cè)試和改進(jìn)的近5個(gè)月里，大家通力協(xié)作，擠出一切假期時(shí)間集中制作了兩架試驗(yàn)機(jī)和一架比賽飛機(jī)。同時(shí)大家還要克服北京禁飛的不利條件，驅(qū)車遠(yuǎn)赴郊區(qū)尋找試飛場(chǎng)地，最終累計(jì)進(jìn)行了7天近20個(gè)起降的試飛，為之后的飛行比賽積累了經(jīng)驗(yàn)。
回顧整個(gè)準(zhǔn)備過程，隊(duì)員們表示最大困難在于翼梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的保證。根據(jù)這次的設(shè)計(jì)目標(biāo)，隊(duì)員們需要在5米翼展的機(jī)翼兩端支撐的情況下，在中點(diǎn)安全懸掛15公斤的重物。由于從未做過如此強(qiáng)度的機(jī)翼，為了設(shè)計(jì)合格的翼梁，參賽隊(duì)員聯(lián)系了航院材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，做了等效的三點(diǎn)彎實(shí)驗(yàn)，并嘗試用商業(yè)軟件做有限元分析，同時(shí)還做了一根5米的試驗(yàn)梁進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。由于機(jī)翼要求可拆卸，連接結(jié)構(gòu)也成為保證翼梁強(qiáng)度的關(guān)鍵，在數(shù)次試驗(yàn)對(duì)比后，隊(duì)員們選擇了類似于艦載機(jī)折疊翼的連接方式。經(jīng)過幾個(gè)月的努力，參賽隊(duì)員設(shè)計(jì)出了基本滿足要求的翼梁，但完成設(shè)計(jì)與真正實(shí)現(xiàn)之間還是有不少差距。在制作正式比賽飛機(jī)的過程中，機(jī)翼的強(qiáng)度問題仍然困擾著隊(duì)員。下雨后空氣潮濕致使木材變軟，粘接順序不當(dāng)導(dǎo)致某些部位上膠不足，木材表面被壓裂等原因都曾導(dǎo)致過結(jié)構(gòu)測(cè)試的失敗。經(jīng)過隊(duì)員們逐一改進(jìn)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)和制作工藝，終于，機(jī)翼在比賽現(xiàn)場(chǎng)安全通過了13kg的強(qiáng)度加載測(cè)試。
比賽中，第一天的技術(shù)答辯環(huán)節(jié)讓大家了解了各個(gè)大學(xué)所做的工作，各隊(duì)都顯示出了不俗的實(shí)力。其中，德國斯圖加特大學(xué)模型隊(duì)的飛機(jī)制作工藝精湛，飛機(jī)采用全復(fù)合材料制作，翼型保持好，強(qiáng)度高。北京航空航天大學(xué)派出的兩支參賽隊(duì)也同樣搶眼，兩款飛機(jī)設(shè)計(jì)新穎，裝卸方便。其余各隊(duì)的飛機(jī)也各有特色，幾乎均采用上單翼布局，翼展從3米到5.8米不等。
后面兩天三輪的飛行比賽既緊張刺激又歡樂不斷，在毒辣的陽光炙烤下，各隊(duì)不斷挑戰(zhàn)著自己飛機(jī)的極限和現(xiàn)場(chǎng)讓所有人都捉摸不透的風(fēng)向。每一架飛機(jī)無論是否安全著地，都會(huì)獲得全場(chǎng)雷鳴般的掌聲與歡呼。在第二輪比賽中，由于前起軸承出現(xiàn)問題，導(dǎo)致飛機(jī)起飛時(shí)超過了60米的滑跑距離限制，未能成功沖擊12.6公斤，而且在此過程中機(jī)翼也受到了輕微損傷。不過，這些問題在隊(duì)員們細(xì)致的地勤保障下都得到了迅速解決。下午再戰(zhàn)，飛機(jī)在楊貴慈教練精確的操控下，克服了強(qiáng)側(cè)風(fēng)起飛的不利環(huán)境，最終成功將12.07公斤的鐵塊帶上了藍(lán)天。
歐洲大學(xué)生載重飛機(jī)挑戰(zhàn)賽（Air Cargo Challenge，簡稱ACC）始辦于2003年，由葡萄牙航空航天協(xié)會(huì)發(fā)起，是歐洲各國大學(xué)間的一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的知名航空科技賽事。從2007年起，ACC升格為一項(xiàng)國際賽事，每兩年舉辦一屆。該比賽由飛機(jī)設(shè)計(jì)、報(bào)告和圖紙、技術(shù)答辯以及現(xiàn)場(chǎng)飛行三個(gè)環(huán)節(jié)組成，以三個(gè)環(huán)節(jié)的得分加權(quán)之和作為最后的排名標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)各隊(duì)在飛機(jī)設(shè)計(jì)、制作、飛行以及項(xiàng)目運(yùn)作、交流展示等方面能力的綜合考核。
供稿：航天航空學(xué)院 編輯：范 麗
