(原標題:東北大學學子研發無人機起飛與著陸裝置)
目前無人機產業在全世界蓬勃發展,尤其是在軍事應用領域的廣泛應用,使人們對無人機的高生存率、高機動性、高可靠性、高效費比提出了較高的要求。然而無人機的收發環節仍存在不少缺點,成為制約無人機產業發展的瓶頸。東北大學學生杜聰聰等人研發的無人機起飛與著落裝置的測試系統,通過系列創新,實現了對固定翼無人機回收和發射的一體化過程,為解決我國無人機收發問題提出了一種有效的途徑。
目前,無人機的發射有手拋、機載投放、車載發射、彈射、火箭助推等多種方式。但是,已有的回收和發射裝置都是分離的,而且多為人工干預、自動化程度低,存在回收和發射成功率低、體形龐大、對環境的適應性差、不便于運輸等缺點。
針對目前無人機回收、拋射裝置的特點和局限性,東北大學機械工程與自動化學院的機械工程專業的杜聰聰同學,帶領應用物理專業的李武軍和機械工程專業的陳朝浪一起著手設計研發無人機飛行器起飛與著落裝置。
2015年3月,三人團隊在確定研究主題之后,便開始了認真而細致的資料檢索工作,深入了解了項目所在領域在國內外發展情況。
在無人機的回收方面,杜聰聰從人手接球的仿生學角度獲得靈感,希望通過對無人機回收主動和被動緩沖相結合的方式,來達到對無人機損傷最小的目的。有了想法,團隊立即開始建模計算,討論原理。團隊首先運用CAXA軟件設計出二維草圖,再對裝置進行詳細設計,運用SolidWorks軟件構建三維模型,選擇合適的動力裝置。對控制部分開始選擇需要的傳感器、電機伺服系統,經過不斷的討論對比,團隊決定采用STM32作為主控芯片。
經過不懈的努力,團隊終于研發出固定翼無人機回收與彈射一體化系統。該系統具有良好的實用性和創新性。裝置機構簡單,運輸方便,地貌影響小,工作能耗小,成本低廉,對象損傷小。裝置采取柔性緩沖,降低了無人機的損傷;對無人機回收同時采取主動和被動緩沖,提高吸能的效果。
東北大學研發的裝置,機構集約靈巧,能夠對固定翼無人機回收發射過程實現無人化、一體化,成為小型固定翼無人機作戰補給云臺,有效地解決了無人機在偏遠地區續航能力低的問題,并以較低的成本,擴大了短續航能力無人機執行任務的范圍,從根本上實現了無人機值守環境惡劣島礁和高山的目標。
自研發以來,該項目已獲得授權國家專利一項。團隊發表國家級期刊論文共2 篇。在“第三屆中航工業杯—國際無人飛行器創新大獎賽”上,固定翼無人機回收與彈射一體化系統,獲得了第九名的好成績,并榮獲創意新星獎。