讓五星紅旗再次高高飄揚

當?shù)貢r間6月4日，2017年英國國際大學(xué)生載重飛行器設(shè)計挑戰(zhàn)賽（British Model Flying Association University and Schools Payload Challenges）在諾丁漢落下帷幕。時隔3年，河北科技大學(xué)（以下簡稱“河北科大”）航模隊再次代表中國出征英格蘭，獲得限時載球項目冠軍、限重載水項目亞軍的優(yōu)異成績。

英國國際大學(xué)生載重飛行器設(shè)計挑戰(zhàn)賽由英國航模飛行協(xié)會（BMFA）、英國皇家航空協(xié)會（BAS）和英國BAE系統(tǒng)公司主辦，迄今已有24年的歷史。第二次組隊參加大賽，河北科大航模隊不僅成功衛(wèi)冕限時載球項目冠軍，還以總載運320個網(wǎng)球的成績刷新了大賽紀錄。

緊張備戰(zhàn)

這次河北科大航模隊的參賽，其間波折頗多。自2016年10月起，航模協(xié)會隊員一直在為次年4月中下旬在美國舉辦的AIAA DBF比賽做準備。不料到了2017年4月初，參賽隊員因赴美簽證遲遲未獲批準，無法成行。得知無法赴美參賽，已準備數(shù)月的隊員們心情都很沮喪。正當此時，峰回路轉(zhuǎn)，隊里收到了來自英國航模協(xié)會賽事組委會的邀請函。帶隊老師當即拍板，轉(zhuǎn)戰(zhàn)2017年英國國際大學(xué)生載重飛行器設(shè)計挑戰(zhàn)賽。

做出參加英國比賽的決定時，僅剩一個半月的準備時間。雖然已有參賽經(jīng)驗，但想到要在這么短的時間里完成參賽方案制定、模型飛機整體設(shè)計、關(guān)鍵參數(shù)確定、設(shè)計報告撰寫……大家頓覺壓力山大。

關(guān)鍵時刻，正在忙畢設(shè)的大四老隊員李人澍、劉坤挺身而出，主動擔起了項目負責人的重任。時間少，還能靠加班加點彌補；任務(wù)重，才最磨練人。為了保證團隊高效運作，協(xié)會再次選拔確定了由10名隊員組成的參賽陣容：材料學(xué)院的李人澍、陶澤川，理學(xué)院的劉坤、李春艷，信息學(xué)院的劉赫、祁澤鑫，電氣學(xué)院的耿琪琛、申烽余，機械學(xué)院的邊昊、張克猛。教練由楊澤夏擔任，他曾帶領(lǐng)河北科大航模隊在2014年的英國BMFA比賽中取得優(yōu)異成績，還在英國西英格蘭大學(xué)航空航天系留學(xué)一年，有豐富的比賽經(jīng)驗和扎實的理論功底。

與上次專攻限時載球項目不同，這次河北科大航模隊報名參加了限時載球和限重載水兩個項目。每個項目的總分均由設(shè)計圖紙分、設(shè)計報告分、演示答辯分、飛行任務(wù)分等組成。其中限時載球項目的圖紙與報告滿分都是25分、答辯滿分30分、飛行任務(wù)滿分100分；限重載水項目的圖紙與報告合成1項，滿分50分，答辯滿分30分、飛行任務(wù)滿分100分，另外一個計分項是模型載重量與空機重量的比值，越大分數(shù)越高。

研讀規(guī)則不難發(fā)現(xiàn)，限時載球項目的設(shè)計重點是模型飛機能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成多次大載重運輸任務(wù)，限重載水項目則偏重于在提高載重量和減小模型空機重量間尋求最佳平衡點。

總體設(shè)計

由于前期為美國比賽做了大量的預(yù)研，因此模型飛機的總體設(shè)計工作進行得非常順利。在對各種構(gòu)型的驗證機進行設(shè)計、制作和試飛后，大家果斷地選擇了常規(guī)布局方案。

為了便于裝箱運輸，限時載球項目模型飛機的機身被設(shè)計成可拼接的兩段。由碳板和碳管搭建而成的全碳纖維桁架，在滿足結(jié)構(gòu)強度和剛度的前提下，有效減輕了整機重量。載運艙上獨特的磁吸式艙蓋，不僅取代了復(fù)雜的機械開艙機構(gòu)，還能保證載運物——網(wǎng)球快速出艙。

為了降低模型飛機的飛行阻力，同時增大載球空間利用率，機身被設(shè)計成類水滴形，最多可載65個網(wǎng)球。為制作曲面整流罩，借助了先進的3D打印設(shè)備，成功加工出強度高、重量輕且表面空氣阻力系數(shù)低的薄殼結(jié)構(gòu)。參加限時載球項目的模型機體采用了PMI航天材料以及碳纖維、凱夫拉等復(fù)合材料，包括一些結(jié)構(gòu)連接件和起落架等受力部件也用到了這些材料。

電動動力系統(tǒng)是總體設(shè)計中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在吸取往年比賽經(jīng)驗、結(jié)合實際風(fēng)洞測試效果的基礎(chǔ)上，一套帶有減速裝置的電動動力系統(tǒng)脫穎而出。這套系統(tǒng)大大提高了螺旋槳的力效，能幫助模型飛機在8分鐘內(nèi)用指定型號的電機、電池完整地飛6個起落。

與限時載球項目的總體設(shè)計方案類似，限重載水模型飛機的電動動力也選用了優(yōu)化后的減速系統(tǒng)。其空載重量為780克，可完成規(guī)定的空載飛行、2千克載重飛行和極限4千克載重飛行。

出征英倫

北京時間5月30日下午，在加油和鼓勵聲中，河北科大航模隊10名隊員帶著精心制作的模型，懷揣著夢想踏上了征途。同行的有校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心副主任樊金玲、電氣學(xué)院科創(chuàng)中心主任劉東輝和航?？萍贾笇?dǎo)老師楊澤夏。

當?shù)貢r間5月31日晚，一行人抵達倫敦，并立刻驅(qū)車來到離賽場最近的城市——諾丁漢。稍作休息后全隊開了第一次小會，安排了未來幾天的工作。

6月1日一早，大家顧不上倒時差，著手細心檢查模型。因為所有模型都是拆成零部件后裝箱運輸?shù)模噪y免受飛行顛簸而損壞。隊員們齊心協(xié)力，先組裝調(diào)試出4架模型。但由于組委會還在清理場地，因此各隊均無法提前獲知賽場的具體情況，更不能在場地做適應(yīng)性訓(xùn)練。后來咨詢當?shù)鼐用?，得知附近有可供模型試飛的滑翔傘基地。于是隊員們通過衛(wèi)星地圖查找到了這個試飛場地的位置。

6月2日中午，在完成所有檢查和準備工作后，全隊驅(qū)車前往位于諾丁漢郊區(qū)的滑翔傘基地。進入場地后，大家嚴格遵照賽事流程模擬了兩個項目的比賽過程，并順利完成了模型的調(diào)試。

賽前的最后一天，天上飄起了雨，無法去外場試飛。隊員們就加班加點對模型做最后的檢查。負責答辯環(huán)節(jié)的兩位同學(xué)也進行了反復(fù)練習(xí)，斟酌回答的用詞，并對答辯中可能被提到的疑難問題做了相應(yīng)的預(yù)案。

6月3日下午，主辦方通知賽場可以開放，隊員們隨即帶著兩架模型驅(qū)車前往。而到了比賽場地，大家卻慌了神，原來飛行跑道并不是想象中的硬化路面，而是剛剛修剪好的草坪。由于上午雨勢較大，因此整塊草坪坑坑洼洼，大載重情況下模型根本無法起飛。為了應(yīng)對這個突發(fā)狀況，試飛后大家立刻前往距賽場約48千米的航模店，購買了大直徑的寬機輪。當晚，隊員們又熬夜完成了大機輪的更換以及起落架的加強。endprint

挑戰(zhàn)自我

當?shù)貢r間6月4號清晨，2017年英國國際大學(xué)生載重飛行器設(shè)計挑戰(zhàn)賽在英國航空模型協(xié)會官方場地開賽。比賽分為三個部分：設(shè)計報告和圖紙評分、現(xiàn)場演示答辯以及飛行任務(wù)。第一個比賽日要完成模型審核、現(xiàn)場演示答辯和限時載球項目的前兩輪飛行，項目多、任務(wù)重。

順利完成前兩個任務(wù)后，限時載球的飛行比賽開始了。在此次比賽的兩個項目中，限時載球的飛行任務(wù)最具代表性，十分考驗?zāi)Ｐ惋w機的綜合性能以及團隊協(xié)作能力。根據(jù)規(guī)則，每隊有兩輪飛行，模型需在8分鐘內(nèi)完成多次起降；完整航線則包括模型起飛、繞過兩個塔標、將網(wǎng)球運送到指定任務(wù)區(qū)、平穩(wěn)著陸。最終成績按運載網(wǎng)球的總數(shù)計算。

第一輪，河北科大隊的模型順利起飛。因為在國內(nèi)進行了大量的比賽流程訓(xùn)練，所以5位隊員配合默契，裝載、起飛、繞標、降落、卸球，5個動作一氣呵成。在場的國外參賽隊直呼： “unbelievable（不可思議）”！第一輪飛行，河北科大隊完成了5個起落，運載網(wǎng)球的總數(shù)達到了300個。這個成績已遠超其他隊，甚至比上屆衛(wèi)冕冠軍的運載數(shù)量都多。在比賽時間還剩40多秒時，為了保全模型，爭取在下一輪飛行中超常發(fā)揮，操縱手李人澍當機立斷，放棄嘗試第六個起落。

盡管在第一輪飛行中，河北科大隊的成績已遙遙領(lǐng)先，但隊員們都認為：挑戰(zhàn)自身極限才是最完美的結(jié)局。經(jīng)過全隊一致決議，將第二輪模型飛機的載球量提高到65個。雖然賽場上風(fēng)力強勁，操縱手心中的壓力卻沒有第一輪時大，每次都熟練地操縱模型順利起飛、繞標、降落，并使它停在離卸球區(qū)最近的位置。整輪飛行的節(jié)奏感非常好，大家都期待著能再次刷新紀錄。不知不覺中，第五圈飛行已結(jié)束，此時距本輪飛行結(jié)束還剩45秒。隊員們頓時像打了雞血一樣，迅速往載運艙中裝填網(wǎng)球，并護送它緩緩起飛，向第六個起落發(fā)起沖鋒。但因此時電池電壓過低，在模型繞標階段李人澍幾乎把油門推到底，希望能拼出最后這個起落。然而就在模型觸地瞬間，裁判一聲哨響：“時間到”，比賽結(jié)束。雖然第六個起落被判定未完成，但河北科大隊仍以總運載量320個網(wǎng)球的成績再次刷新賽事紀錄，獲得單項冠軍。大家激動不已，全場再次沸騰！

次日，團隊又順利完成了限重載水項目的空載飛行和2千克載重飛行任務(wù)。不料在極限4千克載重飛行中，場地突然由逆風(fēng)轉(zhuǎn)為順風(fēng)，紊亂的氣流導(dǎo)致模型陷入失速螺旋，未能完成任務(wù)。但憑借著報告分、演示答辯分以及空機重量分第一，河北科大隊奪取了該項目亞軍。

思索與展望

在劉東輝老師和楊澤夏教練的耐心指導(dǎo)，以及隊員們的團結(jié)協(xié)作下，河北科大航模隊僅憑1個多月的準備時間就取得了這樣的好成績，實屬不易。這幾年，河北科大航模隊不僅在國內(nèi)“科研類”航空航天模型錦標賽中戰(zhàn)果赫赫，還多次在國際大賽中獲獎。這次能取得好成績，與河北科大航模隊平時注重隊伍管理和團隊建設(shè)密不可分。隊員一進入隊里，就被要求學(xué)習(xí)航空理論知識，并在此后積極投入到各類飛行訓(xùn)練和賽事中去?？恐€(wěn)扎穩(wěn)打、勇于拼搏的精神，團隊成員在一次次比賽的磨礪中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，隊員間的配合也越來越默契。

團隊的成長，還帶動了隊員的個人成長。參加本次賽事的操縱手李人澍，加入航模隊整整4年。這4年的時光，將一個略懂航空知識的毛頭小子，磨練成了眾人眼中的技術(shù)“大?！薄淖畛醯摹翱蒲蓄悺比珖娇蘸教炷Ｐ湾\標賽，到后來的“挑戰(zhàn)杯”、美國AIAA DBF賽和這次的英國BMFA賽，他在豐富、提高自身的同時，也為大學(xué)航模生涯畫上了圓滿的句號。一步一個腳印、完成自我挑戰(zhàn)，這是每個河北科大航模人的追求，也是協(xié)會發(fā)展的秘訣。endprint