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北航创造新纪录

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楼主
发表于 2019-10-5 07:24 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
本帖最后由 400907wyc 于 2019-10-5 07:36 编辑

[size=0.19]10月3日,不间断飞行30小时6分42秒之后,来自北 京航空航天大学的无人机“冯如三号”创下了25公斤至100公斤级油动无人机续航时间的世界纪录。
[size=0.19]该无人机由北航北 京学院、冯如书院30多名大一、大二本科生自行研发、生产、制造,这是他们庆祝祖国生日的“硬核”告白。该纪录尚需国际航空联合会正式批准,来自国际航联一位观察员现场确认了飞行时间以及飞行活动的有效。



[size=0.19]“冯如三号”无人机采用常规布局,翼展长度约10米,全机为黑色,尾翼印有鲜亮的五星红旗;机身较短,像潜水艇,为流线型,全机由高强复合材料制成;后置螺旋桨,飞机加满燃料后总重量为75.44千克。



[size=0.19]此次创纪录飞行活动在国家体育总局安阳航空运动学校举行。飞机在航校上空300米高度盘旋飞行,在飞行期间不允许加油,在既定的油量上,“冯如三号”在同等重量等级和动力类型的无人机中创造了新的续航时间的世界纪录。项目潜在的商业和军事应用包括测绘和通信。
[size=0.19]“冯如三号”无人机是北航一二年级本科生为致敬中国航空暨冯如首飞110周年和庆祝中华人民共和国成立70周年的飞机,希望通过创造飞行世界纪录的形式为伟大祖国的生日献礼。



[size=0.19]要挑战长航时的世界纪录,在保证升阻比足够高的同时,还要大幅减轻结构重量,增加燃油比重,保证长时间飞行的可靠性,可以说技术难度极大。
[size=0.19]为了完成这一型飞机,2018年10月,北航冯如科创营就此成立,招募了来自冯如书院、北 京学院等8个不同学院的33个大一大二的同学,开始了“冯如三号”的研制。
[size=0.19]在指导教师的组织与精心指导下,制作组采用了先进的超大展弦比机翼、复合材料一体化成型、自主起降飞行控制与导航等技术,经过反复计算、试验、测试、试飞,经过了近一年时间。
[size=0.19]为了满足对飞机性能的要求,从总体的设计到各细节的研究都需要技术创新、反复实践和艰苦工作。设计方案初步确定后,很多细节问题紧跟着到来,从螺纹拧太紧滑丝、工具用力过大误伤自己到没问师傅擅自下决定导致装配错误,制造时因为没有经验而出现问题耽误时间的现象比比皆是。经历一段时间的煎熬之后,北航学生逐渐适应了工厂的环境,项目也迎来一个又一个新进展。



[size=0.19]8月4日,白色的“冯如三号”0号机飞机起飞,并试飞成功。此后,经过系列调整,飞机整体减重超过15公斤,续航能力大大增强。但直至试飞前一天,仍“状况”不断:飞行前四天发动机故障无法起飞;飞行前三天出现了耗油速度与之前试飞数据严重不符;飞行前两天,为了追求更好的数据传输效果,团队决定重新制作舱盖飞行前一天重要的转速传感器竟然损坏需要更换……
[size=0.19]最终,在北 京时间2019年10月2日8时06分24秒,姿态优美,性能优越的“冯如三号”从国家体育总局安阳航空运动学校自主起飞,经过30小时6分钟42秒后采用全自主模式平稳降落,由此,一群平均年龄不到20岁的年轻人,书写了一项崭新的世界纪录。



[size=0.19]北 京航空航天大学供图



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21
发表于 2019-10-6 08:34 | 只看该作者
20
发表于 2019-10-6 06:30 | 只看该作者
19
发表于 2019-10-5 21:56 | 只看该作者
18
发表于 2019-10-5 20:38 | 只看该作者
崔浩贝贝 发表于 2019-10-5 11:27
其实我觉得,北航的冯如三号气动应该已经做到极致了,这么大的展弦比,翼型选择合适的话,整机升阻比甚至可 ...

    有段时间帮人问过仿制扫描鹰的事情,问过3W的发动机参数,国内没有成熟稳定的改电喷的公司,但是据3W公司的销售人员说,改好了电喷之后的发动机,其油耗可以下降一半左右,这个数据还是很可观的了。国内的技术水平貌似仿制的话可以比较容易做到15小时以上,但是20小时甚至30小时的航时难度很大。
    北航的这个飞机布局是传统样式的,如果采用飞翼布局的话,升阻比完全可以达到30左右,而且速度还会快,但是感觉这个布局是不是在比赛里面有规定的,所以并不是最优的。
头像被屏蔽
17
发表于 2019-10-5 17:36 | 只看该作者
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
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16
发表于 2019-10-5 16:37 | 只看该作者
15
发表于 2019-10-5 16:13 | 只看该作者
这飞机好帅啊
14
发表于 2019-10-5 15:51 | 只看该作者
  加油  
13
发表于 2019-10-5 12:12 | 只看该作者

加油,再创佳绩
12
发表于 2019-10-5 12:08 | 只看该作者
加油,再创佳绩
11
发表于 2019-10-5 11:36 | 只看该作者
太棒了~! 希望你们加油,再创辉煌!
10
发表于 2019-10-5 11:27 | 只看该作者
其实我觉得,北航的冯如三号气动应该已经做到极致了,这么大的展弦比,翼型选择合适的话,整机升阻比甚至可以到20以上;没有负载的情况下,燃油载重率应该做到60%以上,大概45kg燃油,这种长航时的飞机巡航速度一般不会太快,估算100km/h,费阻功率大概是700-1100w(没有油的时候30公斤,满油75公斤)推进系数0.7,发动机轴功率约1000-1600w,若燃油消耗率做到500g/kwh(这个数据已经算一般般的了),综合油耗为0.65kg/h,45kg的燃油可以飞到69个小时。

所以大胆猜测是发动机本身选型问题,和螺旋桨效率匹配么有做好,不然底子这么好的飞机不会只飞30个小时。

有些好的例子可以参考,比如扫描鹰,二十多公斤重,极限可以飞到40多个小时(二冲重油电喷发动机),效率优化做的还是比较好的。
9
发表于 2019-10-5 11:05 | 只看该作者
其实汽车发动机这么多年的优化,以及各种高科技加持,缸内直喷,分层燃烧,可变正时等等,热效率接近40%,经济巡航条件下燃油消耗率可以做的250g/kwh以内。其实这么高的效率比普通的航发还要好,更别说航模或者无人机发动机了。如果能让汽车发动机改造一下航发(尤其是小排量的涡轮增压发动机,重量轻功率大),适合3km以下的高空飞行,还是非常低成本的一个方案。坊间有人用飞度的发动机改造过,看到有在销售的
8
发表于 2019-10-5 11:01 | 只看该作者
油动长航时除了飞机本身气动性能要优异,结构重量要轻,还有很重要的一点是发动机的选型,普通航模二冲发动机通常燃油消耗率在500-900g/kwh之间,差别很大,国产和进口发动机相比尤为明显(同排量下国产发动机功率不一定比进口的小,但是通常比较费油),如果是四冲程的,独立机油槽的会好一些,再加上电喷加持那就很容易做到400g/kwh以内的燃油消耗率,如果上重油理论上会更好。所以提高发动机本身的工作效率对于长航时有很大的影响,甚至是翻倍的。
7
发表于 2019-10-5 09:26 | 只看该作者
5kg燃料3000公里也是奇迹了,我们能25公斤至100公斤级油动无人机飞30多个小时也不简单!
6
发表于 2019-10-5 08:59 | 只看该作者
HKing 发表于 2019-10-5 08:25
有个航模飞机在几十年前,加燃料5kg跨大西洋飞行,近3000km。

你说的这个还有印象,好像是个美国人个搞的吧,貌似路上还在一个岛屿上进行了中继遥控。
5
发表于 2019-10-5 08:41 | 只看该作者
4
发表于 2019-10-5 08:31 | 只看该作者
哇偶!在我们大安阳,没想到安阳还是国家体育总局
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3
发表于 2019-10-5 08:25 | 只看该作者
有个航模飞机在几十年前,加燃料5kg跨大西洋飞行,近3000km。
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