近日,南京航空航天大学机电学院 “翼启争锋” 社会实践团队圆满完成 2025
年中国大学生飞行器设计挑战(CUADC)无人机短距起降项目暑期备赛工作。在长空航模队史明双教练指导下,团队于明故宫校区空天特色科技创新基地完成从气动分析、设计建模到真机制作、试飞的全流程攻关,成功研制数架符合赛事规则的固定翼飞行器,为后续总决赛奠定坚实基础。
精准锚定赛事需求,科学规划实践路径
CUADC 无人机短距起降项目对飞行器性能提出严苛要求:需采用指定电机驱动,配备最多 4
节电芯的锂电池作为储能单元,在规定时间内以最短起飞距离完成飞行任务,最终将依据空机重量、有效载荷、起飞距离性能及机翼展长综合评定成绩。为实现
“携带载荷多、飞行速度快、起降稳定性好、空机重量小”
的核心目标,团队前期深入拆解赛事指标,结合长空航模队往届经验,确定四大技术攻关方向:飞行器总体布局、动力系统、控制系统及结构设计。
在技术方案设计阶段,团队展现出扎实的专业功底与创新思维。总体布局上,依托翼身融合布局的气动优势,通过 Ansys
有限元分析软件优化结构参数,提升整机气动效率;动力系统突破电机型号与数量限制,创新性增设减速齿轮设计,并搭配大尺寸螺旋桨,经动力测试实验验证,有效提升飞行器总体拉力;控制系统采用成熟商业飞控平台,融合先进
PID
控制算法与自适应控制算法,保障复杂工况下的飞行稳定性;结构设计则选用轻质低成本泡沫材料与层板木材,通过力学性能仿真分析优化结构布局,在满足强度要求的前提下实现极致减重。
四阶段有序推进,攻坚路上显担当
七月流火筑根基,匠心打磨首架木机
7 月 5 日至 12 日,“翼启争锋”
团队开启首阶段实践,聚焦无人机短距起降矩形翼木机的全流程制作。在明故宫校区空天创新实践基地,团队成员分工明确:有人专注木翼框架的精准搭建,确保每一处榫卯衔接误差控制在毫米级;有人负责减速组的测试与安装,通过数十次调试校准动力传输效率;有人专注蒙皮贴合操作,以均匀受力的贴合工艺减少气动阻力。经过数日攻坚,首架矩形翼木机完成装配,为后续实践积累了宝贵的实操经验。
图为队员们正在搭建机翼
跨校区调试遇挑战,复盘优化破难题
7 月 12 日至 19
日,团队进入第二阶段调试与试飞环节,往返于明故宫、将军路两校区开展户外测试。清晨的露水与傍晚的暮色中,成员们反复校准气动参数、打磨操控反馈,逐步优化飞行器地面预演性能。然而,首次升空试飞遭遇挫折:飞机起飞后突发故障,最终因机体受损迫降。面对失利,团队迅速调整状态,围绕残骸展开复盘分析,精准定位出
“结构强度分布不均”“转弯响应迟滞”
两大核心问题。连夜制定改进方案:采用碳纤维材料补强机身关键承力部件,重构翼展与翼型比例以提升操控灵活性,为后续机型优化提供了关键技术支撑。
图为队员们正在调试验证机
科学验证破瓶颈,载荷试飞获成功
第三阶段实践中,团队聚焦 “第零号比赛机”
的制作与试飞,旨在验证改进方案的科学性。成员们严格遵循工程规范:通过流体力学仿真软件校准翼型曲率,确保升力性能达标;以材料力学计算验证承重结构强度,避免再次出现强度不足问题;迭代优化控制系统参数,提升飞行姿态稳定性。装配环节,毫米级精度的部件对接保障了气动布局的完整性。试飞当日,团队先完成基准状态验证,再逐步加载至
3 公斤载荷。各项飞行参数均处于预设阈值内。此次试飞的成功,不仅验证了技术方案的可行性,更坚定了团队的备赛信心。
量产集训齐发力,奔赴赛场待检验
完成 “第零号比赛机” 验证后,团队迅速推进最后四架比赛机的量产工作,通过标准化流程保障每架机型的性能一致性。8
月上旬,团队奔赴浙江德清莫干山机场开展赛前飞行集训。炎炎烈日下,成员们每日完成多架次调试与飞行训练,针对机场复杂气象条件优化飞行参数,积累实战经验。集训结束后,团队满载成果返回学校,进入赛事冲刺阶段。
图为队员们在莫干山机场集训
以实践诠释航天梦,用创新书写青春答卷
此次暑期备赛实践,“翼启争锋” 团队不仅完成了多架符合 CUADC
赛事要求的无人机研制,更在技术创新与团队协作中实现成长。从理 论设计到真机试飞,从遭遇故障到突破瓶颈,成员们将专业知识与航空工程实践深度融合,展现出新时代大学生
“敢闯敢试、精益求精” 的科研精神。史明双教练表示:“团队在实践中既锤炼了技术能力,也培养了抗压能力与协作意识,为南航在 CUADC
赛事中的表现注入强劲动力。” (作者:作者 张泽宇)
责任编辑:柯鹏