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北航学子，世界冠军！

北京航空航天大学 · 公众号 · · 2024-07-24 11:43

正文

日前，北京航空航天大学航模队在

世界大学生全自主无人机飞行

挑战赛 (Unmanned Aerial System) 中

荣获冠军！

这是北航航模队 首次出国参加

世界级无人机比赛

参赛的38支高校队伍来自全球各地

而北航航模队是唯一 一支来自中国 的参赛队伍

也是 十年来首次 参加该赛事的中国高校团队！

祝贺这支拼劲十足的队伍！

和小萱一起

领略他们的风采——

赛事简介

2024年度 世界大学生全自主无人机飞行挑战赛 在英国林肯郡隆重举行。该比赛是由 英国机械工程师学会举办 的，来自世界各地的大学本科生及研究生团队参加。他们将完整地设计、研发、加工、制造、商业推广一架最大起飞重量为10公斤的无人驾驶飞行器，以模拟实际的无人机人道主义救援任务。飞机需要自动运行，执行一系列任务，例如 区域搜索、精准物资投放以及通过指定路线返回基地。

本届赛事共有来自十个国家的38支队伍 ，参赛的大学有帝国理工学院、伦敦大学学院、克兰菲尔德大学、巴斯大学、阿卜杜勒阿齐兹国王大学、法赫德国王石油与矿业大学、孟买印度理工学院、西班牙瓦伦西亚理工大学、意大利圣安娜高等研究学院、荷兰埃因霍芬理工大学、西班牙胡安卡洛斯国王大学、葡萄牙阿威罗大学等。

赛场直击

比赛历时9个月，需要团队完成 概念设计、初步设计、飞行仿真、安全测试、生产定型、制造试飞、商业推广 等完整内容，旨在引导学生遵循工业认可的工程开发生命周期（设计、开发、审查和演示），以满足苛刻的任务要求，为学生提供发展和展示团队合作、项目管理、制造、领导能力、商业能力以及技术能力的机会。

比赛要求无人机在10mx10m的区域内 自主起飞 ，并在10mx20m的区域内 自主降落 ，能自主导航通过指定的GPS坐标点，在起飞重量不超过10kg的情况下携带并投放重量越大的援助包裹。任务包括展示无人机的快速部署能力，从至少50英尺的高度 自动投放援助包裹 ，展示无人机的飞行续航能力，以及在指定区域内精准降落。无人机需配备飞行终止系统（FTS），确保紧急情况下安全着陆，并通过地面控制站实时显示和记录无人机的位置、高度、速度等数据。

北航航模队同学通过集中攻关，采用科学的设计和切合实际的实验方法合力完成无人机的设计、实验、试飞等工作。在概念设计阶段，使用 约束分析 并 自主搭建 更符合小型无人机实际情况的起飞数学模型和能量控制模型来更详细地确认飞行器关键参数。

在详细设计的过程中，使用 多岛遗传算法 构建翼型优化脚本进行翼型优化以减少负俯仰力矩系数，增加翼型厚度和前缘半径，推迟失速现象。除此之外，为了追求更好的起降性能，设计开缝襟翼，对襟翼转轴位置、流道等进行了详细的设计，通过 流动可视化 观察气流分离点和湍流现象，改进剖分面形状和偏转位置及角度，从而显著提升最大升力系数。

他们还在现有的条件下，计算、设计、进行了机翼弯矩、扭矩静力实验，发动机架强度测试，机身扭转实验，投放系统测试，起落架落振实验等，以保证飞机的结构可靠且安全。

与此同时，北航航模队队员进行了 XPlane的模型搭建 ，并将他们以PX4固件为基础的飞行控制系统加载至XPlane中，进行飞行仿真，以测试飞行控制系统的可靠性及安全性。

队员们还在教练的帮助下，进行了 大量的外场飞行实验 ，以确保无人机的可靠性、程序的正确性、硬件的准确性。过程中也遇到了飞行器部分结构强度不足、硬件精度不足等一系列问题。队员们不断地往返于学校和各个飞行场地之间，只为了追求更短的起飞距离、更精准的降落地点、更可靠的全套无人自主系统。

除此之外，北航航模队队员还致力于利用他们的成果和经验进行 航空科普宣传、低空经济推广 等活动，以更好地将他们的无人机展示给外界，并形成一套符合我国国情的商业推广方案。

在赛场上，他们有条不紊的进行飞行器安全检查、装配演示、商业展示、飞行演示等一系列比赛内容，在较高的海拔以及大风的影响下，依然以绝对领先的优势在赛场上取得优异的表现。在北航航模队队员不懈的努力和过硬的专业知识的支撑下，经历百余架次试飞与调整、改进，北航航模队最终荣摘桂冠，在奖杯上写下北航人的名字，向世界展现中国青年风采。 ‍

收获满满

此次赴英参赛，航模队队员们都收获满满，不仅通过比赛夯实了理论基础，还提高了国际交流能力。航模队第一次参赛就取得了傲人的成绩，展现出了北航人蓬勃向上的精神面貌，同时也让国外专家学者对中国学生刮目相看。

参加国际赛事不仅要求队员们具备过硬的专业知识，还要具备良好外语表达能力、组织能力以及沟通能力。航模队在参加比赛的同时，也积极与国外高校和专家交流，加深了与外国友人之间的联系，收获了很多宝贵的建议。 未来北航航模队将继续踔厉奋发，谱写属于北航人的新辉煌。

“

于我而言，这是第一次站上国际赛场，代表中国、代表学校，每每想起来都是兴奋自豪且紧张的，但当真正步入赛场，一切的踌躇和不确定在最后都化为了自信。从设计到验证，从制造到试飞，从预算要求到环境保护，我接触到了很多新东西，在这一过程中锻炼了我的学习能力和团队协作能力，在一次次受挫中锻炼了抗压和解决问题的能力。这次比赛令我收获颇丰，非常感谢教练、老师和帮助我们的学长学姐，祝航模队在未来取得更好成绩！

—— 北航航模队员武荟怡

”

“

不论是对于每一位参赛队员，还是整个队伍来说，这次比赛都是一次充满收获的难忘经历。比赛对飞机的全自主飞行、商业性和节能环保等要求，都是我们未曾遇到过的挑战。我们在无数个日夜里制造、调试和练习，将失败当作迭代进步的机会，最终换来了我们的飞机在赛场上一飞冲天。通过交流学习，我们看到了世界无人机行业的未来发展，了解了不一样的工艺和设计思路，也结识了不同国籍、不同语言但同样热爱航空、热爱飞行的朋友们。同时，我们也向世界展现了北航人的风采，展现了中国青年的创新、团结与开放、包容。

——北航航模队员张宇皓

”

“

作为北航航模队在队五年的老队员，这是我第一次来到海外参加国际比赛。此次比赛尤为强调飞机的自主化控制，其背后主要难点在于飞机的标准化制造与通用的控制程序，如何设计工艺和流程。国际比赛带来了很多挑战，也伴随着难得的机遇，我们认识了更多国际友人，并邀请他们来到中国来到北航，参加我们的CUADC国赛。 2024年，既是北航航模队正式建队参赛的20周年，也是UAS英赛举办10周年，摘得桂冠何其荣幸，感谢老师的指导，感谢每一名队员的努力！

——北航航模队队员崔慕添

”