資料圖：“海星五號”外形很像美國軍用無人偵察機“影子200”。
在空中盤旋了兩圈后，“海星五號”無人機對準甲板，漸漸降低高度。起落架觸地后，被第三道阻攔索鉤住，成功地在“航空母艦”上降落。不過這只是一場比賽。在剛剛結(jié)束的首屆“中航工業(yè)杯——國際無人飛行器創(chuàng)新大獎賽”上，來自南京理工大學的無人機航模“海星五號”順利地完成了飛行動作，并在模型航母上成功降落，攻克了艦載無人機定點著陸的技術(shù)難題，在全國150支參賽隊伍中獲得了二等獎，在江蘇參賽高校中排名第一。10月2日，在南理工記者見到了“海星五號”。
定點降落：時速70公里還要鉤住繩索
“海星五號”機身長2.65米，翼展為3.01米，高度達0.864米，全重16.8千克。這架無人機航模機身采用海軍灰色，機翼后部鏤空，螺旋槳置于機身后部，同時在螺旋槳的下方伸出一根掛鉤，用于鉤住甲板上的阻攔索以完成著陸。在外形上，“海星五號”仿制了美國軍用無人偵察機“影子200”。研發(fā)團隊指導老師余勁天告訴記者，在大獎賽中，各隊主要比拼的就是無人機能否在模型航母上依靠阻攔索定點降落。
比賽中，“海星五號”按照競賽要求，在50米的滑跑距離內(nèi)平穩(wěn)起飛，時速保持在80公里左右，同時，以良好的姿態(tài)繞過了兩道限寬門，并在觀眾面前亮相“通場”。完成了各種規(guī)定動作后，“海星五號”開始進入降落程序。“整個過程最難的就是在模型航母上降落。”余勁天說。用于無人機降落的是一座模型航母。這艘“航母”高3米，寬8米，甲板高0.8米，長78.64米，其中降落區(qū)域長30米。在降落區(qū)域中，每隔4米設(shè)置一道阻攔索。
參賽無人機所要做的就是在降落區(qū)內(nèi)鉤住阻攔索，完成降落。據(jù)介紹，無人機鉤住不同阻攔索會得到不同的加分。鉤住第二道索得分最高，第三道、第四道、第一道的分數(shù)依次降低。
降落時，“海星五號”距地面5米高，時速高達70公里，它不斷調(diào)整飛行方向和俯沖角度，使得起落架能夠落在甲板上?；兄校?ldquo;海星五號”尾鉤鉤住了第三道阻攔索，飛機成功地停在了甲板上。“出于保險的目的，我們選擇了第三根阻攔索，而沒有冒險嘗試第二根。”余勁天說。比賽結(jié)束后，“海星五號”參加了飛行表演。
機身下方有雙“黑眼睛”精確判斷位置
本次比賽一共有150支隊伍參加，但最后飛機能夠順利著陸獲得成績的僅有15支隊伍。據(jù)余勁天老師介紹，“海星五號”之所以能夠準確地在甲板上定點著陸，主要依靠團隊所采用的四大導航設(shè)備：飛機自動駕駛儀；分差全球定位系統(tǒng)、紅外熱成像系統(tǒng)以及超聲波距離傳感器。
飛機自動駕駛儀是自動穩(wěn)定和控制飛機姿態(tài)運動的裝置，在航空模型愛好者口中，它被稱為“飛控”。在“海星五號”上，“飛控”位于機身的中部，與其它導航設(shè)備配合完成規(guī)定的飛行任務(wù)。對于無人飛行器，“飛控”就像是電腦上的中央處理器，是整個無人飛行器的大腦。在“飛控”中，還有一雙小裝置叫“慣性導航系統(tǒng)”，有了它，“海星五號”就能應(yīng)付復(fù)雜多變的氣流，在空中保持平穩(wěn)的姿態(tài)。分差全球定位系統(tǒng)，是“海星五號”上重要的導航設(shè)備，它能夠提供精確坐標，保證無人機能夠朝著正確的方向飛行。在“海星五號”機身的下方，還有一雙黑色的小眼睛，它是精確度達到厘米級的超聲波距離傳感器。在關(guān)鍵的降落環(huán)節(jié)，飛機與地面的距離不足5米，超聲波距離傳感器開始發(fā)揮作用，精確地控制飛機的高度，是“海星五號”準確地抓住第三道阻攔索的關(guān)鍵。
紅外熱成像儀是由電光專業(yè)的博士生徐復(fù)元、李超研發(fā)并事先安裝在“航母”的甲板末端，在這個裝置中有一個成像儀，只有無人機處在畫面中央時，它的飛行路線才算準確。
以索代網(wǎng)，改變現(xiàn)在的“囧”著陸
艦載機飛行員是世界上最危險的職業(yè)之一，因此擁有航空母艦的國家都在致力于研發(fā)艦載無人機。余勁天告訴記者，目前國外無人機起降采用的是彈射起飛，撞網(wǎng)回收的方式。與有人駕駛艦載機鉤索降落不同，無人機降落的方式特別“窩囊”：地勤人員事先在甲板尾端拉起一面大網(wǎng)，無人機著地后，就會一頭撲進網(wǎng)中，依靠網(wǎng)的阻力來降落。停止滑行后，無人機機身就會被阻攔網(wǎng)緊緊纏住，地勤人員往往要花一個多小時才能幫無人機“擺脫糾纏”。
“除了回收麻煩，這種撞網(wǎng)降落還有很多弊端。”余勁天告訴記者，用于幫助飛機降落的阻攔網(wǎng)易損耗，使用三次就要更換。同時，在為無人機減速時，很容易造成無人機上儀器、零件的損壞。日前，美軍一架無人駕駛的F/A-18D“大黃蜂”戰(zhàn)斗機依靠阻攔索，成功地在航母上降落。而我國的艦載無人機研發(fā)還在起步階段。余勁天向記者透露，我國艦載無人機降落目前采用的也是“撞網(wǎng)著陸”的方法。“比賽中‘海星五號’等無人機的成功著陸將為我國艦載無人機機型的選擇，及飛行控制方案提供寶貴的經(jīng)驗和詳備的實驗數(shù)據(jù)。”
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