5月23日至27日，在第十四届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛中，我校创新实验团队作品《新型可变布局农用物流无人机》在省内65所高校上报入围的410件作品中脱颖而出，荣获特等奖。其团队成员有冯路启、姬同蒙、李卓远、何怡君、王艺龙、隆斯达、谭思奇、肖晓盼八人，冯路启是该项目负责人，指导老师为王晓璐。
“可变布局利用变形机构实现机翼的打开与合闭。无人机在起飞过程中，螺旋桨处于垂直方向、机翼处于三段翼状态，可获得较大升力，进而实现垂直起降或短距离起飞，到达适当位置时，螺旋桨倾转至水平方向，变杆机构使三段翼合并为单翼，提高了飞行速度。”
“挑战杯”省赛答辩现场，王艺龙向评委老师陈述，“这是新型可变布局农用物流无人机的创新点，这个设计让无人机更适用于偏远地区复杂的飞行环境。”
指导老师王晓璐介绍，这架无人机不止是造型亮眼，它低成本、高效用，能服务于农业、农村、农民，是架务实又靠谱的物流无人机，还可在多种运输环境发挥运输作用。
知农忧农 创新为农
早在2018年，创新实验团队针对山区复杂地形的飞行技术和物流无人机的承载设计开展研究时，冯路启就萌生了利用变杆机构实现“可变布局”的想法。
今年团队立项参赛之际，正值两会期间，习近平总书记参加河南省代表团审议会议时指出，重农固本是安民之基、治国之要。
那么“三农”工作、脱贫攻坚和乡村振兴工作中会需要用到无人机技术吗？团队带着这样的疑问、查询了大量相关资料，最终了解到：农产品普遍保存周期短，省内部分山区农村在转型发展中面临着运输困难、物流成本高的困境。
为适应农产品保存时间短、需要及时响应的物流运输需求，团队成员隆斯达率先从专业角度出发，提出做一架结构轻、载重大、能大迎角飞行的无人机的技术构想。
2017年，创新实验团队曾参加中国国际飞行器设计大赛，并凭借大缝道多段翼布局夺得冠军，积累了不少经验。
确认可行性后，团队成员将手上的物流无人机技术引入用到农业领域的实践中，以可靠的物流无人机技术框架为基础，创造出适应多变环境的“可变布局”，新型可变布局农用物流无人机项目正式启动。
采用三轴矢量倾转旋翼的动力方式，利用“可变布局”，新型可变布局农用物流无人机具备了在两个飞行模式间相互转变的创新技术优势。“可变布局使无人机兼具多翼飞机与单翼飞机的优点，针对不同的起降距离、飞行速度有很强的适应力。”王艺龙如是说。
在汗水和热血的浇灌下，成员们在期限内完成了新型可变布局农用物流无人机的精细设计、复杂的工艺装配流程等任务，使得最终成品的空中运输效率得到提高、成本有所缩减，成功实现了全部的设计目标。
披荆斩棘 热爱为基
然而，新型可变布局农用物流无人机的设计并非一帆风顺，队员们面临着各种技术上的挑战。“设计者的构思、在CAD软件上画出来的图，加工工艺、飞机装配及飞控系统，是一个连串的环节，整个要打通。出现问题时，可能要返工，也可能要迭代。”王晓璐说。
项目开展前期，低年级成员专业知识不足，协调不好，概念方面的错误时常出现。“效率上不去，项目进展就要出问题。”隆斯达说，“我们都十分热爱飞行器，这份热爱动力要求我们不能踟蹰不前，一定要把遇到的坎都迈过去。”提质增效，成了团队成员共同的心声。
在王晓璐的耐心指导下，团队内构建了集中讨论的协调机制。通过与高年级骨干针对性地先行讨论，再由高年级骨干帮、扶、带低年级成员参与到具体的工作中的模式，团队很快形成了高效的分工配合。
针对中期工艺上出现的问题，团队建立了专用的QQ群共同探讨。成员把所用到技术资料按参考价值归档、分类，在“群文件”里共享资料，沟通技术难点，在磨合之中循序解决了诸多疑难要点。
团队在立项后从未停止细节修改，在进行数字模拟计算的同时，成员们顶着摔机的压力和风险,投入了大量的时间精力做飞行试验。
在摔机、修复、再试飞的循环往复中，团队最终突破了技术工艺上的旧瓶颈，作品也在制造装配、线路设计变化、机身材料结构等方面都得到了针对性的升级。
到正式申报省赛项目时，无人机已经历了四轮迭代。作品设计方案在机身形态、动力装置个数和布局形式等方面都做出了数次改动，外在的机体布局虽与第一代无人机基本一致，但内在的设计功效早已焕然一新，更能在复杂的山地完成各项运输任务。
经得起最挑剔的眼光，团队做出了一架有优点、特点、闪光点的飞行器设计作品。
征途未尽 奋斗不止
“在答辩环节，创新实验室团队采用图文说明和视频直观展示的方法，对无人机的主要功能和技术指标进行了细致的阐述，使作品的优点清晰地呈现出来。他们在现场的表现的非常出色，赢得了专家评委的认可。”校团委老师徐亚辉说，“他们的获奖实至名归，也是我校在挑战杯比赛中的一次突破，对团队成员而言，特等奖是对他们汗水和努力的回报”。
“赛事经验的积累让团队成员以新眼光更熟知了无人机项目。我们在参赛路上，解决了技术工艺、飞控操作中的细节难题，现在更有信心面对国赛。”回忆起参赛的历程，冯路启表示，对团队而言，参加“挑战杯”是对眼界的开拓和技术的磨砺。
过硬实力、充足的准备，师生协力共进，使得他们在答辩环节扶摇直前，闯关成功。然而，省赛特等奖的桂冠，只是征途上的里程碑，仍尚未抵达终点。
王晓璐反复提醒团队成员，要保持着谦虚的心，常思考作品的不足，虚心学习、补足短板，以更高的标准要求作品和自我。冯路启坦言：闯入国赛圈，就意味着要和行业内最顶尖的一批人竞赛。
“我们设计的无人机可以脱离了固定机场，受地形的局限比较小，在山区有着优于汽车和人力的优势。”冯路启说，“以高价值农作物为目标，兼顾垂直起降作卖点，物流无人机有着不小的潜在市场和较好的实用前景。但团队目前最需要做的是沉下心磨砺技术，争取实现再次迭代。”
面对即将到来的国赛，团队没有丝毫松懈。在物流无人机布局形式基本成熟，可行性得到了充分的论证的条件下，优化货仓布置、美化外观设计、拓展应用面以及做出更好的试飞展示效果，都是团队目前努力改进的方向。
关注三农，将无人机技术转化为农用物流产品，用科技创新造福农民。创新实验室团队的故事还在继续，冯路启说“对无人机技术的专研”和“实现技术转化的初心”是他们团队的双翼，他们要用这双翅膀，在科创天空中翱翔，画出最美的轨迹。
本文转自《郑州航院报》2019年6月16日第10期（总第640期）二版：
http://zzhyb.cuepa.cn/show_more.php?tkey=&bkey=&doc_id=3171565
