全球最大!英国用泡沫板制造大型四轴飞行器,比碳纤维更环保

自动化内参 2023-11-13
2064 字丨阅读本文需 6 分钟

在科技不断进步的今天,无人机的发展引人注目。其中,大疆那样的四轴无人机以其灵活的飞行方式和广阔的应用领域受到广泛关注。近日,英国曼彻斯特大学的团队成功建造并试飞了号称“世界上最大的四轴无人机”。由于英国民航局的规定,无人机的起飞重量不能超过25公斤,因此,曼彻斯特大学的工程师们精心设计了这架重量为24.5公斤的无人机,以符合法规要求。

目前,该大学承认该记录还没有被验证。该无人机由泡沫板制成,外观类似于纸板,可以自主飞行,通常用于建模和安装艺术品。它最初是一个学生项目,旨在探索使用比普通碳纤维更环保的低成本材料来制造轻型飞机结构,而工程团队还在尝试把它变得更大。

世界最大无人机腾空而起

巨型四角飞行器项目最初是“一个好奇心驱动的冒险项目,目的是通过利用一种合适的替代性低成本材料来制造轻质航空航天结构,这种材料比常见的碳纤维更环保,从而激发学生的设计创造力”。高强度、轻质的碳纤维被排除在外,学生们最终选择了用 5 毫米(0.2 英寸)厚的泡沫板(由泡沫芯和纸皮组成)制作的空心箱形框架设计。用激光切割泡沫板,然后用热熔胶粘在一起,就制成了框架。

“泡沫板是一种有趣的材料,”设计和建造小组组长、研究工程师丹-科宁(Dan Koning)说。“以正确的方式使用,我们可以制造出复杂的航空航天结构,其中每个部件的设计强度都能满足需要--这里没有过度设计的空间。得益于这种设计纪律,并经过广泛的背景研究,我们可以自信地说,我们已经制造出了世界上最大的四旋翼无人机”。

这架无人机从一角到另一角的高度达到了 6.4 米(21 英尺)。曼彻斯特大学的一份新闻稿中写道:"截至本文撰写之时,还没有任何重量级别的无人驾驶四旋翼飞行器(四个旋翼)比曼彻斯特飞行器更大的记录。"

当然,也有比它大得多的电动VTOL飞机原型--但它们使用的螺旋桨不止四个。该团队自行规定的无碳限制意味着,任何人只要愿意花时间,都可以通过合理的途径轻松创下世界纪录!

航协会成员自主研发碳纤维无人机

蓝天下,一架由碳纤维和高密度泡沫板制作的无人机发出轰鸣声。不一会儿,这架无人机直线升高,飞上数十米高空,闪转腾挪,宛如一只顽皮的飞燕,引得围观群众发出阵阵赞叹声。这架灵活的无人机是由十堰人金波自主研发,目前已成为测绘、航拍、搜寻工作的“好帮手”。今年42岁的金波是我市航空运动协会的一员。从制作第一架遥控飞机至今,28年的研发路上,他一步一个脚印,不断克难前进,终于让十堰人研发的无人机飞向全国。

在同龄孩子花钱买零食吃的时候,他就开始攒钱买航模书籍了。1980年,金波出生于郧县(现郧阳区)柳陂镇的一个普通家庭。幼时的金波有一个飞行梦,在同龄孩子用零花钱买零食、玩具的时候,他悄悄把五角、一块的早餐钱攒下来购买航天类的书籍。

“我的同学小时候大多喜欢买吃的喝的,那时候我只听说飞机很牛,但从没见过。我想着一定要研究一下,将来能在蓝天上翱翔,俯瞰大地。”金波说,一次在镇上的书店,他偶然看到一本与航模有关的书籍,立马被里面的内容吸引。从此,他开始想办法攒钱买书。

“我至今记得,那本书叫《航空模型》,几块钱一本。买书后,我每天看,仔细研究,还在书中做满笔记。那些航空知识像有魔力一般吸引着我。”金波回忆,“小学6年级时,别人都用纸叠飞机,我就想做一架弹射型飞机。”金波找来藤木条做支架,将自行车内胎的胶条剪下,用小刀一点点刻划。

一次次失败、一次次尝试,这架橡皮筋动力飞机终于成功起飞。“当时飞了20多米,比纸飞机的飞行距离和时间都好,但可惜飞得不太高。”金波回忆说。随着研究的深入,他渐渐了解飞机的飞行原理。初中时,他接触到物理中的电力学,一个想法在心中浮现——造遥控飞机。

“我想用无人机为十堰‘蓝天梦’插上翅膀,通过研学、竞技等方式激发市民的探索精神,帮助大家用别样的视角看车城十堰。”金波边说边操控一架无人机缓缓起飞,飞机在十堰上空越飞越高、越飞越远。

轻量型无人机受热捧

近几年,随着飞行控制芯片的小型化和成本的大幅下降,消费级无人机逐渐成为众多户外活动和摄影爱好者的“新好”,体积轻量化、操作便捷化也成了消费级无人机发展的一大趋势。

近几年,“带一台无人机去旅行”,成为众多旅行玩家的共同选择,因而消费级无人机也越来越往体积轻量化、操作便捷化方向发展。以大疆此次发布的DJI Mini 3 Pro无人机为例,重量低于249克,机臂折叠方式和重新设计的机身结构,也大大方便了用户收纳出行,47分钟的续航性能,更是突破了消费级无人机的飞行时长。在拍摄功能上,DJI Mini 3 Pro 搭载1/1.3英寸影像传感器,新增双原生ISO,支持直出HDR影像,配备f/1.7超大光圈,最高可录制4K/60fps视频和拍摄4800万像素RAW格式照片。

轻量型无人机受热捧,赛道不断涌入新玩家。2021年9月,以消费无人机见长的深圳道通智能推出了249克的迷你无人机EVO Nano系列。道通智能成立于2014年,但为消费者熟知是其在2020年发布了EVO II系列折叠式无人机后。此外,在电商平台搜索轻量型无人机,看到重量在250克以下的无人机并不在少数。但从性能上而言,大部分为教育科普类意义的无人机居多,能满足摄影专业玩家需求的产品尚为少数。

根据艾瑞咨询发布的中国无人机研究报告,我国小型民用无人机市场进入快速成长期,预计2025年,国内无人机市场总规模将达到750亿元。天眼查数据显示,目前深圳有超过4000家无人机相关企业(企业名称或经营范围含有“无人机”),近年来注册数量持续增长,仅2021年就新增了302家。前瞻产业研究院数据方面的数据则显示,以深圳企业为代表的消费级无人机生产企业,成为全球消费级无人机的主要提供商,输出产品达全球的70%。

文章来源: cnBeta,橡树的科学,十堰生活,读创网

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