近日,由北京航空航天大学飞行学院师生共同设计研发的“无动力栖翼——基于折叠机翼的平衡鸟模型”倾转旋翼无人机项目取得系列突破性成果。项目核心研究成果获机器人领域顶级国际会议IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 收录并发表,标志着该学生团队的创新工作获得了国际学术界的专业认可。(项目介绍视频: https://www.bilibili.com/video/BV1XX9WYAEUx/)

该项目灵感源于“平衡鸟”玩具的稳定性原理,旨在攻克传统无人机依赖起落架与主动抓取机构进行起降和停靠的行业难题。研究团队创造性地设计了一套斜铰链式可折叠机翼系统,通过改变机翼构型动态调整飞行器重心,使其能在无需动力消耗的情况下,稳定栖停于树枝、电缆等复杂结构。同时,团队自主研发了基于桨盘平面的姿态控制算法,成功实现了无人机在无起落架条件下的平地垂直起降,以及旋翼模式与固定翼模式间2秒内的快速、平稳模态转换。经严格测试,该无人机可在6米/秒风速下保持稳定栖停,展现出优越的环境适应性。相关创新技术已成功申请国家实用新型专利,初步形成了具有自主知识产权的技术体系。

“无动力栖翼”项目是飞行学院重点培育的连续性学生科创项目,已成功完成两届学生团队的接力研发,累计吸引11名本科生深度参与。在学院何翔老师的系统指导下,首届团队完成了核心概念验证与初代机研制;第二届团队在此基础上,聚焦气动优化、控制律设计及多场景实验验证,推动了项目从原理样机到工程试验的深化。这一“传帮带”的接力模式,使学生将《飞行力学》、《自动控制原理》等课程理论知识与复杂工程实践紧密结合,全面锻炼了系统设计、仿真分析与实验测试的综合能力。
基于扎实的研究与工程实践,项目在多项高水平学科竞赛中屡获佳绩,充分验证了其创新性与实用性。项目先后斩获“冯如杯”学生学术科技作品竞赛主赛道一等奖(校级)、全国大学生工程实践与创新能力大赛“未来技术探索”赛道特等奖(省级)、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖(市级)等多项荣誉。
目前,该项目的技术成果正朝着物流配送、应急救援、生态监测等应用场景深化拓展,并已衍生出水空两栖、无线充电协同等前沿研究方向。飞行学院将持续完善“项目驱动、师生协同、持续孵化”的科创育人机制,支持学生探索前沿,为培育航空航天领域拔尖创新人才贡献力量。
文/图:何翔
审核:孟杨