当地时间6月4日，2017年英国国际大学生载重飞行器设计挑战赛（British Model Flying Association University and Schools Payload Challenges）在诺丁汉落下帷幕。时隔3年，河北科技大学（以下简称“河北科大”）航模队再次代表中国出征英格兰，获得限时载球项目冠军、限重载水项目亚军的优异成绩。

英国国际大学生载重飞行器设计挑战赛由英国航模飞行协会（BMFA）、英国皇家航空协会（BAS）和英国BAE系统公司主办，迄今已有24年的历史。第二次组队参加大赛，河北科大航模队不仅成功卫冕限时载球项目冠军，还以总载运320个网球的成绩刷新了大赛纪录。

紧张备战

这次河北科大航模队的参赛，其间波折颇多。自2016年10月起，航模协会队员一直在为次年4月中下旬在美国举办的AIAA DBF比赛做准备。不料到了2017年4月初，参赛队员因赴美签证迟迟未获批准，无法成行。得知无法赴美参赛，已准备数月的队员们心情都很沮丧。正当此时，峰回路转，队里收到了来自英国航模协会赛事组委会的邀请函。带队老师当即拍板，转战2017年英国国际大学生载重飞行器设计挑战赛。

做出参加英国比赛的决定时，仅剩一个半月的准备时间。虽然已有参赛经验，但想到要在这么短的时间里完成参赛方案制定、模型飞机整体设计、关键参数确定、设计报告撰写……大家顿觉压力山大。

关键时刻，正在忙毕设的大四老队员李人澍、刘坤挺身而出，主动担起了项目负责人的重任。时间少，还能靠加班加点弥补；任务重，才最磨练人。为了保证团队高效运作，协会再次选拔确定了由10名队员组成的参赛阵容：材料学院的李人澍、陶泽川，理学院的刘坤、李春艳，信息学院的刘赫、祁泽鑫，电气学院的耿琪琛、申烽余，机械学院的边昊、张克猛。教练由杨泽夏担任，他曾带领河北科大航模队在2014年的英国BMFA比赛中取得优异成绩，还在英国西英格兰大学航空航天系留学一年，有丰富的比赛经验和扎实的理论功底。

与上次专攻限时载球项目不同，这次河北科大航模队报名参加了限时载球和限重载水两个项目。每个项目的总分均由设计图纸分、设计报告分、演示答辩分、飞行任务分等组成。其中限时载球项目的图纸与报告满分都是25分、答辩满分30分、飞行任务满分100分；限重载水项目的图纸与报告合成1项，满分50分，答辩满分30分、飞行任务满分100分，另外一个计分项是模型载重量与空机重量的比值，越大分数越高。

研读规则不难发现，限时载球项目的设计重点是模型飞机能够在规定时间内完成多次大载重运输任务，限重载水项目则偏重于在提高载重量和减小模型空机重量间寻求最佳平衡点。

总体设计

由于前期为美国比赛做了大量的预研，因此模型飞机的总体设计工作进行得非常顺利。在对各种构型的验证机进行设计、制作和试飞后，大家果断地选择了常规布局方案。

为了便于装箱运输，限时载球项目模型飞机的机身被设计成可拼接的两段。由碳板和碳管搭建而成的全碳纤维桁架，在满足结构强度和刚度的前提下，有效减轻了整机重量。载运舱上独特的磁吸式舱盖，不仅取代了复杂的机械开舱机构，还能保证载运物——网球快速出舱。

为了降低模型飞机的飞行阻力，同时增大载球空间利用率，机身被设计成类水滴形，最多可载65个网球。为制作曲面整流罩，借助了先进的3D打印设备，成功加工出强度高、重量轻且表面空气阻力系数低的薄壳结构。参加限时载球项目的模型机体采用了PMI航天材料以及碳纤维、凯夫拉等复合材料，包括一些结构连接件和起落架等受力部件也用到了这些材料。

电动动力系统是总体设计中最为关键的环节。在吸取往年比赛经验、结合实际风洞测试效果的基础上，一套带有减速装置的电动动力系统脱颖而出。这套系统大大提高了螺旋桨的力效，能帮助模型飞机在8分钟内用指定型号的电机、电池完整地飞6个起落。

与限时载球项目的总体设计方案类似，限重载水模型飞机的电动动力也选用了优化后的减速系统。其空载重量为780克，可完成规定的空载飞行、2千克载重飞行和极限4千克载重飞行。

出征英伦

北京时间5月30日下午，在加油和鼓励声中，河北科大航模队10名队员带着精心制作的模型，怀揣着梦想踏上了征途。同行的有校创新创业中心副主任樊金玲、电气学院科创中心主任刘东辉和航模科技指导老师杨泽夏。

当地时间5月31日晚，一行人抵达伦敦，并立刻驱车来到离赛场最近的城市——诺丁汉。稍作休息后全队开了第一次小会，安排了未来几天的工作。

6月1日一早，大家顧不上倒时差，着手细心检查模型。因为所有模型都是拆成零部件后装箱运输的，所以难免受飞行颠簸而损坏。队员们齐心协力，先组装调试出4架模型。但由于组委会还在清理场地，因此各队均无法提前获知赛场的具体情况，更不能在场地做适应性训练。后来咨询当地居民，得知附近有可供模型试飞的滑翔伞基地。于是队员们通过卫星地图查找到了这个试飞场地的位置。

6月2日中午，在完成所有检查和准备工作后，全队驱车前往位于诺丁汉郊区的滑翔伞基地。进入场地后，大家严格遵照赛事流程模拟了两个项目的比赛过程，并顺利完成了模型的调试。

赛前的最后一天，天上飘起了雨，无法去外场试飞。队员们就加班加点对模型做最后的检查。负责答辩环节的两位同学也进行了反复练习，斟酌回答的用词，并对答辩中可能被提到的疑难问题做了相应的预案。

6月3日下午，主办方通知赛场可以开放，队员们随即带着两架模型驱车前往。而到了比赛场地，大家却慌了神，原来飞行跑道并不是想象中的硬化路面，而是刚刚修剪好的草坪。由于上午雨势较大，因此整块草坪坑坑洼洼，大载重情况下模型根本无法起飞。为了应对这个突发状况，试飞后大家立刻前往距赛场约48千米的航模店，购买了大直径的宽机轮。当晚，队员们又熬夜完成了大机轮的更换以及起落架的加强。endprint

挑战自我

当地时间6月4号清晨，2017年英国国际大学生载重飞行器设计挑战赛在英国航空模型协会官方场地开赛。比赛分为三个部分：设计报告和图纸评分、现场演示答辩以及飞行任务。第一个比赛日要完成模型审核、现场演示答辩和限时载球项目的前两轮飞行，项目多、任务重。

顺利完成前两个任务后，限时载球的飞行比赛开始了。在此次比赛的两个项目中，限时载球的飞行任务最具代表性，十分考验模型飞机的综合性能以及团队协作能力。根据规则，每队有两轮飞行，模型需在8分钟内完成多次起降；完整航线则包括模型起飞、绕过两个塔标、将网球运送到指定任务区、平稳着陆。最终成绩按运载网球的总数计算。

第一轮，河北科大队的模型顺利起飞。因为在国内进行了大量的比赛流程训练，所以5位队员配合默契，装载、起飞、绕标、降落、卸球，5个动作一气呵成。在场的国外参赛队直呼： “unbelievable（不可思议）”！第一轮飞行，河北科大队完成了5个起落，运载网球的总数达到了300个。这个成绩已远超其他队，甚至比上届卫冕冠军的运载数量都多。在比赛时间还剩40多秒时，为了保全模型，争取在下一轮飞行中超常发挥，操纵手李人澍当机立断，放弃尝试第六个起落。

尽管在第一轮飞行中，河北科大队的成绩已遥遥领先，但队员们都认为：挑战自身极限才是最完美的结局。经过全队一致决议，将第二轮模型飞机的载球量提高到65个。虽然赛场上风力强劲，操纵手心中的压力却没有第一轮时大，每次都熟练地操纵模型顺利起飞、绕标、降落，并使它停在离卸球区最近的位置。整轮飞行的节奏感非常好，大家都期待着能再次刷新纪录。不知不觉中，第五圈飞行已结束，此时距本轮飞行结束还剩45秒。队员们顿时像打了鸡血一样，迅速往载运舱中装填网球，并护送它缓缓起飞，向第六个起落发起冲锋。但因此时电池电压过低，在模型绕标阶段李人澍几乎把油门推到底，希望能拼出最后这个起落。然而就在模型触地瞬间，裁判一声哨响：“时间到”，比赛结束。虽然第六个起落被判定未完成，但河北科大队仍以总运载量320个网球的成绩再次刷新赛事纪录，获得单项冠军。大家激动不已，全场再次沸腾！

次日，团队又顺利完成了限重载水项目的空载飞行和2千克载重飞行任务。不料在极限4千克载重飞行中，场地突然由逆风转为顺风，紊乱的气流导致模型陷入失速螺旋，未能完成任务。但凭借着报告分、演示答辩分以及空机重量分第一，河北科大队夺取了该项目亚军。

思索与展望

在刘东辉老师和杨泽夏教练的耐心指导，以及队员们的团结协作下，河北科大航模队仅凭1个多月的准备时间就取得了这样的好成绩，实属不易。这几年，河北科大航模队不仅在国内“科研类”航空航天模型锦标赛中战果赫赫，还多次在国际大赛中获奖。这次能取得好成绩，与河北科大航模队平时注重队伍管理和团队建设密不可分。队员一进入队里，就被要求学习航空理论知识，并在此后积极投入到各类飞行训练和赛事中去。靠着稳扎稳打、勇于拼搏的精神，团队成员在一次次比赛的磨砺中总结经验教训，队员间的配合也越来越默契。

团队的成长，还带动了队员的个人成长。参加本次赛事的操纵手李人澍，加入航模队整整4年。这4年的时光，将一个略懂航空知识的毛头小子，磨练成了众人眼中的技术“大牛”。从最初的“科研类”全国航空航天模型锦标赛，到后来的“挑战杯”、美國AIAA DBF赛和这次的英国BMFA赛，他在丰富、提高自身的同时，也为大学航模生涯画上了圆满的句号。一步一个脚印、完成自我挑战，这是每个河北科大航模人的追求，也是协会发展的秘诀。endprint