课题_无人机制作原理及过程

无人机制作原理及过程今年4月份，由技装公司自主研制的无人机“翔雁”首次亮相第十三届中国东西部投资与贸易洽谈会，并与国家测绘局签约合作意向书。

该项目拟投资2000多万元，分两个阶段实施：第一阶段为研制试验阶段，包括航摄设备材料购置、航摄系统研究开发、无人机平台完善和试飞，以及相关技术及配套软件开发研究投入；第二阶段为推广阶段，建立“翔雁”无人机及航摄设备生产线，拟订无人机航摄系统应用标准，在全国范围内推广。

此前，“翔雁”无人机已完成8个起落的飞行试验验证，飞行平衡，地面视频图像清晰完整，能按程序完成各项任务。

这充分证明，“翔雁”无人机已跨入自主飞行的无人机行列。

那么，“翔雁”到底是一种什么样的机型，有什么功用呢？据技装公司副总经理王俊介绍，“翔雁”无人机长2。

7米，翼展4米，可以每小时110公里的速度进行大于15小时的巡航，采用菱形联结翼气动外形、前三点式起落架、发动机后推式布局，机身、机翼、起落架均可拆卸和组装。

“翔雁”利用航空制造工艺技术，采用全新的气动外形、模块化的任务系统、领先的飞行控制系统，形成自主飞行的能力，给它加载不同的任务系统就可以完成特定的任务。

她可以用作气象探测、人工降雨、航空遥感、城市治安巡逻等多用途民用无人机平台，也可完成可执行目标指示、电子干扰、信号中继、战场侦察预警、战场评估、通信中断、空中监控、边境巡逻等军事任务。

当今，许多国家、机构对无人机研制和发展热情高涨，已研制出了50多种无人机，有55个国家军队装备了无人机。

美国仅装备军队的就有“全球鹰”、“暗星”、“猎人”等十几个型号，波音公司是美国的主要无人机制造商之一。

由中国自主设计制造的长空一号、长空二号、无侦五、无侦九和ASN-206无人机正在服役，领先国内外水平的“暗箭”攻击型无人机正处于设计定型阶段。

面对竞争激烈的无人机市场，“翔雁”无人机此时“展翅”是否为时已晚？“暗箭”无人机何以进军无人机市场技装公司经营管理处处长王从福介绍，首先，“翔雁”无人机的低成本，为研发提供了可能。

它不需要氧气、空调、增压、弹射座椅等座舱设备，降低了成本和重量；不需要生命保障系统，可以适应更为恶劣的飞行环境，提高了飞机的气动性能和隐身性能；使用维护简单，操作员只需在地面进行训练；根据需求，还可加载不同的任务系统。

其次，电子技术、通信技术、智能技术和航空技术的高速发展，为无人机的研发提供了良好平台。

远程遥控、双向数据高速传递、电子集成、高精度光学技术、装备等都可应用到无人机的研发。

新翼型和轻型材料增加了无人机的续航时间；自动驾驶仪使无人机按设定程序飞往盘旋点；窃听装置、穿透树叶的雷达及高级光学设备等，都可以被安装到无人机上，进一步提高了无人机的性能。

新一代无人机可从地面车辆、舰船、航空器和卫星等发射和回收，还可以通过计算机检验它的程序并根据需要改变它的航向。

正因为无人机具有成本低、研制周期短、用途广等优势，近年来，越来越多的国家高度关注无人机研发。

技装公司于2007年3月组建了无人机研发试验室，成立了由设计、试验、管理、制造等方面精干人员组成的专门团队，独立自主地开展设计、制造、试验等工作，先后制定了无人机飞行控制、发射和回收等方案。

全体参研人员充满激情，大胆创新，积极探索，勇克难关，在9个月时间里先后进行了滑跑、平衡、控制信号有效距离、引导伞拉力、发动机推力等试验。

2007年10月完成了模具设计和制造任务，同时完成了概念机的制造。

研制项目刚刚起步，公司董事长、总经理白松柏及党委书记姚建国非常明确而坚决地给予支持，创造条件，协调资源，要求加快研制进度，形成产品，尽快投放市场。

常务副总经理李广兴、总设计师欧阳绍修、总工程师李军等公司领导经常深入研制现场，听取汇报，了解研制情况，解决存在的技术难点。

丁重舜、步恒祚等飞机设计资深专家在研制的各个阶段，挤出时间参加该项目的阶段性评审，帮助进行严格的技术把关，为无人机试飞成功奠定了良好基础。

2008年5月2日，该型首架机在柳林机场试飞成功，验证了气动外形满足飞行原理，取得了该型无人机的阶段性成果。

9月28日，第二架机试飞成功，11月6日又进行了第三次试飞，滑跑距离60米，空中姿态平稳，操纵灵活。

当时机场有5级大风，能稳定飞行，安全降落，验证了飞机具有较好的抗测风能力。

同年12月份，安装自动驾驶仪，加装视频传输系统，进行了地面联调。

2009年3月，飞机达到自动驾驶飞行状态。

3月14日至15日，飞机在陕西凤翔机场进行自动驾驶飞行试验，8个连续起落，实现了自动控制飞行姿态，自动按照设定的航点飞行，通过无线视频传送系统发回的空中地面监测视频清晰稳定，取得满意效果。

武警部队使用的手抛式无人机在2008年6月“尖兵之翼—2008中国无人机大会”上，代表公司参展的“翔雁”长航时多用途无人机和“雷鸟”高速靶机受到业界高度关注，“雷鸟”造型还被选为本届会标，成为本届展览亮点之一。

虽然无人机研发成本低，但它涉及诸多工程技术领域，仅气动学就是技装公司全新的领域，还有诸如飞行控制等航空专业知识也是他们所不具备的，与传统的工装制造具有本质的区别。

当初，技装公司提出要研制无人机时，有人不屑一顾地说”“技装公司没有专业人员，他们也能造无人机？”那么，他们究竟靠什么把“翔雁”送上了蓝天？从制造到创造做好一项普通的产品和市场不容易，做好一项高科技产品更不容易。

许多科研实力雄厚的高校，对无人机的研发已有多年的历史，能首飞成功的寥寥无几。

技装公司进军无人机市场，自身的优势并不多，但他们起步就成功了，原因何在？“穷则思变，变则通，通则灵”。

即将独立运行的技装公司，是继续沿老路走下去，还是从制造向创造倾斜；是继续以制造为主还是做一个技术加品牌的公司，这关系到技装公司的持续发展，也关系到陕飞的发展。

这是技装公司领导不得不面对和深入思考的问题。

技装公司总经理高建国介绍，他们的航空产品单一，没有形成长期发展的支柱产品。

其产品规模、研制任务依赖于陕飞。

要想提高适应市场能力，经济总量上规模，提升应变能力和生存能力，时不我待。

找准切入点，寻求新突破，调整产品结构，开发支柱新品，势在必行。

于是，他们决定依靠陕飞产业化、成本控制、营销、人才组合和技术整合等方面的航空制造优势，围绕航空产品中心，以市场需求为导向，向无人机市场挺进。

副总经理王俊说，技装公司紧跟国内需求，以“蛋变鸡”为市场战略，以“站在巨人的肩膀上”为高新技术应用战略，“以低成本高性能”为原则，依靠陕飞设计制造优势，联手高校，网络无人机人才，决心研制集“高空、高速、长航时、高空防冰”等性能为一体，具备“长航时、多用途”、“用得起、练得起、打得起”的无人机航空新品。

“暗箭”无人机理念的创新使技装公司无人机研制思路更加广阔。

技装公司着眼于“市场需求”，按照技术、人才等资源采取“拿来主义”、“先研制再争取立项”的思路，准备走一条从“无”到“有”，变“有”为“好”的无人机发展之路。

无人机气动外型由飞机设计研究院杨建、马凯等8名80后年轻人业余时间完成，这也得益于“大胆启用年轻人”的理念。

年轻人思想束缚少，想象丰富，时尚观念强，有助于无人机漂亮外形的构造。

当初，技装公司找到杨健、马凯这群年轻人，说明了让他们设计无人机的意图时，他们非常激动，但一时不敢接受。

他们想，自己才工作几年，根本就没有接触过全机设计，经验缺乏，怕飞不起来。

高建国通过几次与这群小伙子交谈，打消了他们的顾虑，于是一个小小的研发团队就这样诞生了。

小伙子们对全新设计一架飞机的整个流程充满好奇和期待。

这群小伙子各自查阅结构、气动外形、自动控制等资料，多次讨论，确定了大的研制方向。

“翔雁”采用盒式翼非常规气动布局，这样机翼面积大、升力大，飞机载重大，适合长航时飞行；雷鸟采用“V”字型尾翼气动布局，单发后制发动机，时速可达每小时500公里。

随后，各自按明确分工，他们开始理论计算、计算机绘制，讨论、修改和完善方案。

对设计中不同观点，他们总是聚集在一起，从方方面面、不同角度争论，还多次请来运八飞机设计的老前辈、制造工艺人员，听取意见和指导，以保障无人机制造、安装的精度和最优化。

他们往往在电脑前一坐就是一夜，陪伴他们的是鼠标和键盘的击打声。

经过一个多月时间的共同努力，全新的数字化无人机造型完成了，直接把数字包发往制作单位，很快就完成了无人机实体机的制造。

由于一些试验条件不具备，只有在实际飞行中，才能验证出气动外形的缺陷。

首飞并未成功，但他们从中看到更多的是希望和成功。

在观看“翔雁”首飞录像后，领导、专家提出了十多条改进意见和建议。

改进措施迅速贯彻，经过几次试飞、改进、再试飞，“翔雁”终于可在蓝天自由飞翔了。

善于学习和思考的王俊承担着“翔雁”起落架的设计制造。

他以前是学汽车专业的，投入无人机研制后，他又学习了《空气动力学》、《航空微型发动机》、《飞行操纵系统》、《气象学》等书籍，这些让他对无人机更加充满好奇。

“翔雁”无人机滑跑的起降方式，安全性的五分之四寄予起落架，且起落架的设计制造没有经验可借鉴。

经过多次滑跑和试飞，他得到了许多感悟。

这让他把车载后悬挂系统和大型冲压床的原理与无人机相结合，把“气液阻尼”原理应用到了起落架的设计上，将起落架的“交变受力”改变为“非交变受力”，降落的缓冲有了保障，提高了稳定性，这在业界属于首创。

在2008年11月5日试飞中，起落架改进理论的正确性得到了验证。

边干边学精益求精无人机零件生产是一个全新的挑战，由第二技术装备厂承担。

虽然它的加工难度没有金属模具高，但所用材料较多，还有部分材料是从未接触过的，且价格较贵。

采用银焊连接的组合件，连接处小而封闭，多在双曲面，焊接时用力过大，会造成连接处不密封，用力过小，锉削量不到位，会增加其重量，对焊接技术要求相当高。

每个组合件，还要经过单件加工、修研、焊接、粗加工锉削、精加工锉修流线、整体抛光称重等工序。

于是，该厂抽调专人加工，采取“首件三检”原则，单一零件的生产由检验人员现场跟踪，组合零件的加工还须在多次划线定位中控制其空间尺寸，保证全过程受控，生产出最棒的零件。

无人机机体的制造，由第一技术装备厂承担。

设计要求减少机体重量，提高机载量并保证强度，应用新材料、新工艺是必由之路。

工艺员谢晓亮和副厂长周东宏对机体结构进行了认真分析，查阅了大量关于新材料、新工艺方面的资料，制定出了无人机机体制造加工工艺流程和加工方法，对关键工艺、新材料，制定了试制方案，规定了各道工序质量控制标准和重量控制要求。

机体的制作主要由青年技师陈军负责。

他组织班组成员仔细消化工艺规程，及时与工艺人员沟通，解决制做过程中的难题。

在制作蒙皮时，为保证蒙皮足够强度并控制其重量，他们对不同的玻璃布厚度、层数、敷层方向及含胶量做了大量试验，最终将蒙皮厚度控制在均匀1mm范围内，满足了技术要求。