親歷2017年CADC總決賽

寧波

時值9月末，一場持續多日的連陰雨席卷江南。2017年中國國際飛行器設計挑戰賽總決賽暨科研類全國航空航天模型錦標賽（以下簡稱CADC總決賽）就在這風雨中來到位于鎮江的江蘇航空職業技術學院。與其他航模比賽不同，CADC大賽是一項面向在校大學生，且極具創新特色的比賽。經過十多年的發展，這項賽事已成長為享譽全國的航空創新大賽，在世界范圍內也頗有知名度。

本次大賽，規模進一步擴大，共有100所高校的2 000余名選手入圍總決賽。老天仿佛是要考驗這些高學歷的選手，近幾年來，每屆CADC總決賽都會受到大雨的襲擾，本次大賽更甚！特別是賽程安排最密集的幾天里，大雨如注、不停不休，除垂直起降載運項目在室內正常進行外，室外的幾個項目均被迫延后。

面對被完全打亂，且時間極其緊迫的賽程，無論是裁判組，還是各參賽隊，甚至承辦方江蘇航院都行動起來。開賽依始，預計到未來幾天可能出現陰雨天氣，裁判組果斷調整賽程，將部分比賽項目提前。各隊則積極配合，嚴格執行大會安排。隨后的日子里，裁判組都根據每天的進展和未來的天氣預報商討對策，以制定出更加合理可行的賽程方案，保證各項目都能順利完成。畢竟，為了這次比賽，選手們都準備了很久，就是希望在全國最高級別的賽場上展現出自己的真實水平。因此，一旦因為一些外部因素影響比賽，對每名選手都不公平。然而，盡管裁判組盡了最大努力，賽程還是被嚴重推遲，有些項目甚至存在放棄第二輪的可能。在這種嚴峻的形勢下，組織者和參賽者抓住了一切有利時機，將比賽項目穿插進行，終于力挽狂瀾，在最后一天圓滿完成了所有項目的比賽?，F在回想起來，這幾乎是個不可能完成的任務。而CADC總決賽卻將不可能變成了可能！

由于電動滑翔機在雨天也能照常飛行，因此成為最先完成的比賽。該項目設立的初衷主要是為了提高選手的操縱水平。以往，由于選手們的整體水平參差不齊，因此賽場上常常出現一些令人啼笑皆非的狀況。不過經過CADC分站賽的選拔，入圍決賽的選手水平有了明顯提高，比賽的觀賞性也更強了。電動滑翔機是女選手、特別是女飛手較多的一個項目，這次有一位來自杭州電子科技大學的鄭珂同學，她的父親是本次模型火箭運載與返回項目的裁判長鄭梟敏。

模擬搜救則是一個對天氣非常敏感的項目。參加比賽的模型上，布滿了各種傳感器、控制器以及抓取機構。這些模塊大都裸露在外，一旦遇水發生短路，設備就可能被燒壞。糟糕的是，該項比賽第一輪就遇到下雨，勉強進行一段時間后，雨越下越大，比賽不得不暫停。次日早晨再戰，北航一組選手冒著小雨剛剛完賽，下一組上場時雨勢又起，比賽再次中斷，不得已，只好轉移到室內進行。與往年相比，本屆模擬搜救的規則又有了升級，將以往手控抓取目標球的要求改為自動抓取，即選手不能直接控制機械機構動作，而只能進行目標的點選操作。這樣一來，對自動抓取技術提出了更高的要求，不少學校的機構出現了失誤與故障。而北航等傳統強隊因在技術方面優勢明顯，所以還是取得了不錯的成績。

自創辦以來，CADC大賽對于技術創新的追求一直不曾停歇，大賽專門設有由各高校老師組成的技術工作委員會，負責對各參賽項目的技術要求進行討論，以促進項目的持續發展。例如垂直起降載運項目，載重物由最初的乒乓球過渡成網球，這次又升級為重量更重（分100克和200克兩種）的大球。而且，面對日益“四軸化”的設計方案，本屆要求電機數量不超過兩個，傳統的四軸就不能參賽了。而隨著比賽門檻的不斷提高，各隊在參賽模型的設計上下足了工夫，賽場上的模型五花八門、布局各異。大部分隊伍采用了雙旋翼方案，或通過矢量控制維持平衡進行懸停飛行，或通過模態變換在垂直起降與水平飛行間進行切換；也有幾支隊伍采用軸傳動方案，由一個電機驅動兩支螺旋槳，實現了與四軸飛行器相同的效果。

第一輪比賽中，廈門大學的女飛手表現驚人，她們的模型穩定而快速，載得多、投得準，大有鎖定冠軍的架勢。鄭航的選手在第二輪的表現則更搶眼，他們設計的三段翼模型載球量更多，穩定性更強，對廈門大學實現反超，最終奪冠。據鄭航的選手介紹，在設計這款模型時，他們查閱了大量外文資料，前后推出了數個方案，最終才選定了三段翼布局。經過氣動仿真計算，三個機翼選取了不同的翼型、迎角，甚至翼間距也不同。結合矢量和差速控制，這架模型兼顧了快速飛行和穩定懸停，最大載球量達到驚人的10個（200克/個）。盡管比賽中他們相對保守，僅完成了一次載球8個的飛行，其余都是6個載球，但已將大部分隊伍甩在了身后。

鄭航的另一項創新是在模型火箭運載與返回項目中。同樣通過查閱外文資料，他們設計了一種S形降落傘。這種異形傘在空中展開后能在氣流的作用下自旋，進而減緩模型的降落速度；而且，傘在自旋的過程中，還能起到穩定作用，可減弱隨風水平飄散的趨勢，使落點更精確。筆者大膽預測，未來的CADC大賽上，這種S形傘有可能會被廣泛模仿。天津師范大學的選手在該項目比賽中表現也不俗，他們開發了一款帶數據采集功能的水火箭定時執行器。這種控制器尺寸小、重量輕，整個模塊與大拇指相近，重量只有8克，可以為火箭的有效載荷省出更多的空間和重量。該模塊采用加速度和氣壓聯合觸發定時，可防止誤觸發，穩定性更好。模塊內置有多路控制，既支持熱火頭控制，又可用舵機操作。多個定時器還可以級聯，完成更多的控制動作。此外，其內部還集成有飛行距離、高度、飛行姿態的記錄模塊，方便對火箭進行研發測試，并能拓展出更多功能。

經過多年的大賽歷練，已有越來越多的非傳統航空航天院校開始在CADC的大賽上斬露頭角，在技術創新方面給人帶來許多驚喜。

這次太陽能飛機比賽中，桂林航天工業學院的“海鷗”飛翼布局飛行器就給大家留下了深刻印象。首輪比賽中，因為陽光照度低，這款造型怪異的飛行器和北航、西工大的太陽能飛機一樣，沒能完成起飛。而西安交大、西安理工等幾所學校抓住了轉瞬即逝的有利時機，操縱太陽能飛機迅速升空，占據了有利地形。西安交大的模型在載重500多克的狀態下飛滿15分鐘，鎖定了首輪第一。接下來幾天一直陰雨不斷，第二輪比賽岌岌可危。幸虧9月26日中午出現了短暫的晴天，第二輪迅速開賽。北航的鴨式布局太陽能飛機平穩著陸，衛冕成功。載重2.6千克！非常驚人的一個成績。西安理工一掃上屆比賽時的陰霾，兩輪比賽模型都順利升空，第二輪還飛滿15分鐘。最后時刻，桂航的“海鷗”再次登場，模型在太陽露出云層的短暫一刻緩慢爬升，在兜過一個圈后逐漸爬上高空?？粗q如B-2轟炸機般的飛翼模型在空中飛行，現場的觀眾都為桂航的獨特設計贊嘆不已?？上Х€穩飛滿15分鐘著陸時，桂航選手沒能控制好模型，導致模型一頭撞向了場邊的大樹。不過這點小失誤不算什么，希望他們來年能有更加出色的表現。endprint

除了太陽能項目，桂航在對地偵察與打擊項目上的表現也可圈可點。他們的模型設計有襟翼，在飛臨目標區上空時，只需放下，模型的速度就能減緩下來，方便觀察目標并投擲“彈藥”（水瓶）。類似的設計還出現在北理工等院校的模型上，這些模型在目標上空飛行速度極慢，靶標上的數字肯定能看得一清二楚。不過這些高手們也時常上演“炸機”的一幕，因為太過追求投彈精度，模型飛得很低，在第一視角下特別容易墜地或撞上周圍的樹木等障礙物。西安交大的兩組選手在第二輪比賽中，就因過于追求精度而失手。一架模型在靶標上空半米高的位置投彈，只可惜晚了一點，水瓶未能投到目標區；另一架模型則一頭扎上目標墜毀。撞樹的模型就更多了，計量大學的一位男生，看到自己的模型撞樹墜毀泣不成聲。都說男兒有淚不輕彈，只是未到傷心處！

而要論“炸機”重災區，非限距載重空投（因模型空機重量不得超過1千克，常被簡稱為1公斤）項目莫屬。上屆比賽，該項目因“炸機”占比超高，被戲稱為“炸機大賽”。本次比賽，“炸機”則明顯減少，說明各隊的技術水平都有了顯著進步。另外，該項目也是受下雨影響最大的一個，屢次推遲后，才在最后兩天完成比賽。特別是第一輪比賽，該項目排在太陽能飛機比賽之后才開始，一直到晚上6點多看不清時，比賽才不得不暫停。而當天最后一個出場的選手卻成了“幸運兒”。這位西工大的季逸民同學在夜幕下投出了當天少有的靶心位置（1區）。更為巧合的是，他本人就是鎮江人，自己家就在河對岸，從江蘇航院出發20分鐘就能到，但因為比賽卻“三過家門而不入”。幸虧當天他的父母趕到現場，親眼見證了他表現最出色的一刻。次日，西工大隊乘勝追擊，再次發揮出高水平。如果沒有計量大學更神勇的一投，西工大將包攬該項目個人和團體冠軍。

西工大在本屆比賽中獲得了兩項冠軍和兩項亞軍。其中一項個人亞軍，是在CADC總決賽中份量最重的限時載運空投（因模型空機重量不得超過3千克，常被簡稱為3公斤）項目中獲得的。作為傳統強隊的西工大和北航，曾壟斷該項目冠軍多年。而這次，團體冠軍被河北科技大學獲得，個人冠軍則被沈航摘走。對于兩支強隊，這樣的結果肯定不會滿意，但對這項賽事、對中國的航空航天事業來說，未嘗不是好事。越來越多的學校能在這項最考驗綜合實力的項目中挑戰傳統強隊的地位，說明中國高校的整體實力、中國大學生的綜合素質都在迅速提升。此外，這項比賽的參與學校逐年增多，這次增加到11所、28個機組，其中還有不少女將。獲得冠軍的沈航周志斌，他的女友就是自己的助手。在第三輪比賽剛剛結束時，女友大聲呼喊的一句“我愛你！”讓全場沸騰！哈工大和太原理工甚至直接選女生做飛手，雖然她們的成績并不如意，但能站上這個舞臺，就已經成功了！

隨著最后一個水袋濺起的水花散去，2017年CADC總決賽落下了帷幕。無論是成功還是失敗，CADC大賽上的一番歷練，終將成為每個參與者最寶貴的財富。

而說到創新，本刊在采訪報道中也創新十足，相信很多粉絲已經領略到了。本屆大賽，除了每天的微信推送，我們還在一直播平臺開設了直播間“模范er”（房間號：284404515），對比賽進行實時直播，獲得了廣泛的關注和好評。在比賽現場，我們采訪裁判員、教練員、運動員、評委，獲得了大量獨家內容，豐富了直播的內容。此外，每晚的工作間探訪，也深受關注，只可惜時間有限，無法一一走訪。另外有點遺憾的是，因為時間沖突，沒能對科技創新評比項目答辯現場進行直播。不過我們有幸在限時載運空投比賽現場采訪到科技創新評比委員會資深主任、北航教授徐揚禾。在直播后臺，始終有大批粉絲踴躍互動，競賽技術工作委員會主任、北航萬志強教授也光臨直播間，向大家問好。

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最后友情提示，2017年CADC攝影大賽已經正式啟動，“模范er”微信公眾號正陸續發布參賽細則，請大家踴躍投稿！endprint