第31届全国青少年科技创新大赛 航空模型 类 作品 简介

丹顶鹤

第31届全国青少年科技创新大赛  

2016/8/13日 至 8/18 上海 华东师范大学 召开

                                     航空模型 类 作品  简介

       展位号： 2-7 项目编号：PA162009T  福建省
          小型 烟风洞 平台设计与实验探究

目的：设计并制作流场品质佳、功能多样的小型低速风洞，开发可靠的流动显示及定量探究实验方案。方法：基于3D建模开展设计、针对现有风洞的缺点进行改进优化、采用组合法引入DIS测力传感器实现定量探究。结果：具有良好的流场品质及观测流场流线的效果，可演示流线分布、涡旋产生、飞行姿态、稳定性等空气动力学基础实验。可开展风速、迎角、机翼形状与升力的定量关系研究及其它拓展探究实验。

    结论：1. 通过烟线将空气的流场清晰显示是本平台研制的重要功能，它可进行飞机机翼表面流动、钝体扰流、建筑物气流检测等一系列流体力学实验。
2.定量测量数据表明：机翼受到升力随风速增大而增大；机翼受到升力随迎角先增大后减小；机翼受到的升力与机翼形状有关。
                              3.这样不仅有效促进中学生对相关知识理解，提高他们对空气动力学的探究兴趣。
                  更重要的是，它具有广泛的工程设计运用前景。如交通工具、建筑物、桥梁等的抗风能力的外形设计模拟检验。






         

     展位号： 2-9 项目编号：PA162011T 天津市     

        利用 阳光、 水、空气 为 动力 的 遥控模型飞机

       目前模型飞机常用燃油内燃机、锂电池电动机和火药推进装置作为动力。我们创新地采用了无噪音、无空气污染、绿色环保的高压喷水的反冲力做为模型升空的新能源。     

      我们创新的用太阳能电池为超级电容充足电能，再用充满电的超级电容做为舵机工作的电源。

      我们借鉴了突破传统空气动力学理论的KFm阶梯式翼型，创新的利用此翼型制作飞行了遥控模型滑翔机。
       除此之外还巧妙地利用了自行车线闸与架子鼓脚踏板配合，将原先另外需要助手用手动释放的环节，改进成为运动员脚踏发射和手动遥控操纵一个人独立完成。
       每次仅仅需要200毫升的清水与400毫升的4-5个大气压的压缩空气，就可以将模型飞机送上几十米高的校园蓝天遥控飞行。
    “ 阳光—水—空气 ”是我们创新研制的遥控模型飞机翱翔蓝天的无碳、绿色、环保的新能源。

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       展位号： 4-19 项目编号：EN163016 北 京市   
      固定翼无人飞行器发动机矢量改进

本项目是对固定翼无人飞行器的发动机进行矢量改进，将发动机架设计为可以上下可调整角度的矢量发动机，在起飞过程中发动机轴线上扬从而获得有利的抬头力矩，以提高飞行器的起飞性能，缩短飞行器起飞距离。本项目的研究中着重考虑了飞机起飞过程中的受力状态，分析了发动机矢量带来的有利因素，并通过实验验证了猜想。在研究过程中为了进行实验，制作了模型飞机作为验证飞机，进行了多组对比实验试飞。实验有效的验证了猜想可行性，得到了发动机的矢量改进在无人机飞行器起飞过程中能起到积极的作用。本项目为个人项目，所有工作均为一人在指导老师的协助下完成。本项目的前景广阔，可为短距起降的无人机提供可行的，改动较少的改进方案。在后面，本项目将会在制作一个验证机，并再次试验以得到更加准确的数据和实验结论。

      展位号： 6-3 项目编号：EN163061T 黑龙江省

       仿生扑翼北斗龙的设计与制作

参加了大庆北斗鹰社团，设计制作了仿生扑翼北斗龙为垂直起降，并可在空中悬停，爬升，降落转弯等动作。碳纤维骨架、驱动无刷电机、两个对称设置的曲柄连杆机构、扭转连块和扑翼摇杆，减速电机提供动力输出，形成龙翼前后往复运动和上下摆动，机构紧凑，可靠性高。控制机构8通道遥控，确保飞行平稳易操作，采用 UBX-M8"第八代北斗导航和GPS双模块，配合六轴平衡仪，高精度控制飞行器平衡、返航等动作；飞机自动平飞，一键返航，失控自动返航。仿生扑翼北斗龙飞行噪音小，绿色节能而且可以垂直起落，将来有望森林消防巡逻、机场防卫飞鸟袭击等，有很好的发展前景。

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                              展位号： 6-5 项目编号：EN163063 黑龙江省       微型飞行器的设计与制作

微型飞行器的机身的设计用autocad2013软件设计生成的模型另存为stl文件，输入3D打印机直接快速制作成4旋翼机身模型，3D打印机身，将设计好的图输入3D打印机中，打印出机身实物，通过BLE 4.0无线通信控制、其核心芯片是ATMega32U4，并配置了6轴传感器MPU-6050，3轴磁感计HMC5883L和气压计BMP085，兼容Arduino Leonardo，用手机或平板APP 遥控控制 。 装北斗与GPS双导航与高清摄像机，保证在飞行路线及飞行的稳定性，操控人可以根据驾驶系统摄像头和水平仪、北斗导航系统传输的位置和位姿信息，通过手控遥控器无线发送运动状态控制信息，以控制4旋翼机的起降、飞行、悬停和转向等动作。在地面监控中心，通过电脑将预先设定的航线、飞行高度、飞行速度、空中悬停等预定状态控制信息发送出去，通过北斗与GPS双导航自动驾驶仪，进而完成各种预定动作。

      

            展位号： 6-11 项目编号：EN163070 陕西省      减阻新思路——融合式翼梢涵道

1、    研究目的：高效消除亚音速飞机的翼梢涡流并利用其部分能量对飞机做正功，降低诱导阻力并将其转化为推力，实现节能减排、增大航程及升限等目的。
2、研究方法：①依据设计指标进行理论分析与初步设计；②运用控制变量法进行纸飞机对照试验；③采用模型飞机对“融合式翼梢涵道”概念进行试飞验证；④分析实验数据并得出结论。
3、实验结果：①单侧加装融合式翼梢涵道的纸飞机在无风条件下飞行时，向常规翼梢方向发生偏航；双侧加装翼梢涵道的纸飞机，在其他条件完全相同时，其滑翔距离较未加装该装置的纸飞机得到大幅提升；②单侧加装融合式翼梢涵道的模型飞机向常规翼梢方向偏航；③上述实验中纸飞机与模型飞机均没有发生过失速、螺旋、波浪等危险的飞行状态。
4、分析、结论：融合式翼梢涵道在纸飞机实验与模型飞机的试飞验证中均具有降低诱导阻力的效果，且不会对其飞行的安全性造成影响，具有一定可行性。

丹顶鹤

        

展位号： 6-17 项目编号：EN163076T吉林省  

         基于“互联网+”旋翼无人机的烟囱排放烟气污染物监测系统

        烟气超标排放是大气污染的重要来源之一，国家为了减少烟气污染物的产生，要求燃煤锅炉必须安装除尘、脱硫等装置，但仍有不良企业偷偷关闭过滤、脱硫等设备，超标排放污染物，甚至伪造数据。燃煤锅炉分布广、运行时间长，监控困难大。本项目旨在监测烟气污染物排放，将“门难进、脸难看，证据难找”的现状转变为“不进门、不看脸、实时拿到证据”，提出“互联网+”旋翼无人机的烟囱排放烟气污染物监测系统。系统包括六旋翼无人机移动飞行平台、用于污染源定位取证的机载视频图像采集系统、颗粒物（PM2.5/PM10）和硫化物气体监测传感器、机载通讯模块、地面控制基站、GPRS模块、互联网“云平台”。研制成功的监测系统对中小型供暖锅炉、秸秆燃烧和生活垃圾焚烧的烟气排放物进行了测量，监测数据传输到地面基站，并通过GPRS模块将数据上传到互联网服务器，实现了测试数据的“云平台”共享。多次测试结果表明监测系统运行稳定可靠。

        展位号： 7-9 项目编号：ZO163008T 新疆

               生态研究利用多旋翼无人机开展高山兀鹫繁殖

    【目的】尝试利用多旋翼无人机开展高山兀鹫繁殖生态研究，拓宽猛禽研究方法，开辟野外调查新手段；获取高山兀鹫繁殖生态资料，填补研究空白，为猛禽保护提供基础数据和建议；提高野外综合素质和实践动手能力，培养爱科学、学科学、用科学的创新精神。

   【方法】主要利用多旋翼无人机探测高山兀鹫繁殖情况，拍摄巢内繁殖动态及行为，同时结合定点观察、样线法、问卷调查、专家咨询等方法开展研究。

    【结果】通过无人机拍摄及野外观察，获得了大量有关高山兀鹫繁殖的影像资料和生态数据，包括窝卵数、巢材、繁殖周期、繁殖行为、食性等，揭开了高山兀鹫神秘的面纱，是一次成功的尝试。野外还发现高山兀鹫生存状况不容乐观，亟待关注。

    【结论】多旋翼无人机在开展高山猛禽研究方面是一个大胆、充满挑战的尝试。野外实践证明是可行和成功的。希望将来能扩大应用范围，加强改进，投入到更多的猛禽鸟类研究当中。同时，期望未来积极加强高山兀鹫种群研究和保护。

东方龙人

zjxcliujf

不错不错！我在现场学习了！

丹顶鹤

第31届全国青少年科技创新大赛     专题     网址

http://castic.xiaoxiaotong.org/m2016/liveplay.html

丹顶鹤

    以上是我从大会 本届专题 资料 下载 搜集发在这里，按展位序号排列，让辅导员老师们分享的。可能有所遗漏，请了解详情的模友继续补充。
    “利用阳光、水、空气为动力的遥控模型飞机”是我们天津中学初中学生的作品。详细过后再介绍。
     “小型烟风洞平台设计与实验探究”是福建省初中同学的作品，荣获一等奖。我的学生详细拍了视频，过后我再另立专题让您分享。

pig884

用水做动力比较屌

gds135

感觉初中生做不出来这种基于STM32或者ARDUINO的数据传输的东东吧... 大学倒是有不少童鞋做这个玩的... 水空气那个挺好玩的，以前玩过水火箭这个脑洞给100分、不过看翼型滑翔的时间并不长而且不可控、、

3dhx

极度反感现在的青少年创新大赛，95%以上是教练丶家长以及学校与高校合作产物，却贯以青少年之名，学生多数只是旁观者，好一点的能简单跟着参与一下。
组织学生参与平时的活动无疑是很有意义，问题岀在大赛的组织去迎合学校丶家长的功利需求。

孤独的飞行者

都是人才呀！

大头娃娃小蜜蜂

丹顶鹤

zjxcliujf 发表于 2016-8-19 15:55
不错不错！我在现场学习了！

希望您能补充 展会 航空模型 类的招片或视频

丹顶鹤

3dhx 发表于 2016-8-19 17:38
极度反感现在的青少年创新大赛，95%以上是教练丶家长以及学校与高校合作产物，却贯以青少年之名，学生多数 ...

老科技辅导员和老航模辅导员都赞赏您的观点

丹顶鹤

利用 阳光、水、空气 为 动力 的 遥控 模型滑翔机

guangfu

既然是青少年科技创新赛，应该考虑学生的年级、知识水平，动手能力这几方面，是不是青少年力所能及。

11楼的朋友说得对：
极度反感现在的青少年创新大赛，95%以上是教练丶家长以及学校与高校合作产物，却贯以青少年之名，学生多数只是旁观者，好一点的能简单跟着参与一下。
组织学生参与平时的活动无疑是很有意义，问题岀在大赛的组织去迎合学校丶家长的功利需求。

丹顶鹤

第31届全国青少年科技创新大赛 航空模型 类 作品

展位号： 2-7 项目编号：PA162009T     福建省              小型 烟风洞 平台设计 与 实验探究                             一等奖
展位号： 2-9 项目编号：PA162011T     天津市              利用阳光、水、空气为动力 的 遥控模型飞机             二等奖
展位号： 4-19 项目编号：EN163016    北 京市             固定翼 无人飞行器 发动机 矢量改进                           二等奖
展位号： 6-3 项目编号：EN163061T    黑龙江省           仿生 扑翼北斗龙 的 设计 与 制作                                 二等奖
展位号： 6-5 项目编号：EN163063      黑龙江省           微型飞行器 的 设计 与 制作                                          三等奖
展位号： 6-11 项目编号：EN163070   陕西省               减阻新思路——融合式翼梢涵道                                   二等奖
展位号： 6-17 项目编号：EN163076T 吉林省    基于“互联网+”旋翼无人机的烟囱排放烟气污染物监测系统       二等奖
展位号： 7-9 项目编号：ZO163008T   新疆维吾尔自治区       利用多旋翼无人机 开展 高山 兀鹫繁殖生态 研究       三等奖

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垄上田

            其实无论赞赏的，非议的，这个赛那个比的，也无论是谁真研究出来的或制作出来的    只要没山寨国外的，没（哪怕一丁点）抄袭，就总是本国在航模方面推进的成就，都一样是让大家开眼界，长见识，持续研制各类新机型后辈代有人才出的大好形式               

尾巴点点

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