原標(biāo)題：兩破無(wú)人機(jī)續(xù)航世界紀(jì)錄 這個(gè)團(tuán)隊(duì)有何秘訣

日前，北京航空航天大學(xué)“馮如三號(hào)”研發(fā)團(tuán)隊(duì)二期成員研發(fā)的“馮如三號(hào)-100型”無(wú)人機(jī)持續(xù)飛行80小時(shí)46分35秒，刷新了由該團(tuán)隊(duì)2019年創(chuàng)造的同重量級(jí)世界紀(jì)錄，并成功超過(guò)了由美國(guó)極光飛行科學(xué)公司研發(fā)的“獵戶(hù)座”（Orion）油動(dòng)固定翼無(wú)人機(jī)（重量2500—10000kg級(jí)）2014年創(chuàng)造的80小時(shí)2分52秒的世界紀(jì)錄，躍居國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)認(rèn)證的全世界油動(dòng)固定翼無(wú)人機(jī)（重量等級(jí)無(wú)差別）續(xù)航時(shí)間的榜首。成立四年，兩破世界紀(jì)錄，這支團(tuán)隊(duì)有什么樣的追求，底氣又在哪里？

高目標(biāo)：以世界紀(jì)錄牽引育人

2018年，北航“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)成立。馮如被譽(yù)為“中國(guó)航空之父”，于上世紀(jì)初中國(guó)積貧積弱之時(shí)投身飛機(jī)制造，設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)并親自試飛了“馮如一號(hào)”“馮如二號(hào)”，揭開(kāi)中國(guó)航空史第一頁(yè)。成立之初，團(tuán)隊(duì)便設(shè)定了一個(gè)遠(yuǎn)大目標(biāo)：以無(wú)人機(jī)原理樣機(jī)研發(fā)為載體，挑戰(zhàn)世界紀(jì)錄為牽引，打造一個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐課程平臺(tái)，培養(yǎng)航空航天領(lǐng)域拔尖型創(chuàng)新人才。

指導(dǎo)老師王耀坤自2011年開(kāi)始指導(dǎo)北航航模隊(duì)，并且多次獲得國(guó)內(nèi)外頂級(jí)賽事冠軍。但他逐漸意識(shí)到傳統(tǒng)航空實(shí)踐培養(yǎng)的內(nèi)容與前沿科技發(fā)展存在一定的差距，同時(shí)，競(jìng)賽規(guī)則也限制了創(chuàng)新裕度和挑戰(zhàn)度，對(duì)于拔尖型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式仍有提升空間。在北航人才培養(yǎng)改革推動(dòng)和教務(wù)處、團(tuán)委等相關(guān)部門(mén)支持下，以課程為載體，兼具挑戰(zhàn)性和項(xiàng)目制的人才培養(yǎng)思路逐漸清晰。“設(shè)計(jì)目標(biāo)和評(píng)價(jià)形式最好有客觀評(píng)價(jià)，那就是挑戰(zhàn)世界紀(jì)錄；目標(biāo)實(shí)現(xiàn)后，技術(shù)還要有延伸的空間，便于學(xué)生在碩士、博士期間的深入研究，貫通本碩博。”王耀坤說(shuō)。以這樣的思路為指引，“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)開(kāi)設(shè)了“未來(lái)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的理論與實(shí)踐”課程，自編了《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)概論》作為教材，形成包括校內(nèi)外教師團(tuán)隊(duì)和優(yōu)質(zhì)校內(nèi)外實(shí)踐基地在內(nèi)的完整系統(tǒng)的拔尖人才培養(yǎng)體系。

王耀坤告訴記者，“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)的每個(gè)成員都是精心挑選而來(lái)，通過(guò)三輪招新選拔，初步確定人選進(jìn)入理論學(xué)習(xí)階段，每周開(kāi)展無(wú)人機(jī)系統(tǒng)理論知識(shí)教學(xué)，理論學(xué)習(xí)階段結(jié)束后，還會(huì)有一次針對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的二次選拔。

在理論學(xué)習(xí)階段中，除無(wú)人機(jī)系統(tǒng)教學(xué)外，課程還設(shè)置了GRP（Group Research Design）小組競(jìng)爭(zhēng)性項(xiàng)目作為該階段的最終考核，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、科研敏銳度、信息搜集能力等多個(gè)方面進(jìn)行綜合考查，GRP考查結(jié)果也作為進(jìn)入實(shí)踐階段選拔的重要參考依據(jù)。

真探索：在挫折中發(fā)現(xiàn)最優(yōu)解

“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)教學(xué)理念的主體是要挑戰(zhàn)世界長(zhǎng)航時(shí)極限的創(chuàng)新型無(wú)人機(jī)原理樣機(jī)研發(fā)。一般來(lái)說(shuō)，飛機(jī)越大，結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)效率越高，航時(shí)越長(zhǎng)。無(wú)差別重量級(jí)世界紀(jì)錄意味著“馮如三號(hào)”這種小重量飛機(jī)要比大飛機(jī)飛行時(shí)間更長(zhǎng)，涉及機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、飛行控制系統(tǒng)研發(fā)、動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問(wèn)題。

“所有技術(shù)都圍繞超長(zhǎng)航時(shí)的目標(biāo)進(jìn)行研發(fā)，包括整個(gè)飛機(jī)用的什么設(shè)計(jì)思想，要如何去迭代，各個(gè)子系統(tǒng)之間怎么去權(quán)衡取舍等。”團(tuán)隊(duì)成員馮嘉瑞介紹，2019年首次打破紀(jì)錄的“馮如三號(hào)-70型”是帶起落架的，為了實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)航時(shí)，追求更高的飛行效率，新的型號(hào)飛機(jī)需要新的起降方式，2020年開(kāi)始，他在老師指導(dǎo)下進(jìn)行車(chē)載起飛系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)。2020年暑假快結(jié)束的時(shí)候，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了飛機(jī)車(chē)載起飛試驗(yàn)，結(jié)果非常成功。

2020年底，剛從考研考場(chǎng)走出的團(tuán)隊(duì)成員付寧就接到了負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)管理工作的張益銓的電話(huà)，動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)時(shí)間緊任務(wù)重，兩人第二天便與老師飛到了海南進(jìn)行動(dòng)力實(shí)驗(yàn)。那年整個(gè)寒假，團(tuán)隊(duì)40多人都是在飛行基地過(guò)的。“選在海南試飛是希望溫暖的空氣有益于發(fā)動(dòng)機(jī)性能的發(fā)揮，但沒(méi)有預(yù)料到高濕的空氣提高了飛行風(fēng)險(xiǎn)，帶去的備用機(jī)摔了好幾架，盡管沒(méi)有達(dá)到完美的預(yù)期，卻為我們之后動(dòng)力、結(jié)構(gòu)的改型提供了方向。”付寧說(shuō)。

有一次，飛機(jī)上午起飛，飛了兩三個(gè)小時(shí)沒(méi)有任何問(wèn)題，大家懸著的心剛剛放下。中午一點(diǎn)多鐘，大家在機(jī)庫(kù)里準(zhǔn)備午休。“突然聽(tīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)聲音不大對(duì)，有同學(xué)在外面喊了起來(lái)，出去一看飛機(jī)迎角過(guò)大，掉個(gè)圈直接摔下來(lái)了。”團(tuán)隊(duì)成員章修惠立刻扛上相機(jī)去拍事故第一現(xiàn)場(chǎng)。“我們把全機(jī)殘骸一塊塊拼了出來(lái)。在老師的指導(dǎo)下，分析哪地方出了問(wèn)題，盡快做出改進(jìn)。”

“挑戰(zhàn)極限必然伴隨著探索未知，摔飛機(jī)是難以避免的，這也讓他們體會(huì)到做科研、搞航空不可能是一帆風(fēng)順的。最后破紀(jì)錄也是因?yàn)槟芊傅膯?wèn)題我們前期都犯過(guò)了，并且已經(jīng)徹底解決了。”王耀坤說(shuō)。

看長(zhǎng)遠(yuǎn)：崗位輪動(dòng)復(fù)合育人

在“馮如三號(hào)”團(tuán)隊(duì)里，每個(gè)人的角色并不是固定的。飛控系統(tǒng)組的李沛杉2020年就加入了團(tuán)隊(duì)，一開(kāi)始做宣傳工作，也在動(dòng)力組負(fù)責(zé)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集。在2021年的兩次飛行試驗(yàn)中擔(dān)任動(dòng)力組組長(zhǎng)的林招如在2018年加入團(tuán)隊(duì)時(shí)的角色是油路組成員，負(fù)責(zé)油料管理、加油、抽油的工作。

“2020年暑假，我從發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)作為切入點(diǎn)開(kāi)始接觸設(shè)計(jì)工作，完成了無(wú)人機(jī)一代升級(jí)設(shè)計(jì)和減速器最后一階段的設(shè)計(jì)。”林招如介紹，他還參與了新教材的編寫(xiě)，之后還會(huì)進(jìn)行新型號(hào)無(wú)人機(jī)的整體設(shè)計(jì)工作。

北航北京學(xué)院本科生褚淇泓負(fù)責(zé)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造和線(xiàn)路焊接。“我們進(jìn)到工廠里向師傅學(xué)復(fù)合材料加工相關(guān)技術(shù)，然后我發(fā)現(xiàn)自己很擅長(zhǎng)，就留在了機(jī)體制造的小組。機(jī)體不弄好，其他都沒(méi)法干，很磨性子，活重人累，需要有耐心。線(xiàn)路焊接的活，為了減輕重量，焊很細(xì)的線(xiàn)，需要非常仔細(xì)地操作一些工具，必須得嚴(yán)謹(jǐn)，一根線(xiàn)錯(cuò)了就可能直接導(dǎo)致飛機(jī)墜落。我那時(shí)候還簽了保證書(shū)，心理壓力不小。”

王耀坤表示，每個(gè)成員都要通過(guò)不斷輪崗鍛煉多方面能力，這是全方位培育拔尖型創(chuàng)新人才的重要思路。“我希望我們培養(yǎng)的同學(xué)什么類(lèi)型的都有，同時(shí)是‘身兼多職’，有的是創(chuàng)新研發(fā)為主，有的是組織管理為主，還有做宣傳的，根據(jù)每個(gè)人的特長(zhǎng)去進(jìn)行縱向強(qiáng)化培養(yǎng)，同時(shí)為每個(gè)人分配一些其他方向的職責(zé)，實(shí)現(xiàn)橫向能力的拓展開(kāi)發(fā)，用長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的眼光去倒推、牽引他們各方面能力的發(fā)展。”

“‘馮如三號(hào)’團(tuán)隊(duì)是北航科創(chuàng)實(shí)踐育人的典型示范。”北航團(tuán)委書(shū)記莊巖說(shuō)，“‘馮如三號(hào)’是以學(xué)科前沿和重大需求為牽引，以團(tuán)隊(duì)協(xié)同和學(xué)科交叉為基礎(chǔ)，以理論浸潤(rùn)與實(shí)踐歷練為載體，以課程建設(shè)和教材成果為依托，在整個(gè)過(guò)程中，同學(xué)們堅(jiān)定了方向、開(kāi)闊了眼界、學(xué)習(xí)了知識(shí)、磨煉了意志、提升了才干，是貫徹北航‘厚植情懷、強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出實(shí)踐、科教融通’人才培養(yǎng)方針的系統(tǒng)實(shí)踐。”（記者 劉博超）