第10章 天行者实验室（Flyerlab）（下）（1/2）

开发无人机，首先要确定应用场景和环境控制，这个就是飞机研究重大项目里面的“初步设计”阶段的第一个环节。

我们设定了一个场景：一名军事侦查人员深入敌后，要对3公里范围内的地形地貌和气象数据进行侦查，并能实现实施数据实时回传至单兵携带的军用“三防”电脑上，能实施抵进至距离地面2米的高度进行侦查，被敌方捕获时还能爆炸自毁，当炸弹用。

主要技术参数包括：一款重量2kg左右、非金属外壳、单旋翼或者四旋翼结构、采用无刷电机、2.4GHz频段（配小黄的乐迪遥控器）、最远控制距离3公里左右、外挂探测设备300克（包含1台微型摄像机、1块气象数据集成电路、1个数传模块和1个图传模块）、带自毁程序（鞭炮改的小型炸弹）、续航时间40分钟。

多轴无人机的研制，硬件方面都不是攻关难点，最难的是，飞行控制系统，在那个Pixhawk、APM和WMC都还没有开源面世，甚至连Python、Java等高级语言都没有流行的年代，仅靠C语言和51单片机运行多旋翼自主稳定算法，简直难于登天。就算是汪滔带领的大僵团队，直到2010年，才发布了第一款基于飞控技术的消费级产品AceOne。

米百川提出，要实现多旋翼无人机的自主稳定，用C语言实现起来比较难，而且51单片机的算力也不够，更高级的嵌入板，比如STM32等，咱们也买不起。因此，根据现有的条件，应该采用固定翼结构。

统一了意见之后。决定采用固定翼结构。爽儿根据空气动力学原理和飞机总体设计原则，手绘出了飞机外形的草图，并取名“天行者1号”，我负责用AUTOCAD2004进行三维建模，再依次生成全部零部件和装配图纸。

是的，没看错，就是用建筑行业最常见的二维软件完成了全机的三维建模，并且绘制了全部的零部件和装配图纸。

What？我们都嘲笑爽儿没文化，“天行者1号”是世界第一架飞机，美国莱特兄弟的创世之作。我们这样做岂不是对航空先驱的大大不敬？

爽儿不屑地答道：“你们才没文化，在西方，为了表示尊敬，会把取个和德高望重的前辈一样的名字，这是惯例，像什么亚历山大、乔治等等。”

我们拧不过他，那就这个名字吧。

“天行者1号”是个极其粗糙的实验品。采用固定翼、翼身融合的结构形式，外形有点像字母“V”，这种气动外形，也是极其的异想天开，几乎违背常理。机身长52.0cm，宽23.5cm，高5.2cm，没有设置起落架，只能靠用手举着起飞，因为根据升力公式计算，已经超重了，可能无法滑跃起飞。动力螺旋桨装在尖端，岔开的两条梁作为机身，里面是空的，两边平衡地安装着电池、导线、机载设备等。外壳采用航模泡沫板粘接，升降舵、方向舵有两组，分别安装在V型的两条梁的后末端。

所有设备一边安装，一边调试，还一边称重找平衡。

完工以后，用更薄的泡沫板作为翼身融合的整流罩糊上去，再称重，找重心，中心不在指定位置，就用热熔胶在尾部把缝隙补牢固一点，顺便可以配平。其实我国早期的飞机也是用的这种方法，最常见的是歼8及之前的飞机都在机翼两端末梢的锥型零件，里面装着可调节的铅块，就是配平用的。

没过多久，我们小团队研制无人机的消息不胫而走。

一切准备就绪，因为平时上课没时间，就找个周末准备户外试飞，面对这样外形古怪的飞机，爽儿自豪、小马哥不屑于理睬、米百川大失所望，唯有小黄、陈鹏和我依然兴致不减，坚信绝对首战告捷。

大家对这个造型奇特的东西都没有十足的把握，生怕万一首飞“炸机”，丢人丢到全校去。试飞小分队决定避开人多嘴杂的足球场，选择宿舍楼后方的荒地，而且要偷偷过去。

为了一次成功，首飞准备从周六早上吃完早餐就开始，各个系统单项调试，尤其是作为动力的电机和操纵舵面，试了又试。为了确保数传和图传的准确，还趁着波波同学睡觉，把他全楼层配置最高的游戏笔记本电脑拿了出来做地面站用。

在准备过程当中，荒地上慢慢聚集了很多人，有的是路过好奇的、有的是得到消息以后慕名前来观看的，出乎我们的意料，那么多人观看，佛祖保佑一会儿别“炸机”。

“静态数传、图传正常！”我看着笔记本电脑的地面端。

“静态操控正常！”小黄试着微微拨动乐迪遥控器的摇杆。

小黄随即点开了起飞开关，爽儿手拿着飞机，举过头顶，尽量保持水平姿态。螺旋桨转速越来越大，形成的拉力慢慢地想把飞机从爽儿的手上拖着往前走。

“推力不够，再加大，摇杆推到80%”，爽儿凭手中的感觉来估算2kg的飞机需要多大的拉力，才能保证飞机从他手中正常起飞。

“小黄，我感觉80%还不保险，摇杆推到95%吧”，爽儿看着被他举着的飞机，思考着