曼彻斯特大学研究人员设计并驾驶世界上最大的四旋翼无人机

　　曼彻斯特大学的工程师建造并驾驶了世界上最大的四轴飞行器无人机。该无人机由一种称为泡沫板的类似纸板的材料制成，角到角的尺寸为 6.4m(21 英尺)，重量为 24.5kg，比民航局规定的重量限制轻 0.5kg。

　　该无人机的创新设计被称为巨型泡沫板四轴飞行器(GFQ)，这意味着它与现有的任何其他无人机都不同。四个臂由一系列空心盒结构组成，可以方便地拆卸运输。截至撰写本文时，还没有任何重量级别的专用无人四轴飞行器(四个转子)大于曼彻斯特飞行器的记录。

　　该项目最初是一个好奇心驱动的项目，旨在通过使用比通常的碳纤维更环保的轻型航空航天结构替代低成本材料来激发学生的设计创造力。

　　与碳纤维不同，低密度片材具有高度可回收性，甚至可堆肥。研究人员希望这次演示能够激励下一代设计师从全新的角度思考可持续发展。

　　负责该飞行器设计和制造的曼彻斯特大学研究工程师丹·科宁 (Dan Koning) 表示：“泡沫板是一种有趣的材料，如果使用得当，我们可以创建复杂的航空航天结构，其中每个组件都经过精心设计只达到需要的强度——这里没有过度设计的空间。

　　“得益于这一设计原则以及广泛的背景研究，我们可以自信地说，我们已经制造出了世界上最大的四轴飞行器无人机。”

　　虽然这款无人机纯粹是为了概念验证而开发的，但这种车辆类型的未来迭代可以设计为在短距离内携带大量有效载荷，或在空对空对接实验中用作无人机“母舰”。

　　该四轴飞行器由 5 毫米厚的泡沫板制成，具有泡沫芯和纸皮。这些板材被激光切割成一定尺寸，并仅使用热熔胶手工组装成 3D 结构。

　　YouTuber 和遥控航空创新者 Josh Bixler 是 Fl​​ite Test 的总裁，该公司生产 GFQ 中使用的泡沫板。

　　乔什在评论这项工作时说：“很多时候，具有先进功能的飞机都是由昂贵的材料制成的，我们坚信它们不必如此。看到工程师以如此平易近人但奢华的方式突破极限是鼓舞人心的，并表明他们确实在跳出框框思考。”

　　GFQ 由四个由 50 伏电池组驱动的电动机提供动力。它还具有机载飞行控制系统，可以自主飞行。

　　首次飞行于 2023 年 7 月 5 日在 CASCADE 合作研讨会周期间在斯诺登尼亚航空航天中心的主机库内进行，来自英国各地大学的团队齐聚一堂，展示他们最新的研究技术并集思广益创新。

　　驾驶该飞行器的曼彻斯特大学航空航天系统讲师基兰·伍德 (Kieran Wood) 表示：“飞行的最初时刻是这类多旋翼无人机的成败点。有数百种情况。你必须做对。如果一切都设计和建造得很好，我们期望成功，但任何问题都会在第一次起飞时快速、计划外的拆卸中变得非常明显。”

　　该项目建立在2022 年同等大型固定翼泡沫板飞机成功的基础上。此后，大学成立了一个学生社团，专门致力于开发轻型、大型泡沫板无人机 (UAV)。

　　去年，一个本科生团队帮助构建和测试了该结构的各种关键子组件。

　　曼彻斯特大学航空航天工程教授比尔·克劳瑟 (Bill Crowther) 表示：“使用泡沫板为学生实验创新结构设计提供了独特的学习机会。虽然这种材料的重量很坚固，但它需要大量的工程技能才能利用“它的结构潜力。最终，通过这种设计，您只需几张精心放置的纸片就可以支撑 25 公斤的飞机 - 这就是可能的艺术。”

　　该团队现在正在寻求进一步优化巨型泡沫板四轴飞行器的设计。

　　Dan Koning 补充道：“我们从这辆探路车中学到的经验教训应该可以帮助我们在下一辆探路车上增加几米。但要变大 50%，就必须变得更聪明 100%。”

　　由曼彻斯特大学提供