为提升大学生对航空领域的认识程度,培养大学生在航空领域的兴趣爱好,以及激发大学生的创新意识与热情,同时为航空相关技术领域储备和输送更多的优秀人才,决定举办辽宁工业大学2022年大学生“创新杯”未来飞行器设计大赛暨省赛选拔赛。
一、竞赛组织
主办单位:创新创业教育中心
承办单位:机械工程与自动化学院
二、竞赛主题
短距起飞/垂直降落飞机(以下简称短垂飞机)和倾转旋翼机
三、参赛对象及要求
1.本次比赛主要面向全校在校本科生和研究生。
2.以个人或团队形式参赛均可,其中以团队形式参赛产业基础设计赛项、VR/AR设计赛项人数不超6人,总体设计业余赛项人数不超4人,每个参赛队伍可以有1-2名指导教师。
四、竞赛内容及技术要求
1.竞赛内容
本届大赛共分成总体设计业余赛项、VR/AR设计赛项、产业基础设计赛项。
2.技术要求
(1)目标要求
参赛者可以选择短垂飞机和倾转旋翼机之一,根据未来军事发展趋势,展望未来航母编队和两栖编队可能的军事需求和使用环境,构想和展望未来短垂飞机和倾转旋翼机的作战运用场景和使用能力需求,分析其应具备的战术技术性能要求,分析描述本设计方案的任务目标及其应用前景。
(2)外形设计
所设计的未来短垂飞机或倾转旋翼机外形方案应符合基本的空气动力学原理,满足在航母和两栖舰船舰载起降、舰面有限空间停放、海上作战和运用、垂直和水平不同状态飞行等基本要求,短垂飞机还需要考虑高隐身/全向隐身、高机动能力、全域攻击等相关技术要求,要具备相对于现有机型的技术先进性,并具有必要的视觉美感。
(3)总体布局
完成未来短垂飞机或倾转旋翼机的总体布局设计,总体布局应满足“目标要求”中涉及的主要战术技术性能要求,并对各主要功能部件(如起落装置、增升布局、折叠机构、动力装置及转向系统、导航设备、机载武器等系统)做出文字描述,并对主要机载系统在机体内的布局做简要描述。
(4)动力装置
描述未来短垂飞机或倾转旋翼机所采用的动力方案的先进性、可行性、可靠性等技术特点。特别地,短垂飞机必须对动力形式选型(包括但不限于主动力转向+升力风扇形式,主动力转向+升力发动机形式,中置发动机多喷口换向式等)、推力转向特殊机构、推力升力平衡控制等进行设计分析;倾转旋翼机必须对动力系统换向装置进行设计分析。
(5)起降方式
给出未来短垂飞机或倾转旋翼机所采用的特起飞和降落方式,分析起降性能(分为舰载起降性能和陆基机场起降性能);分析其起降性能、技术特点和为适应舰载起降采取的特殊机构设计,重点设计和仿真验证分析垂直和水平飞行状态变换过渡过程中飞机的控制规律及飞机平衡和稳定性特性。
(6)座舱显控和操纵系统
根据未来海上作战战场环境和使命任务,简要描述短垂飞机或倾转旋翼机飞行员的任务特点(短垂飞机可以采用无人机形式),以及满足飞行员操控及作战的座舱显控系统特点,并设计座舱显控总体布局;描述未来短垂飞机或倾转旋翼机所采用的操纵系统特点,及其在工作时的基本原理和控制方式。鼓励引入人工智能参与飞行操控,如果起降和过渡过程采用全自动模式,必须设计全自动飞控系统工作过程及评估其能达到的智能化等级。
(7)技术数据
给出所设计的未来短垂飞机或倾转旋翼机的主要技术数据,如几何尺寸(例如翼展/折叠翼展、机长、机高、机翼面积、前缘后掠角、主轮距、前主轮距、钩眼距等);技术参数(发动机推力、空机重量、最大起飞重量、标准弹射起飞重量、最大阻拦着舰重量、标准着舰重量、最大载弹量/装载量、载油量、推力/升力指标及匹配性等)。
(8)性能数据
根据所提出的需求目标,分析和计算出本方案可达到的主要性能指标(如最大平飞速度、最小平飞速度、实用升限、短距起飞/垂直降落性能及边界、垂直起降性能及边界、几种典型构型和作战剖面的作战半径、陆基机场起飞起降滑跑距离等)。
(9)安全性、环保性、经济性分析
如何保证未来短垂飞机或倾转旋翼机在舰船平台起降飞行的安全,适应海上作战环境;分析其可靠性、维修性、经济性;分析其飞行员训练要求和维护人员要求。
五、竞赛形式及评审标准
(一)竞赛规则
1.根据竞赛内容,在规定的时间内提交相关材料,超过规定时间完成申报的,将不能参加竞赛评选;
2.具体赛项申报如下:
2.1总体设计业余赛项
(1)作品由设计图和文字报告两部分构成。设计图为彩色,包含飞行器的外型效果图、动态三视图(总体设计业余赛项为简要三视图)、机内布局图等。相关数据可以根据定性分析给出,文字报告字数不超过4000字。
(2)只需提供作品电子版,手工绘画作品请扫描成电子版,制作实物请拍摄照片提交。文字报告为word格式,设计图为jpg格式,规格统一为A3或B3纸。
2.2 VR/AR设计赛项
(1)作品由工程文件、发布包、展示视频和文字报告四部分构成。文件发布包要求发布为PC平台或HTC Vive平台或华为VR Glass平台。展示视频要求影像清晰,能够展示虚拟现实/增强现实设计和开发的全部内容(包含交互、动画、仿真等),作品的开发工具建议使用Unity 3D软件,版本不高于2020.3.15。文字报告应当经过充分的论证分析,对于采用的新技术,要有可行性分析,字数不超过6000字。
(2)只需提供作品电子版,文字报告为word格式,展示视频为mp4格式。
2.3产业基础设计赛项
(1)产业基础设计赛项应当对面向航空产业基础的航空先进材料与工艺、航空复合材料设计与分析、航空先进制造技术、整机涂装与设计、飞机结构检测与维修、航线运营与调控、机场运营与保障、航空产业经济与管理、后备人才培养等开展大飞机产业基础设计和分析工作,文字报告字数不超过4000字。
(2)只需提供作品电子版,文字报告为word格式,设计图为jpg格式,规格统一为A3或B3纸。
以上提交的设计图和文字报告中均不得出现作者的个人相关信息,否则视作品无效。
(二)评审方式与评分标准
组委会根据竞赛要求制定评审要求和评分标准。
总体设计业余赛项利用所学知识,充分发挥想象力,设计一款结构合理的飞行器,产业基础设计赛项要对航空相关产业发展趋势和关键技术研究现状做系统分析和论述,VR/AR设计赛项要搭建虚拟现实场景,对航空产业发展和验证有支撑作用。评分标准为总分100分,其中创新性40分、科学性与可行性30分、表现形式30分。
六、报名时间及方式
我校各参赛队伍请填写参赛表,于7月5日前将作品文件包上传至百度网盘,并将百度网盘链接及提取码通过微信公众号提交至大赛组委会(百度网盘链接设置为永久有效,作品文件包命名方式:组别+第一作者姓名+作品名称)。
各参赛队伍须在辽宁省大学生创新创业管理共享平台(http://cxcy.upln.cn)上注册报名并提交作品文件压缩包(见附件4(作品文件包命名方式:组别+第一作者姓名+作品名称)),平台提交作品文件不大于600MB,平台提交截止时间为7月5日。
请于7月4日前,将附件5校赛报名表提交至校赛报名邮箱。
七、竞赛时间
竞赛时间:2022年7月5日-2022年7月10日。
八、评奖办法
学生奖设一、二、三等奖。
2018 级学生:一、二等奖获创新学分1 学分;三等奖获0.5 学分。
2019、2020、2021级学生:第二课堂学分按《辽宁工业大学“第二课堂成绩单”制度实施办法》(辽工大委字〔2020〕37 号)执行。
九、联系人及联系方式:
联系人:于老师18641668761
竞赛交流QQ群:684746399
校赛报名邮箱:837600407@qq.com