湖南日报通讯员 柳红蛟 廖玉婷 全媒体记者 杨斯涵
“这是我们进行的第72次产品安全测试。”近日,在湖南机电职业技术学院德苑广场上,一架搭载银色旋翼的无人机正在进行性能测试。
这架无人机的旋翼采用的是PMI碳纤维复合旋翼叶片材料制作而成,由该校大学生聚能创翼团队研发而成。团队指导老师申俊激动地向记者介绍,“这款产品性能突出,市场接纳度高,它有可能重构无人机的安全飞行边界。”
从启梦到践梦 为创新梦想装上助力的引擎
2022年暑期,学校机械工程专业大一学生熊贝贝在家乡春耕现场目睹了触目惊心的一幕:她堂哥操作的植保无人机在施肥作业时因旋翼断裂失控坠毁。“那次事件使我真正理解了63%事故率的概念。”
这次经历激发了这名“工科女”强烈的求索之心,她通过查询资料得知,当前我国63%的无人机事故由旋翼叶片故障或飞行失控引发,桨叶作为无人机核心部件之一,其设计与材料选择直接关系到飞行器效率、安全及环保标准,而市场上民用无人机旋翼叶片存在易折断、质量重、贴合难的问题,解决这些痛点成为提升无人机性能的关键。
彼时,学校正在遴选大学生创新创业大赛“种子项目”,熊贝贝敏锐地捕捉到了无人机旋翼制作材料研究的可行性,“若能抓住这个点加以研究,说不定是一个好的参赛项目!”
回到学校后,熊贝贝找到机械制造及自动化专业老师申俊讲述了自己的想法。在申俊的鼓励与带领下,熊贝贝与6名跨专业学生组成了聚能创翼团队,走上了无人机旋翼叶片材料的研发之路。
两年来,聚能创翼团队前后调研了全国5个省份的20多家新材料企业,针对数十个样品进行了实验,了解到目前国内无人机叶片制作以玻璃纤维、塑料、铝制材料为主,普遍存在续航能力与安全性能不足的问题,研发一款质量轻、强度高的产品迫在眉睫,“这让我们更加坚定了研发新型无人机叶片的信心与动力。”
幸运的是,在学校的大力支持下,团队联系上了国家能源与新材料实验室的负责人、长江学者湛利华教授。在湛利华的指导下,团队获得了研发新型无人机叶片的关键材料——复合材料的配方,并在此基础上顺利研发出了本体聚合法复合配比、超临界流体发泡、超声聚能复合贴合工艺三大关键技术。
自此,一款由PMI泡沫材料和碳纤维材料复合而成的产品应运而生,其质量轻、强度高的性能能够显著提升无人机的耐摔防撞与续航能力。
从实验室到市场 为低空经济插上安全的翅膀
“传统叶片就像威化饼,一碰就碎,我们的目标是做出牛轧糖那样的叶片,我们做到了。”申俊介绍,由PMI材料制作的无人机旋翼即使遭受火源与外力冲击时仍能保持稳固,有效护航飞行安全。
2024年,他们的产品以超国家标准顺利通过了中国民航局测试中心的力学性能测试、北京清析技术研究院的滚筒剥离实验,同时经科技查新认证为国内首创,团队也正在积极申请发明专利。
为了验证产品的可行性,2025年春季,团队通过一家企业联系上长沙县某茶场进行试飞,安插了新型叶片的无人机以每趟吊运30公斤茶叶的频率,在不到3小时内完成了所有茶叶的搬运任务,以实力证明了自己出色的续航力与承载力。经测算,单机年维护成本可实现直降5万元,产品也收获了企业的高度认可。
这一刻,这项技术实现了真正意义上的落地,PMI碳纤维复合旋翼叶片也因此获得了越来越多的企业关注,他们主动联系上团队洽谈合作,“轻资产代工模式让我们能快速铺开产能。”目前,团队已与两家公司达成了无人机叶片产销合作。
“科研成果转化为生产力才能创造价值”,申俊表示,后续将带领团队进一步推动成果向生产力转化,重点着眼细分领域需求,研发成套的高性能的无人机旋翼叶片解决方案,开发系列旋翼叶片,覆盖农业、物流、巡检、救援等领域,为低空经济发展贡献科创力量。
作者:杨斯涵
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来源:湖南日报

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