本校航空電子系
榮獲2008全國大專非固定翼飛行器設計製作競賽第二及第三名


一、前言

現代航空科技百花園可謂繁花似錦,妙趣無窮。新的世紀,主流飛機在實現國際化、市場化、品牌化優勢競爭中大展風姿,與此同時,各類新型飛行器也如雨後春筍紛紛問世。它們既有人類向往已久、攻關不輟的鳥類拍翼式飛行器,也有新材料、新工藝、高科技打造的巴掌大小的微小型無人飛行器,更有能在水上行、地上跑和空中飛的三棲新型飛行器等等,它們既可用於軍事,也可作為民用,真可以說是航空盛世,前景廣闊。

中華技術學院航電系 得獎合照

 

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微型蝙蝠"翼展只有23厘米,重14克。

有翼生物飛行姿態的優美與靈敏性,抓住人類對飛行的憧景已經有很長的一段時間。昆蟲複雜的飛行控制機制允許在很大的範圍中進行巧妙地操控。與傳統的固定翼和旋翼飛行器相比,拍翼飛行器的主要特點是,將升力、懸停、推進、控制功能全面集成於拍翼系統中,可以用很少的能量進行遠距離飛行,同時具有高效率、高機動性、低噪音、無須專用起飛著陸場地等。大自然中,所有能飛的生物幾乎無一例外地都採用拍翼飛行方式。小型和微型無人拍翼飛行器具有體積小、重量輕、效率高、低噪音、飛行姿態與鳥類相似等特點,適用於低空的中低速飛行,民用方面可用於近距離偵察、空中監視、機場驅鳥等;軍用則可作為拍翼無人偵察機(拍翼飛行機器人),甚至可作為火星探測中的首選飛行器。因此,人類研製拍翼飛行器有著廣泛的民用和軍事應用前景,各國對這一領域的新成就均十分關注。
中華技術學院航電系是從2008年5月起開始進行遙控拍翼飛行器的研究,主要是因為由於固定翼遙控飛行器必須要有一個起降場地,在新竹並沒有一個合法離學校較近且條件適合的起降場,造成同學試飛時的困擾。在2008年3月份中華民國航空太空學會無人飛行載具設計競賽在岡山空軍官校舉辦時,淡江大學機電系楊龍杰教授介紹了其開始心研發微型飛行器─金探子給予我們很大的啟發,由於操控十分簡單易學又不受場地限制引起我極大的興趣,立即邀請楊教授至新竹演講,楊教授更於暑假期間舉辦flapping MAV機電驅動模組試教workshop,我帶領了航電系十幾位同學前往學習,對於驅動機構的設計製作才有初步的瞭解。從而開始致力於flapping MAV操控方面的設計。

  1. 拍翼飛行機構的設計原理

由於市售的拍翼飛行玩具機的飛行操控品質有很大的問題,其僅能增加引擎的轉速提供升力或降低引擎的轉速使飛行器下降,由於拍翼飛行器沒有其他的操縱面,所以無法達成前進、左轉或右轉的功能,導致操控品質完全是開迴路使得拍翼機無法長時間滯留在空中,我們希望設計開發控制控制機構以達成上升、下降、左轉或右轉基本的操控性能,以贏得比賽作為我們的目標。
鳥類拍翅飛行是靠翅膀向上與向下的運動方式來完成,拍翼不僅要產生升力也要製造推力也就是必須同時扮演螺旋槳和機翼的角色。當翅膀拍動時一般可分為兩行程(Stroke):上舉的過成稱為上行程(Upstroke),下拍的過成稱為下行程(Downstroke),而上下拍撲時大致上又可分解成三個動作如圖1所示。


圖1 鳥類拍翼動作分解圖

除了拍撲的動作,上行程時鳥類翅膀會向上及向後運動,下行程時鳥翅膀會向下及向前運動,這個扭轉的動作是為了得到更好的攻角,使向上與向下拍撲時流經翼面的合力傾斜來產生持續向前的推力。而摺疊這個動作是為了能縮小翅膀的受風面積,降低負升力使鳥能飛得省力。但目前市售的拍翼飛行玩具機都沒有後面兩種動作,造成飛行操控品質有很大的問題。
2008全國大專非固定翼飛行器設計製作競賽由國立雲林科技大學機械系主辦並獲得經濟部補助,為提昇我國精密機械共通性基礎技術及培育相關專業人才。以「小型非固定翼遙控飛行器」的產品創新設計實作為主要研究載具。係國內第一次舉辦的遙控拍翼飛行器競賽活動,目的為鼓勵大專院校學生從事設計製作具有創新創意之小型非固定翼遙控飛行器的原型機,並藉由比賽方式,鼓勵大專院校學生勇於嘗試,運用所學,展現創意,設計製作具有創新功能性的小型非固定翼遙控飛行器。
參賽資格為中華民國境內大專院校以上在校(全職)同學均可報名參加。每隊指導老師1名及學生2~3名。歡迎跨領域組隊報名參賽,但同一參賽者不得重複組隊或跨組別報名參加。比賽採初賽、複賽與決賽方式進行。初賽報名隊伍在報名後進行創意設計,並在報名1個月後製作創意構想海報,提創意構想書說明科學原理,創新要點與實施方法,視為第一階段完成,經評選後有10隊可進入複賽。 複賽經評選後有10隊進入複賽,進入複賽隊伍採每兩隊飛三次,選擇最好的成績,產生決賽四隊。決賽在限定非固定翼及長寬高均小於50公分立方體的規格下進行試飛,挑戰比賽項目於最快時間完成指定飛行距離並成功降落於終點平台者獲勝。前三名,給予適當鼓勵。
參賽隊伍有國立雲林科技大學、南台科技大學、國立虎尾科技大學、陸軍官校、淡江大學、中華技術學院共計有24支隊伍參加,經初賽後錄取十隊進入複賽本校航電系有兩隊計進入複賽。決賽於2008/10/31 在國立雲林科技大學舉行,中華技術學院航空電子系參加2008全國大專非固定翼飛行器設計製作競賽榮獲第二及第三名。

三、比賽進行中的照片如下所示




第三名

 

第二名

四、決賽成績如下:
第一名 南台科技大學
第二名 中華技術學院
隊名:蝙蝠俠                      指導教授:歐陽讓
隊員:鍾長霖、黃永銘、賴健中、王怡君
第三名 中華技術學院
隊名:小蝶兒               指導教授:姜仲鴻
隊員:林彥均、陳柏豪、張明暐

 

二、秘書室最新訊息


本校獲教育部同意籌備改名為科技大學,教育部召開97年度大學變更審議會第2次會議決議,通過南開技術學院自97年8月1日起改名為南開科技大學;中華技術學院同意籌備1年。
教育部表示,技術學院改名科技大學作業,係依照「技術學院改名科技大學審核作業規定」、「大學及其分校分部專科部設立變更停辦辦法」及「技專校院增減、調整所系科班及招生名額審查原則」等相關規定辦理。
改名科大之審查作業分為初審、實地訪視及複審三階段,初審階段依各校所提書面申請資料,初步審議各項已標準化之指標是否符合改名科技大學之基本條件,經初審符合基本條件之學校,由審議委員赴學校進行實地訪視,瞭解學校資源、實際辦學成效及改名之規劃構想,最後提送「大學變更審議會」審議,委員會根據實地訪視結果,擇優建議核准改名之學校。
教育部表示,針對核准改名科技大學之校院,為加強追蹤教育品質提升,教育部將於改名滿1年辦理追蹤訪視,改名滿2年辦理科技大學評鑑,評鑑結果差者,將依據相關規定扣減獎補助、扣減招生名額且不得調高學雜費,以整體提高科大辦學水準。
(摘自教育部網站即時新聞 http://www.edu.tw/news_list.aspx
   

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