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美国东部时间2012年4月27日,北京航空航天大学代表队参加了在美国亚特兰大市举办的SAE国际航空设计大赛（SAEAeroDesignCompetition）,与来自美国、加拿大、波兰等国家的代表队展开激烈角逐,最终获得了高级组冠军.一举夺冠的北航代表队成为了全场瞩目的焦点,中国大学生表现出的优良学科素养和谦逊品质赢得各国师生的称赞.

初识SAE欲试牛刀

自1986年起,美国自动化工程师协会（SocietyofAutomotiveEngineers,简称SAE）开始举办一项专门为航空工程领域的大学生设立的比赛——航空设计大赛（AeroDesignCompetition）.它每两年举办一届,由洛克希德·马丁公司等赞助和承办,各地航模俱乐部加盟并提供比赛场地.

该赛事类似于我国2004～2006年科研类航空航天模型锦标赛中的油动模型飞机载重比赛.它要求参赛者在设定的条件下,以最大载重量为目标,设计、制作并操纵遥控模型飞机飞行.由于比赛设定的条件和目标都来自于飞机设计中遇到的实际问题,因此参赛者有机会接触真实的航空工程活动,使理论知识融入实践,并从实践中再学习,培养创新能力.

SAE国际航空设计大赛发展至今,规模和影响不断壮大,逐渐成为一个锻炼航空专业背景大学生综合能力的舞台,在全球范围内受到越来越多高校的重视.

2012年的比赛分微型组、普及组和高级组3个级别,共有来自不同国家和地区的75支队伍参赛.北航代表队参加的是高级组,相比其他两组,其规则更严格（图1）：在全机起飞重量不超过25kg前提下,合理分配空机与载荷,以获得更高的载重分；模型飞机不但要完成一个完整的航线,而且起降距离也要纳入考核；参赛者需自行设计一套电子装置,以测量模型飞机的实际起降滑跑距离（图2）,且测量精度将作为评分依据.此外,比赛还考核学生的理论水平,要求参赛队在2012年3月19日前提交一份关于参赛机设计的全英文报告,而且要在现场答辩.选择高级组赛事,对北航代表队是一次机遇,更是一次巨大的挑战.

齐心备战攻克重重难关

从2011年10月起,北航航模队便开始了赛事的准备工作,包括参赛者的选拔及分工、比赛规则的解读、参赛机的设计论证和制作及对外联络等.

此次比赛由王耀坤博士担任指导老师,航空科学与工程学院颜旭峰、张子旭、王川、王亚龙、田艺枫和仪器科学与光电工程学院张谦、孙利、宋晓瑞8人（图3）被选拔为参赛选手.颜旭峰为队长,除负责总体工作外,作为模型飞机的总设计师,还负责模型的气动设计.张谦为副队长,协助颜旭峰安排分工,并独自承担了DAS（模型飞机滑跑距离数据采集系统）的设计任务.田艺枫负责模型飞机刹车系统的设计和制作.王亚龙负责动力系统的调试安装及维护.孙利和宋晓瑞负责制作机体并维护,并分别承担摄影、写作、财务及后勤管理等.张子旭是此次比赛的操纵手,并负责对外联络等相关工作.王川负责在美国外场的飞行协调.

参透国际赛事的比赛规则,对参加者而言格外重要.通过对英文比赛规则的深入解读,以及尽可能搜集到的有关SAE大赛的模型飞机图片、视频和技术报告等,队员们对比赛规则有了较清晰的认识.

接下来确定时间节点：2011年10月,设计参赛样机,准备制作材料和进行静力实验；11～12月,确定模型飞机的总体设计参数并逐步细化各部分设计；2012年1月,进行起落架刹车梁静力试验；2月,开始制作第1架参赛机,并完成首飞；3月,制作第2架模型,进行第2次试飞,同时试验DAS系统和刹车系统、完成参赛机设计报告,并于月底将模型打包运往美国；4月,准备英文答辩及办理赴美相关事宜.

由于赴美参赛仅有8人,正常情况下几乎不可能完成上述繁杂的工作,因此北航航模队其他队员纷纷赶来帮忙.参赛队员更是牺牲了寒假大部分与家人团聚的时间,春节刚过便匆匆回校,一头扎进准备工作中.

那段日子里,在航模队的活动基地内总有一群队员,干得热火朝天（图4）,有时甚至通宵达旦.正是凭着这样一股干劲,所有工作按时完成.

由于3月2～15日北京市“两会”期间要全面禁飞,因此为了能尽早验证参赛机的气动性能,为定型打下基础,大家加班加点,熬了几个通宵后,终于在2月28日赶制完成了第1架参赛机,并在寒风中进行了试飞（图5）.因为当时天气非常寒冷,发生了许多从未遇到过的问题：接收机锂电池不放电、舵机等运转不畅等大家围着飞机,焦急地想对策,没有人喊冷,也没有人躲到车内避风.最终,通过采用给接收机更换镍氢电池、使用其他型号的舵机并降低载重量等办法后,模型飞机终于受控,顺利完成首飞.

“两会”期间,在首飞的基础上,队员们又改进了设计,制作出第2架参赛机,并于3月16日（“两会”禁飞刚结束）进行了第2次飞行,全面验证了模型的载重能力、DAS测试精度、轮式刹车的效果等.接下来的3天,大家又马不停蹄地完成了2架模型飞机的检查、调试、拆装和打包工作,于3月28日按时将它们运往美国.

在准备比赛的日子里,队员们不但要进行技术攻关,还要解决其他难题：

比赛报名.由于没有国外比赛的先例,只能摸着石头过河,报名、注册和交费等环节都谨慎认真处理.因为报名参赛队伍很多,而组委会的接待能力相对有限,所以规定每届只允许75支队伍报名注册,超出的队伍则不予接纳,这要求报名既准确又迅速.经过与组委会多次邮件联系、确定了相关信息后,尽早缴纳了600美金报名费,顺利注册北京航空航天大学航模队,成为第68支报名参赛队.

邀请函.申请美国签证条件很苛刻,材料必须准备得十分充分.因此,能有一封组委会的比赛邀请函,会大大提高签证成功率.然而组委会并不提供任何形式的邀请函,参赛者只能在网上自行打印报名确认页.但我们并未放弃努力,一直向组委会及其他相关单位做工作说明困难.最终,比赛的赞助商——洛克希德·马丁公司在了解到情况后,给了北航邀请函.有了这封洛克希德·马丁公司负责人亲笔签名的邀请函,签证材料终于比较完备了.申请签证.这是一个并不好过的难关.由于8位参赛队员都没有去过美国,没有任何申请签证的经验,加之需面签,要当面回答签证官的各种问题,因此大家心里都很紧张.负责外协的张子旭查阅了大量资料,收集了面签时签证官可能问到的各种问题,并且一遍又一遍地为大家修改签证申请表.通过这样精心的准备,最终全部顺利过关.

预订宾馆和车辆.由于组委会不提供参赛机的接收服务,因此必须预订好宾馆,委托宾馆接收模型飞机.我们通过网络查看当地的地图,对赛场及周边情况逐渐建立了地理概念.比赛设在卡明市,位于乔治亚州,是靠近亚特兰大市的一个小城市.赛场在郊区,离市中心约40分钟车程,交通还算方便.确定地理位置后,开始在网上预定宾馆.指导老师王耀坤通过业务关系找到了一位当地美籍华人丁先生,在他的帮助下,成功订到了宾馆,并且价格只有原来的一半.经过协商,宾馆前台的服务人员答应帮我们接收模型飞机,这个难题终于解决了.接下来我们又顺利租到了3辆汽车,其中一辆运送参赛机（图6）,另外两辆用于队员们的交通.

飞机托运.由于参赛机翼展很长,装箱后达2.4m,属超长物品,因此不能随客机一起托运；若走海运,不但运输时间久,而且必须凑齐一个集装箱才能发走,时间上完全不能把握,很有可能耽误比赛；而DHL等国际快运公司费用极高,即使单程运费也要5～6万人民币,根本无法承受.

最后,经多方考察,选择了一家信誉和口碑都不错的小型货运进出口公司,价格优势十分明显,运输时间也能保证.接下来报关审批,每一件托运物都被一遍又一遍地仔细检查,以确保不含海关

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