南航故事 | 效法羲和驭天马 志在长空牧群星——南航无人机研究院“一刀”团队侧记

在去年的国际无人飞行器创新大赛上，来自南京航空航天大学（以下简称“南航”）的代表队取得了令人瞩目的优异成绩。本届无人飞行器创新大赛分为创意赛、竞技赛和像真模型飞机三项比赛内容。在三个项目赛中，竞技赛的难度最高，竞争也尤为激烈。而南航“天马”队在这项比赛中获得一等奖，这项成绩得来背后既是南航无人机研发实力的展示，也是具体参赛的“一刀”团队付出辛劳的体现。

惊艳亮相

尽管参加比赛的队伍众多，但由于固定翼比赛难度极高，所以一些比赛设置项目非常有针对性兼具技术复杂性。例如，固定翼竞技赛项目设置了无人机“短距滑跑起飞”、“目标侦察”、“定点空投”、“触舰复飞”和“动平台拦阻着舰”项目，这些项目在军民两用领域都具有重要的意义。“短距起飞”、“触舰复飞”和“动平台拦阻着舰”的一个重要应用就是航母舰载起降无人机，其可以在航母上实现大型无人机起降。在国际上只有美国X-47B无人机实现了航母舰载起降，该技术在国内尚属空白。因此，该项目设置对发展我国海上舰载无人机有着重要意义。

在比赛正式开始之前，代表南航无人机研究院参赛的“天马”队已经在各队面前提前“秀”了一把实力：由于本届大赛更换了动平台装置，组委会对于新的动平台拦阻装置的阻尼效果没有十足的把握，组委会现场人员在观摩了“天马”队的“黄蜂一号”在地面模拟飞行的优秀表现之后，特地邀请了“黄蜂一号”来验证动平台拦阻装置的阻尼效果。当“黄蜂一号”稳稳地落在1索和2索的满分区并成功挂住2索后，现场所有人员都惊叹高呼。在场的所有观众对南航无人机参赛队表现出的技术实力，无不由衷感到钦佩。

而这架“黄蜂一号”的研制者就是南京航空航天大学无人机研究院飞控室的“一刀”团队。“一刀”团队是以南航无人机研究院浦黄忠院长为行政总指挥，肖前贵研究员为技术顾问，杨柳庆副研究员为技术抓总，张勇、郭剑东、马培圣、仲筱艳和肖莉萍等年轻教师为骨干组成了实力强悍的飞控系统科研小组。

“一刀”传奇

南京航空航天大学全校上下对这项大赛非常重视，校领导指示必须要有一支从事无人机研究的专业队伍参赛。这个光荣而艰巨的任务就落到“一刀”团队的肩上。由于“一刀”团队的成员平时还要参与南航无人机研究院其他科研型号研制任务，所以他们只能抽出下班以后时间、周末以及寒暑假等休息时间进行参赛无人机的飞控系统设计、研制、调试与科研试飞。可以说，“一刀”团队为这次无人机大赛取得优异成绩付出了超常规的工作与汗水。

肖前贵研究员尽管已经退居二线，但科研工作依然事必躬亲，作为团队的技术顾问，风雨无阻与团队中的年轻人战斗在一起；谈起无人机，杨柳庆副研究员质朴的脸上总是流露出难以掩饰的兴奋，对无人机事业由衷地热爱，是他经常通宵达旦编写无人机飞控程序的动力；早已定好的婚期蜜月与无人机外场试飞时间产生冲突，马培圣义无反顾地选择在婚后第二天就投入了外场试飞。像孩子发烧不能陪伴、家人无法照顾等等事情，从没有影响到“一刀”团队的任何一位成员。所有人都将精力投入到大赛的准备工作中来，没有推诿、没有怨言，有的只是全心全力的付出。

说起“一刀”这个名称的来历，队员张勇笑着解释道：科研实验本来就不是一帆风顺的，各种艰难险阻是家常便饭。遇到进展不顺利的时候，为了发泄心中的苦闷，队员们偶尔会彼此来些玩笑式的揶揄，用流行的网络语言表达，就是相互“戳刀”或“补刀”。虽然被开玩笑的人仿佛被“戳了一刀”，但在哈哈一笑的瞬间也释放了内心的压力和苦闷。这种苦中作乐的小插曲非但没有造成队员之间的嫌隙，反而增进了队员之间的团结精神。后来在给院领导的汇报飞行总结会上，肖前贵研究提起了这些小插曲。肖前贵动情地总结到，“一刀”的故事不仅仅反映了南航无人机研究院飞控团队“团结协作肯钻肯干”的精神，也反映了团队“刀锋出鞘一击必中”的锋芒锐气。此后，“一刀”也就正式成为了整个团队正式的名字。

破茧化蝶

功夫不负有心人。一年半的时间里，“一刀”团队针对大赛设计开发了一套高集成度小型化低功耗飞控计算机；自主开发了嵌入式实时多任务操作系统的飞控软件；采用硬件模块集成和软件算法集成的方法，构建了一体化、小型化的舰载无人机航电系统；创新了舰载无人机的着舰控制律架构。自研飞控系统硬件和软件均系自主开发，具有完全自主知识产权。

飞控系统实验室状态调试完毕后进入科研试飞阶段，第一个问题就把“一刀”队员们难住了，那就是飞行场地的问题。由于参赛无人机为20千克级别，需要一定长度的跑道和空域，然而在南京周边并没有合适的飞行场地。从近郊市县、通航机场、未开道路，他们不断找寻。终于，队员们在江宁滨江开发区找到了一段合适的马路。

从此节假日、寒暑假与“一刀”队员绝缘，“一刀”队员们在自己找的“试飞站”试验着参赛无人机，鹅毛大雪、天降大雨、渣土车不断的飞驰而过，都没有影响到队员们飞行的热情劲头。他们早上8点出发，飞行到天黑了没法飞了才开始收拾东西撤场。在外场回校的车上，队员们也抓紧一切时间，讨论试飞中遇到的问题。

2015年7月23日，“一刀”团队的参赛作品“黄蜂一号”第一次完成“起飞、侦察、投弹、触地复飞、拦阻回收”全状态自主飞行。2015年7月29日，“黄蜂一号”圆满地通过了由南航聂宏校长带队组织的专家评审。2015年8月10日，4架“黄蜂一号”组装调试完毕静候大赛的到来。在得知大赛因故延期的消息后，“一刀”团队又利用这段空档时间将飞控系统移植到一架长航时构型无人机上，这个型号被命名为“鸿雁9号”。此时，两个型号7架无人机就等待绽放异彩的时刻到来。

技惊四座

“黄蜂一号”在赛前的惊艳亮相，给参赛队员们以极大的鼓励。在随后正式比赛预赛中“黄蜂一号”和“鸿雁9”无人机分别以基本分第一和第三的成绩进入决赛。其中，“黄蜂一号”无人机连续两轮预赛都是第一名，第一轮预赛717分，第二轮预赛895分（这是预赛中，唯一的一支超过800分，取得大奖资格分的无人机），在决赛中更以961分（总分1000分），近乎完美的表现完成了比赛，发挥非常的稳定，而且一轮比一轮出色。“鸿雁9”无人机也表现出色，夺得了固定翼竞技赛三等奖。“黄蜂一号”无人机获得的961分的基本分，代表了固定翼竞技赛飞控技术的最高水平。因此，对于控制系统而言，“一刀”团队设计的飞控系统稳定性已然冠绝超群。“黄蜂一号”由于稳定出色的表现，“天马”队获得了竞技比赛的一等奖。

这次大赛不仅为南航赢得了荣誉，证明了南航无人机研究院的技术实力，同时对南航无人机研究院来说也是一个推广应用的重要契机。南航无人机研究院的舰载无人机起降技术有了突飞猛进的进展，其关键技术已处于国内领先国际先进水平。为比赛而研制的飞控航电软硬件设备以及比赛中使用的控制技术，已经推广应用在了无人机研究院其他在研型号项目上。

“效法羲和驭天马志在长空牧群星”——南航校歌中这句歌词绝佳地诠释了南航人矢志航空，砥砺奋进的精神。“一刀”在这里不再是彼此的揶揄，它代表着努力、坚韧和犀利，它是团队精神的映射，是团队灵魂的写照。

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