「用複雜控制機構顯然沒有必要,畢竟我們已經有了直升機,再複製一套類似系統既昂貴又沒效率。」
盧赫生解釋:「而精確控制發動機功率在當時也行不通。
內燃機的工作特性決定了它們無法實現所需的精準功率輸出,更不用說將這樣的技術從實驗室推向量產了,其中的技術挑戰巨大。」
蘇晨微微點頭,理解了盧赫生的觀點。
的確,從成本效益來看,這些方案在當時都不具備實際應用價值。
蘇晨忍不住插話說:「電動機應該沒問題吧?它們更容易做到精確控制。我的小四軸飛行器就證明了這一點。」
「理論上是這樣。」
對方回應:「但回到60年代,找到合適的電動機幾乎是不可能的任務。
而且,為了適應不同的飛行狀況,還需要一個中央控制系統——即專門的姿態調整計算機來協調各電機的輸出。
這需要一台高性能的計算機來快速處理信息和調整電機功率,但在當時,那樣的微型計算機根本不存在。」
蘇晨突然意識到問題所在:「我用Z80 CPU和一些飛控代碼解決了這一切,但那時連Z80都還沒被發明出來。
即便是我現在使用的Z80,在處理載人航空所需的複雜計算時也顯得力不從心。」
盧赫生點頭贊同:「你說得對,這已經夠讓人頭疼了,而多旋翼系統的問題遠不止這些。」
實際上,即使是蘇晨在國內航空界的兩位導師郭偉強和謝志忠教授,可能也沒有像盧老爺子這般深入了解多旋翼系統的挑戰。
作為老美航空工業的大牛和格魯曼公司的總工程師,盧赫生在研究蘇晨的作品後,對此有了深刻的認識。
看到一老一少談得如此投緣,旁觀的徐貞感到十分欣慰。
蘇晨好奇地追問:「那還有什麼問題呢?」
「這個問題是在研究你的作品時發現的。」
盧赫生略帶玩笑地說:
「你用了一些巧妙的方法解決了它,但這隻適用於小型無人系統。如果要應用於大型高負載系統,這種方法就行不通了。」
蘇晨不好意思地笑了笑:
「盧老,我知道很多改進都是郭教授團隊做的。我對航空了解不多,您就別賣關子了,快告訴我吧。」
盧赫生見狀不再逗他,開始解釋:
「為確保四軸飛行器穩定飛行,必須配備一套姿態傳感器、飛控和動力組成的負反饋系統。
在我測試你提供的成品時,我發現了一個關鍵點:響應速度。
也就是說,當飛行器受到外界干擾偏離平衡時,系統必須迅速檢測並計算出糾正措施,然後快速調整各電機轉速以恢復姿態。」
盧赫生微笑著看向蘇晨,繼續說:
「為了滿足基本控制需求,這套系統的反應必須非常快,這是我在應對CIA項目時得出的結論。
所以,及時性和準確性對於實現穩定的飛行至關重要。」
盧赫生沉思片刻後,緩緩開口:
「問題的核心在於速度。如果系統反應太慢,當飛控計算出調整方案並指揮電機改變轉速時,飛機的姿態可能已經變化過大,導致原來的調整方案失效,進而使飛機失去平衡。
因此,對於四旋翼飛行器來說,快速響應是確保穩定的關鍵。
電子系統的延遲幾乎可以忽略不計,真正的挑戰在於機械部分——電機和螺旋槳由於慣性和空氣阻力的影響,其響應速度遠不及電子信號。」
「最初,我考慮過通過改變槳距來調整升力的方法,以保持飛行器的平衡。
這種方法的優點在於即使尺寸和功率增加,響應速度仍然能滿足需求,並且效率較高。
然而,這會使得機械結構變得更加複雜,增加了故障風險,同時也大幅提高了成本。」
「但你的設計卻巧妙地解決了這個問題。你選擇了增強電機功率而減少螺旋槳慣量與阻尼,創造出一種『大馬拉小車』的動力模式。
這樣一來,在正常飛行中,電機的工作狀態相對溫和,保留了充足的備用功率,從而大大提升了電機加速減速的能力。
這意味著飛控在需要調整姿態時,可以更快地得到響應。」
說到這裡,盧赫生微微一笑,繼續說道:「這個方法雖然看似投機取巧,因為它降低了功率-載荷效率,需要預留大量的功率用於隨時糾正姿態。
但在微型無人機的應用上,它確實是最經濟、最簡單的解決方案。
儘管這種方法不適合大型或重載飛行器,但它充分展示了創新思維的力量。」
蘇晨聽了這段話,終於明白了為何盧赫生如此重視他的四旋翼飛行器,並邀請他見面。
他也開始理解許恪提到的老美航空界對這款小型飛行器的關注——那些習慣於設計大型飛行器的人們,未曾想到微型無人機可以通過這種簡單直接的方法實現高效能。
意識到這一點,蘇晨心中感慨萬分,他原本只是複製了一個前世見過的設計,未深入思考背後的原理。
後來經過謝志忠和郭偉強兩位教授的改進,他更是無從得知其中的變化。
現在,他真誠地感謝盧赫生的指導,並向老人深深鞠了一躬,表達自己的感激之情。
盧赫生接受了這一禮節,然後讓蘇晨重新坐下,補充道:
「儘管你可能沒有深入了解這些技術細節,但你所設計的飛行器展現出許多天才般的創意。
有時候,正是因為你不受傳統束縛,才能提出令人意想不到的好點子,正如早期航空先驅們所做的那樣,他們憑藉激情和想像力創造了非凡的成就。」
蘇晨笑著回應:「盧老太誇獎了,當時我只是突發奇想。」
盧赫生認真地說:「許多偉大的發明都源於瞬間的靈感,就像牛頓與他的蘋果一樣。
好了,我們換個話題,艾力科,既然你創造了這台四旋翼無人機,你對它的未來有什麼想法呢?」
聽到這裡,蘇晨鬆了一口氣,終於輪到他大展身手了。
「盧老,我開始製作這架四旋翼原型機時,並沒有太多遠大的目標,只是一時興起罷了。」