- 德克薩斯農工大學學生打造的無人機能承載超過自身重量兩倍。
- 該隊伍在 DARPA Lift Challenge 中表現突出,參賽隊伍達 87 支。
- 無人機使用碳纖維框架和粘合組件,保持輕量化設計。
- 隊伍在八個月內完成設計和建造,未來可應用於多種任務。
德克薩斯農工大學的一組學生建造了一款輕量級無人機,能夠承載超過自身重量的兩倍,幫助他們成為美國六支完成 DARPA Lift Challenge 課程的隊伍之一。這場競賽於 8 月 9 日在俄亥俄州代頓市的美國空軍國家博物館附近舉行,任務是讓無人機在 4 海里的距離內(約 7.4 公里)運送盡可能多的重量。該隊伍由航空航天工程教授 Moble Benedict 指導,進階垂直飛行實驗室製造了一款重 50 磅(約 22.7 公斤)的無人機,成功攜帶 110 磅(約 50 公斤)的槓鈴重物,並在 12
分鐘內完成全程。
無人機設計與創新
這是 DARPA 首次舉辦該競賽,最初有約 480 支隊伍提交設計概念,最終只有 110 支被邀請參賽。在比賽當日,實際有 87 支隊伍抵達起跑線,使德克薩斯農工大學的隊伍的表現尤為突出。根據 Benedict 的說法,目前大多數商業無人機的有效載荷與自身重量的比例僅為約 1:1,而該隊伍的無人機則達到超過雙倍的比例,無論最終名次如何,這本身就是一項重要的工程成就。
為了達到這一性能,隊伍在比賽日前進行了多次重新設計。最終的無人機使用碳纖維框架,中央放置電池,八個臂向外延伸以承載電動機和螺旋槳。與其使用螺母和螺栓組裝框架(這會增加重量),團隊選擇將組件直接粘合在一起,使框架在未安裝電池時僅重 6 磅(約 2.7 公斤)。Benedict 表示,團隊的主要創新在於巧妙地附加這麼多的重量,以保持結構的輕量化。
快速原型製作的意義
隊員 Cayden Brown 表示,團隊選擇使用電池供電系統而非燃氣引擎,即使燃氣引擎在飛行過程中由於燃料消耗而重量較輕。電池的重量在整個飛行過程中保持不變,意味著團隊必須考慮從起飛到降落的總重量。Brown 指出,充電電池的重量與耗電的電池完全相同,這是燃氣供電設計所不具備的工程常數。最終,電池佔無人機總重量的超過一半,許多設計決策圍繞著在飛機的其他部分減輕重量。
該隊伍在僅僅八個月內設計和建造了五個原型,Benedict 表示,這一過程通常需要幾年時間。大部分時間用於設計工作和虛擬模擬,實際的物理建造僅需幾週。Benedict 表示,這種無人機的建造方式未來可能支持災難救助、包裹投遞和監視任務。他補充說,材料成本約為 US$10,000 (約 HK$78,000),該設計也可能比目前市面上許多無人機更具經濟性。
無人機技術突破對未來的影響
德克薩斯農工大學的無人機設計展現了輕量化和高效能的潛力,尤其在災難救助和物流領域的應用。這項技術突破不僅提高了無人機的載重能力,還能在多種任務中發揮更大效用。團隊的創新設計方法和快速原型製作也顯示出未來無人機開發的可能性,能夠縮短研發週期並降低成本,這對於推動整個行業的進步具有重要意義。

