第三卷 風漸
第659章 陰差陽錯
盧赫生卻鄭重說道:「很多天才的發明與發現往往就來自一時興起,比如牛頓和他的蘋果。好吧,我們不討論這個話題,埃里克,既然你發明了這台4旋翼無人機,那你對它的將來有什麼看法么?」
譚振華尷尬地摸摸後腦勺苦笑著答道:「盧老,我剛才已經承認過了,從原型機到量產型之間巨大的改進其實是郭蓉瑋教授的團隊完成的,我也是後來聽他的介紹才大概知道改了些什麼,而且我對於航空業來說完全是個門外漢,求您就別賣關子了,我都好奇死了。」
譚振華赫然道:「盧老太誇獎我了,小子當時也就是一時興起而已。」
說罷,他還站起身來畢恭畢敬地向盧赫生鞠了一躬。
聽譚振華再次承認了自己的不足,盧赫生終於放過了他,然後開始解釋:「剛才說過,為實現靜不穩定的四旋翼航空器的穩定飛行,必須為其搭載一套「姿態感測器——飛控——動力」負反饋系統,而在拿到了你的量產型號后,出於好奇,我對你使用的這套系統進行了一些測試,在測試中,我發現了一些有趣的地方。」
想到這裏,譚振華誠心誠意地對盧赫生道:「盧老,謝謝您給我上和-圖-書了這麼一課,小子我原本就是做了一個小小的玩具,後來被郭教授改進后小子也沒機會理解其中的精妙之處,如果不是您今天教我,我還全然不知其中的奧妙,小子感激不盡!」
「要想解決這個問題,我最初的設想是採用變距槳的方案,也就是通過改變槳距來改變升力的方式以維持平衡;這種方式的好處是:即便尺寸和功率進一步增大,響應速度也能滿足要求,而且功率——載荷效率會比較高,但是,這個方案帶來的問題也是明顯的,整個傳動系統的機械結構複雜程度大大提高了,也因此給系統的可靠性帶來了風險,而且成本也會變得非常高昂!」
等受完了這一禮,盧赫生再次邀請譚振華坐下以後才又繼續說道:「埃里克,你雖然並不知道你的這套系統中許多原理上的東西,但是,我也必須承認,這架飛行器的整體構型中有很多非常天才的想法,比如動力和操控系統,比如飛行控制系統等等,在我看來,可能也正是你不懂飛機,所以才能想出這些天馬行空般的主意,就像本世紀初那些偉大的航空探索者一樣,他們也許不是科學家或者m•hetubook.com•com工程學家,卻是激|情洋溢的探索者,在他們的觀念里,沒有條條框框的束縛,也正因為此,才使得他們做出了異乎尋常的傑出成就。」
盧赫生也沒伸手阻攔,一是因為自己的確費了許多唇舌給他上課,二是因為這小子是自家寶貝孫女的意中人,將來要是成了自家的孫女婿,那做為長輩,受他這一禮也沒什麼不妥。
「問題的關鍵點就在於一個快字,」盧赫生沉聲繼續說道:「如果系統響應過於遲緩,那麼當飛控解算出「解決方案」並指揮電機改變轉速的時候,飛機的姿態已經發生了更大的變化,導致之前的解決方案已經過時,那飛機就無法回復到平衡,進而進入失控的狀態。所以,對四旋翼系統而言,響應速度是至關重要的。而響應速度在感測器和飛控這兩個純電子部分的延時其實非常有限,主要矛盾都集中在電機和螺旋槳這兩個機械傳動裝置部分——由於慣性和空氣阻尼的存在,電機的轉速增加或減少相對於電子系統的信號傳遞而言是很緩慢的。」
不過說實話,譚振華得承認,他製造第一台原型機,也就是被王澤天代表稱之為「飛天板磚和-圖-書」那架的時候,是全然沒有考慮過這個問題的,他只不過是按照前世的所見所聞抄襲了一遍,然後用自己手頭上能找到的材料將其盡量複原出來而已,完全是知其然而不知其所以然,哪裡知道其中還有那麼多官竅?至於之後宋文華和郭蓉瑋兩大教授聯手將其改得面目全非——好吧,他們肯定應該是知道其中的原委的,可譚振華沒問,兩位教授估計也想當然地以為他既然是這麼設計的,肯定應該是知道原因的,所以也就沒告訴過他。
這還真是陰差陽錯啊。譚振華心中暗想,要不是今天來拜訪了盧赫生,自己這輩子恐怕都得被蒙在鼓裡,要是自己哪天大言不慚地當眾宣稱自己就是4旋翼無人機的發明人的時候被哪位內行當眾打了臉那可就難看了。
他笑嚀嚀地瞥了譚振華一眼才繼續說道:「當初為了應對CIA的要求,我曾經做過一些計算,計算的結果告訴我,為了滿足整套4旋翼系統基本的控制率,「姿態感測器——飛控——動力」負反饋系統必須滿足一些特定的條件,而在這些條件中,最重要的一點就是響應時效。簡單來說,就是在四旋翼飛機遇到擾動並偏離平衡狀態的時候,負www•hetubook.com.com反饋系統必須在很短的時間內檢測到飛機的偏離狀態並解算出恢復平衡所需的「解決方案」,然後迅速改變各個電機轉速來糾正飛機的姿態。」
「還有什麼缺陷?」譚振華追問道。
「但當我拿到了你的實物后才發現,你聰明地用一個非常簡單的方法解決了這個問題,你通過增大電機的功率並減小螺旋槳的慣量與阻尼的方法,形成了「大馬拉小車」的動力系統格局,在這種狀態下,你的四旋翼在正常的飛行狀態下,實際上電機功率和轉速都處於中間狀態,這就為整個系統留下了足夠的儲備功率,也極大地增加了電機和螺旋槳這套簡單動力系統的增減速的斜率,如此一來,在飛控需要調整飛行器姿態的時候,其響應時間也就大大地縮短了。」
說到這裏,盧赫生頓了一下,似笑非笑地又瞥了譚振華一眼才又繼續道:「這個方法有明顯的投機取巧之嫌,因為你這樣做雖然解決了響應速度的麻煩,卻也帶來了另一個問題:由於採用「大馬拉小車」的匹配格局,在預留了足夠儲備功率的同時,卻也因此導致了你的這套四旋翼系統的功率——載荷效率很低,因為有一小半的功率都必須儲備https://www.hetubook.com.com著用來隨時糾正飛機姿態!不過我也不得不承認,你的這個方案用在這套微型無人系統上卻是最實用的,因為這是最便宜、廉價和最簡單的解決方案,雖然這個方案根本無法放大以運用到重載荷甚至有人載機上。」
盧赫生洋洋洒洒地說了這麼一大通,譚振華終於弄明白了盧赫生為什麼對這套玩具一樣的4旋翼如此的重視並鄭重地向他發出了見面的邀請,也隱約猜測出了詹諾竹當初說這台曾經在米國的航空工業屆掀起了一陣軒然大|波的小小飛行器,眾多的米國軍火巨頭們之所以都報出了天價的原因——習慣於設計大型載人飛行器的他們,理所當然地認為應該採用效率最高的系統而完全沒想到這台微型無人機可以採用自己這種投機取巧的辦法來達到目的!
聽了盧赫生的這話,譚振華長吁了一口氣,終於可以輪到自己發揮了啊!
「這個缺陷,實際上是在我拿到了你的作品后才發現的。」盧赫生用略帶調侃的語氣答道,「雖然在你的作品上使用了某種取巧的辦法解決了這個問題,但你的這個解決辦法僅僅只能適用於無人且微型的系統,而要想將其運用在高負載系統上時,完全不可取,怎麼你自己都不知道嗎?」