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“创新杯”第四届全国未来飞行器设计大赛比赛通知
为普及航空知识,激发广大航空从业者和航空爱好者的想象力和创造灵感,畅想航空未来发展蓝图,中国航空学会继成功举办三届全国未来飞行器设计大赛后,于2010年与空军装备部、中国航空工业集团公司联合举办第四届大赛,大赛由中航工业成都飞机设计研究所赞助支持。有关比赛事项通知如下:
一、大赛组织机构:
主办单位:中国航空学会
联合主办单位:空军装备部 中国航空工业集团公司
赞助协办单位:中航工业成都飞机设计研究所
协办单位:北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学、中国民航大学、南昌航空大学、沈阳航空工业学院、中航工业团委、各省(市、区)航空学会
二、大赛主题:
蓝色天空 放飞梦想
--临近空间飞行器设计
--未来个人飞行器设计
      本次大赛侧重未来飞行器的概念设计。设计重点在于构想未来人类对临近空间或个人飞行的需求,根据需求分析完成临近空间飞行器或未来个人飞行器的总体概念性设计,最后以设计图和文字报告来表现。为了加深公众对临近空间飞行器的了解,大赛特别附加了部分背景资料。
三、参赛方式及要求:
1、以个人、团队(5人或以下)形式参加均可;
2、以全国航空航天专业人士和航空爱好者为主要参赛对象,按两个主题、分专业组与业余组两个组进行比赛。专业人士是指从事飞行器设计的专业技术人员及学习飞行器设计专业大三以上学生;业余人士是指专业人士以外的其他人员。
3、本届大赛将采取分赛区选拔、全国总决赛的方式进行。各地参赛作品原则上送交省(市、区)航空学会,参加分赛区选拔;分赛区推荐优秀作品参加全国评选。赛区划分见第七项。
4、参赛作品不退稿。
5、报名费:20元/幅,随作品寄交。
6、截稿期:2010年8月31日前交分赛区。2010年9月15日前分赛区将优秀作品交全国大赛办公室。以邮戳或电子邮件接收时间为准。
四、作品要求:
1、技术要求
      作品应满足以下要求:任务描述(构想未来人们对飞行的要求,并基于需求分析描述设计方案的任务目标,展望它的应用前景);外型设计(应满足基本的的空气动力学要求);总体布局(完成各主要功能舱室如推进系统等的在机体内的布置,并做出文字描述);推进系统(描述所采用推进方案的先进性);起降性能;操作包线(根据所提出的任务目标,设定方案的主要性能指标);操纵系统(简要描述操纵时的基本工作原理);飞行器主要的几何尺寸等。
本届大赛要求参赛作品科学、合理,并具备在未来20-30年内可实现性。
2、提交要求
⑴、作品由设计图和设计报告两部分构成。设计图为彩色,包含飞行器的外型效果图;飞行器简要三视图;体内布局图等。设计报告字数原则上不超过4000字;
⑵、请同时提交纸质作品和电子版。纸质作品可用手绘、计算机设计、彩色喷绘等制作完成;规格统一为A3或B3纸,不加框架和边框线。电子版统一为JPG格式,通过网络或光盘提交。
⑶、提交的设计图和设计报告中均不得出现作者的个人相关信息,否则视作品无效;
⑷、请填写如下参赛表,并与纸质作品和电子版同时附送。

                “创新杯”第四届全国未来飞行器设计大赛参赛表

题目

 

参赛主题

□临近空间飞行器    □个人飞行器   (请画√)

组别

□专业组            □业余组       (请画√)

姓名

 

出生日期

 

性别

 

证件号码

 

证件名称

 

所在单位

 

联系电话

 

手机

 

E-mail

 

通讯地址

 

邮编

 

                               年   月   日

五、评分标准:
总分100分,其中创新性40分、飞行原理30分、表现形式30分。
六、奖励办法:
  将对获奖作者授予证书和奖品,所有参赛者均可获得一张获奖作品的光盘。本届大赛赞助协办单位——中航工业成都飞机设计研究所将赞助两个主题的一等奖获奖者前往珠海参加颁奖仪式,并参观2010年珠海国际航展。中国航空工业集团公司(简称中航工业)将为获奖作者提供特别奖品。对于团体参赛队伍,将为每位作者颁发获奖证书,但只给第一位作者颁发奖品。获奖作品将在《航空网》、《航空知识》等十余种媒体上登载宣传。
具体奖项设置如下:
  1、临近空间飞行器设计
⑴、专业组:
一等奖2名:获价值3000元奖品,以及中航工业提供的空警2000和歼10飞机模型各一架。
二等奖3名:获价值1000元奖品,以及中航工业提供的一架歼10飞机模型。
三等奖5名:获价值500元奖品,以及中航工业提供的一架直九直升机模型。
⑵、业余组:
一等奖1名:获价值2000元奖品,以及中航工业提供的空警2000和歼10飞机模型各一架。
二等奖2名:获价值1000元奖品,以及中航工业提供的一架歼10飞机模型。
三等奖5名:获价值500元奖品,以及中航工业提供的一架直九直升机模型。
2、未来个人飞行器设计
⑴、专业组:
一等奖3名:获价值3000元奖品,以及中航工业提供的空警2000和歼10飞机模型各一架。
二等奖8名:获价值1000元奖品,以及中航工业提供的一架歼10飞机模型。
三等奖10名:获价值500元奖品,以及中航工业提供的一架直九直升机模型。
⑵、业余组:
一等奖3名:获价值2000元奖品,以及中航工业提供的空警2000和歼10飞机模型各一架。
二等奖8名:获价值1000元奖品,以及中航工业提供的一架歼10飞机模型。
三等奖10名:获价值500元奖品,以及中航工业提供的一架直九直升机模型。
4、优秀奖:获奖证书一份
5、优秀组织奖:本次大赛设立优秀组织奖,表彰大赛组织工作突出的有关单位。
七、进程安排:
l 2010年3月份正式启动
 2010年3-7月举行各分赛区选拔l
 2010年8月大赛办公室进行汇总、组织评审l
l 2010年10月上旬公布比赛成绩
 2010年10月寄送奖品l
l 2010年11月初珠海航展举行颁奖仪式
八、分赛区划分及联系方式:
1 、北京赛区:北京、天津、河北
北京航空航天学会:北京市海淀区学院路37号北京航空航天学会,100191;华磊,(010)82317095
2 、辽宁赛区:辽宁、内蒙、吉林
辽宁省航空宇航学会:沈阳市皇姑区黄河北大街52号沈阳航院科协,110034;王永谦,(024)86141717
3 、陕西赛区:陕西、甘肃、新疆、宁夏、青海、山西
陕西省航空学会:西北工业大学科协,710072;向河,(029)88430813
4 、江苏赛区:江苏、安徽
江苏省航空航天学会:南京航空航天大学354信箱,210016;罗维忠,(025)84891015
5 、黑龙江赛区:黑龙江
黑龙江省航空学会:哈尔滨市和平路68号,150040;韩龙跃,(0451)86583499
6 、湖南赛区:湖南
湖南省航空学会:湖南株洲215信箱科技委,412002;谢炳升,(0731)25890208
7 、贵州赛区:贵州、云南
贵州省航空学会:贵州贵阳市38号信箱,550009;吕晓春,(0851)8317314
8 、江西赛区:江西
江西省航空学会:江西省南昌市省政府大楼国防科工办,330048;詹安民,(0791)6301608
9 、上海赛区:上海
上海市航空学会:上海沪闵路7900号上海航空学会,201102,徐春栋(021)64803925
10、四川赛区:四川、重庆、西藏
四川省航空航天学会:成都95信箱805分箱,610092;张放鸣,(028)87405127
11、湖北赛区:湖北
湖北省航空学会:湖北襄樊市157信箱科技委,441003;王祥甫,(0710)3101410
12、广西赛区:广西
广西省航空航天学会:桂林金鸡路2号桂林航专科研处,541004;吴贺珍,(0773)5863253
13、广东赛区:广东、海南
广东省航空学会:广州市东山区竹丝岗二马路39-1,510080;梅卫民,(020)87767047
14、浙江赛区:浙江
浙江省航空学会:杭州市拱墅工业开发区祥园路28号4A,310011;张蕾,(0571)88304960
15、福建赛区:福建
福建省航空学会:福建省厦门市湖里区逮辽路22号厦门航空公司机务部,361006;周定国,(0592)5739608
16、河南赛区:河南
河南省航空学会:郑州市纬二路9号河南省国防工局科技质量监督处,450003;王西发,(0371)65509625
17、山东赛区:山东
山东省航空航天学会:山东省济南市济齐路19号,250023;何建敏,(0531)85665009
18、大赛组委会:港、澳、台及其他
北京市761信箱2分箱中国航空学会,100012;科普部,(010)84924395
九、“创新杯”第三届全国未来飞行器设计大赛办公室:
咨询热线:(010)84924395;84928795
传 真:(010)84923942
联 系 人:张晶 姜绪金
通讯地址:北京市761信箱2分箱(中国航空学会)
邮 编:100012
EMAIL:csaakpb@126.com
网 址:www.csaa.org.cn;www.hangkongnet.com
如对以上发布的内容有疑问,请致电大赛办公室,以大赛办公室解释为准。
十、特别申明:
参赛作品著作权属于作者。主办方拥有版权,有权对作品进行编辑、出版和宣传。凡报送作品参赛本次活动的,即视为已确认并自愿遵守本次活动有关版权和创作要求的各项规定。

备注:背景资料

临近空间飞行器
        20世纪的工业文明,赐予了人类飞翔的翅膀:1903年莱特兄弟发明了飞机,使人类实现了空中飞行的梦想;1961年加加林乘宇宙飞船绕地球一周,使人类实现了太空飞行的梦想。然而,迄今在我们头顶还有一片寂静的空域,除火箭偶尔穿越外,那里仍是人类飞行的一个禁区,它便是:临近空间。
一、临近空间飞行器的基本概念
临近空间
        临近空间(Near space)通常是指距地表20~100千米处的空域,临近空间区域包括大气平流层(高度12-50千米)的大部分区域,中间大气层区域(高度50-80千米)和部分电离层区域(高度60-100千米)。临近空间的显著特点包括:空气相对稀薄;环境压力低;环境温度变化复杂;臭氧和太阳辐射强;20-40千米区域平均风速最小。
临近空间飞行器
        临近空间其下面的空域(20千米以下)是传统航空器的主要活动空间,其上面的空域(100千米以上)是航天器的运行空间。顾名思义,临近空间飞行器是指高于普通飞行器飞行空间,而低于轨道飞行器运行空间区域的飞行器。国际上一般将距地面20-100千米的空域的飞行器视为临近空间飞行器。
二、临近空间飞行器的特点
        临近空间飞行器的应用前景十分广阔。在民用上可以进行高空大气研究、天气预报、环境及灾害监测、交通管制监测、电信和电视服务。在军事上可用于国界巡逻、侦察、通信中继、电子对抗等,在空间攻防和信息对抗中能发挥重要作用,进一步促进空天一体化的发展,特殊的战略位置将为未来战争开辟了一个新的战场。其发展和应用将可能对未来整个作战体系和作战思维产生重大而深远的影响。
        临近空间飞行器在应用上不同于一般的飞机和卫星,具有一些显著的特点,主要表现在以下几个方面:
(1)与传统飞机相比,临近空间飞行器持续工作时间长。传统飞机的留空时间以小时为单位,临近空间飞行器的留空时间则以天为单位,目前正在研制的临近空间平台预定留空时间长达6个月,规划中的后续平台预定留空时间可达1年以上,易于长期、不间断地获得情报和数据,可对紧急事件迅速做出响应,而且人员保障少、后勤负担轻。
(2)覆盖范围广。临近空间飞行器的飞行高度在传统飞机之上,其侦察覆盖范围比传统飞机要广得多。
(3)生存能力强。气球或软式飞艇的囊体采用非金属材料而且低速运行,雷达和热反射截面很小,传统的跟踪和瞄准办法不易发现。与传统飞机相比,气球或软式飞艇的缺点是:充灌氦气的时间较长,在充气时需要保持稳固,有时还需要占用机库;在放飞、通过平流层上升、下降、回收和放气的过程中,由于其庞大的体积,容易受到风和湍流的影响。
(4)飞行高度适中。临近空间飞行器由于飞行高度介于飞机和卫星之间,因此在对地观察分辨率、电子对抗效果等方面优于卫星,而在通信服务覆盖范围、侦察视场范围等方面优于飞机。
(5)部署速度快、机动能力强。卫星的发射准备周期长,约40天,机动变轨次数有限。而临近空间飞行器结构简单,可大量部署,准备时间往往不超过一天,实时性好,威胁作用大。
(6)低速临近空间飞行器大量采用全复合材料,没有大尺寸高温部件,具有低可探测性,而且飞行速度较高,目前世界上尚缺乏有效对抗临近空间飞行器的武器。
(7)低速临近空间飞行器飞行高度高,视场大;高速临近空间飞行器不仅飞行高度高,而且速度快,突防能力强。因而临近空间飞行器在战场信息控制和快速精确打击等方面具有很强的威慑作用。可实现局部快速响应和持久部署。一些低速临近空间飞行器处于区域气流稳定,平均风速小,可实现红外凝视的监视侦察,在局部区域的时间分辨率方面,是飞机和卫星不可比拟的。
(8)载荷能力强,效费比高。临近空间飞行器可作为卫星廉价的替代品。用于中继通信和侦察。临近空间飞行器的制作和使用费用远低于现有的无人驾驶飞机和卫星。飞行平台的载荷能力大,飞行器可返回,可重复使用,载荷可维修,可更换。与卫星相比,临近空间飞行器具有效费比高、机动性好、有效载荷技术难度小、易于更新和维护。此种飞行器距目标的距离一般只是低轨卫星的1/10~1/20,可收到卫星不能监听到的低功率传输信号,容易实现高分辨率对地观测;但其视野小,临近空间属各国领空范围,受领空限制。
三、临近空间飞行器的主要发展方案
        目前,世界各国提出了多种临近空间飞行器发展方案,研究的热点集中在平流层飞艇、浮空气球和高空长航时无人机等上。
        平流层飞艇,采用航空飞行器设计思想,具有较大的气囊,充满轻质气体(如氦气),可依靠空气浮力来平衡飞行器重力,一般靠太阳能提供动力,靠螺旋桨推力来克服阻力,可定点悬停,能低速水平飞行,机动性能较好。浮空气球,具有较大气囊,可充灌轻质气体,无推进动力装置,依靠空气浮力进入临近空间。其特点是制作简单、成本低,但易受风力影响,定点和机动性能差,因此其军事用途相对有限。
         浮空气球,具有较大气囊,可充灌轻质气体,无推进动力装置,依靠空气浮力进入临近空间。其特点是制作简单、成本低,但易受风力影响,定点和机动性能差,因此其军事用途相对有限。     

        高空长航时无人机,可采用太阳能、氢燃料电池等新型能源,依靠空气动力达到临近空间。其特点是:可快速机动,可替代低轨道侦察卫星,执行高空持久监视、情报搜集和通信中继等任务。
        高超声速巡航飞行器,是一种可从常规军用跑道上起飞、可重复使用的无人高超声速巡航飞行器,又称高超声速轰炸机,其飞行高度可以遍及临近空间30千米以上的大部分空域,且飞行速度快,可用于全球快速打击。
        亚轨道飞行器,是指在高度上抵达临近空间顶层、但速度尚不足以完成绕地球轨道运转的飞行器,其速度一般在5~15马赫之间,任务完成后可返回地球,能够重复使用。
由于环境的恶劣和复杂性,临近空间的开发有很大的难度。主要障碍有:
(1)空气稀薄。空气密度小导致飞行器处于低雷诺数气动环境下,使翼型的升力系数降低阻力系数增加,飞行器无法获得足够的升力而难以保持飞行。同时也大大降低了任务载荷。
(2)距地面远,能源补给困难。飞行器爬升至临近空间内需消耗大量燃料,在气动效率较低的环境下又需要加大功率,因此难以达到长航时飞行。目前能达到临近空间的亚音速飞行器主要采用太阳能作为动力源,但现阶段太阳能电池的重量成为了临近空间飞行器设计的障碍。
(3)常年风场。由于临近空间翼面的气动效率较低,需要较大的翼面来维持稳定力矩,而常年风场无疑对通常的低速定翼飞行器稳定飞行造成更大的困难。
(4)温度较低,温差大。从20000米的零下56摄氏度变化到30000米的零度左右,这对材料提出了较高的要求。
(5)太阳能电池效率较低,需要较大的翼面机以铺设更多的电池,增加了结构重量。另外太阳能定翼飞行器在夜间无光照时能源严重不足。随着航空航天技术的飞速发展,临近空间特有的战略意义日益凸显,对临近空间的开发和应用正成为世界各航空航天大国关注的焦点。目前,美国、俄罗斯、欧洲、韩国、英国、日本、以色列等国家和地区都在投入大量经费开展临近空间飞行器的技术和应用研究。临近空间飞行器虽然还处在研究、论证和试验阶段,但由于其自身所具有的优势,使其具备了旺盛的生命力和良好的发展前景。

 


                                                                             大赛组委会(代章)
                                                                           二〇一〇年三月二十四

 

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