中正大學無人機研發技術領先 一年內成功製成兩台新機

中正大學無人機團隊(中正大學提供)

 民意日報記者賴南賢報導/隨著無人機在產業上的應用日益增加，政府在嘉義設立亞洲無人機AI創新應用研發中心，推動國內無人機的發展。為因應國家的發展與人才的需求，中正大學機械系團隊從設計、分析、製造到測試均親自操刀，在短短一年內成功製成兩台無人機。今年更與台塑集團建立產學合作，由台塑捐贈碳纖材料供無人機製作之用，為校方在無人機科技研發、教學和商用領域帶來全新的可能性。

中正大學研發長兼機械系特聘教授陳世樂邀集校內各領域專家學者組成無人機團隊，積極投入無人機相關技術發展。團隊成員主要成員有機械系姚賀騰教授、郭秉寰副教授、楊智媖副教授、楊翰勳副教授、吳亦莊助理教授、林昱辰助理教授，以及通訊系李皇辰教授共同組成。

中正大學無人機團隊目前已成功製造兩台固定翼無人機並完成試飛。負責設計無人機的楊翰勳教授表示，該款機翼翼展3公尺、載具全長約2.5公尺，一身清新藍白，性能不亞於現有固定翼的無人機。陳世樂教授則提到，中正大學雖然沒有航太相關科系，但在機械系老師們共同努力下，在短時間內設計出相當出色的無人機且試飛成功，實屬難能可貴。

楊翰勳說：「本次設計的無人機採用固定翼設計，有別於一般常見的四旋翼機型，相較於現行四旋翼無人機，固定翼無人機所需要的推力小於本體重量，其主要透過飛行時，機翼所產生的升力來維持飛行高度。」因此，比起一般四旋翼無人機，固定翼無人機所需要的推力更小、具有更長的飛行時間，更遠的飛行距離，更快的飛行速度，以及更大的酬載能力。

負責複合材料結構的吳亦莊教授說：「無人機使用的材料強度要夠、重量要輕，因此本校開發之無人機原型機未來整機將採用碳纖維積層製作，不僅加強機體結構，還可減少對金屬材料的需求，可有效減少無人機重量。」儘管碳纖維的製造成本較為高昂，但其強度是鋁合金的兩倍，重量甚至是鋁合金的一半，很適合用在航空領域。

為了確保固定翼無人機測試時的安全性與順暢性，每次皆由彰化航天CRCAA飛行員洪尚仁試飛教練進行實機測試。洪尚仁教練說：「飛行可以是很迷人全新的體驗，每回試飛都是一項挑戰，包含很多不可確定的因素。」他提到，無人機機體需要怠速才能安全落地，但團隊第一次試飛就出現問題。當時無人機的引擎在空中未能減速，導致機體高速落地，造成無人機鼻輪與機頭折損，但也因為這次試飛而發現機體的舵面結構急需要調整。洪尚仁解釋，通常大學在試飛階段會準備多個機體以備折損，畢竟從失敗的過程累積修正經驗，才能有後續的安全飛行。在團隊一次次不畏挫折的努力下，該無人機已成功完成數次飛行測試。

陳世樂表示，中正大學研發的無人機未來能應用在救難、勘查地形等任務。他解釋，通常在野外起飛條件沒有那麼好，為了克服固定翼無人機對起飛跑道的需求，中正大學目前正開發驗測彈射軌道，目前已完成2公斤量級的小型無人機彈射驗測。預計未來將開發彈射20公斤量級的中小型無人機，協助農業、觀測、救難等任務執行。