做个跨界全栈工程师

这是非专业性的技术文章,涉及少量虚拟化内容,阅读需谨慎。

假期里自然要做些与平日不同的玩意儿,去旅游当然算一种选择,而我的选择是做一台无人机。无人机是多门学科的集合体,涉及机械、力学、自控、电子和计算机等数个工程领域,也它是最迷人的地方:谁能玩转谁就是“全栈工程师”了,而且是跨界的“全栈”啊。

俗话说隔行如隔山,在无人机的技术领域里面,除了计算机是我本行之外,其他都是我的“山”。面对数座大山,凭着牢记牛顿三大定律和初生牛犊的红心,我艺低人胆大地参加了一个假期学习班。

学习班在我国航空航天最高学府—北京航空航天大学里面举办,由该校的教授、博士生以及航模队教练主讲,能在这里上飞行课程,简直象唐僧到西天取得真经一样正宗。班里的同学都是业余爱好者,基本都是90后的学生,我也姑且混入年轻一代中装嫩吧。

学习理论知识

课程伊始,需要恶补各种理论知识,什么航空航天发展史、流体动力学之类、航模操控手法,以及扭矩、迎角、升力等术语。高密度的信息量听得我等如痴如醉,靠着中学物理的坚实基础,我还是囫囵吞枣般的大致理解了,还学会一些高逼格的公式:

参观航空航天博物馆

来到北航,一定要参观的是北京航空航天博物馆。这里展出最出名的飞机是二战美制黑寡妇战机,全世界仅存的两架之一。

另一件镇馆之宝是英国“鹞”式垂直起降战斗机,当年收藏时还是现役飞机。

博物馆还是学校授课的场所,如歼5强度试验机,机翼结构展示等。

制作无人机

基础课程收官后,我们转战北航沙河校区,开始真正的无人机制作和飞行。地处北京昌平大学城,校区建得开阔气派(很适合试飞哦)。黄昏的时候,可看到西山映着美丽的晚霞。

组装四旋翼无人机不算太难(至少对工科生而言)。首先是焊接基本电机调节器(电调)。大学里使过焊枪,所以迅速地完成这道工序。

接下来就是拧螺丝这种机械活,象搭积木那样也比较容易。

之后就是连接飞行控制器(飞控)和无线接收机并上电调试。这里涉及许多部件的调校工作,如接收机和遥控器绑定,飞控校正,电调归零等不易把握的步骤。好在有老师指导,终于比较顺利地完成,最后调整好的四个螺旋桨应该是对角同向,相邻反向:

视频内容

飞行训练

造飞机不易,当飞行员更难,感觉又隔了一重大山。我们制作的无人机传感器较少,自主平衡性较低,因此飞行的操控性较差,和大疆等成品机无法相比,有点象手动档和自动档汽车的区别。为了熟悉各种操作,避免“炸机”,我们要先对着电脑模拟器训练。模拟器很有趣,就象用无人机的遥控器玩电脑游戏那样。当不明白如何操作时,想想牛顿定律就立刻了然于心。:)

值得提一下的是,我把模拟器安装在VMware的虚拟机里面,方便软件管理和使用。这招令模型界的老师大开眼界,啧啧称奇。好吧,我也跨界炫酷一次了!

经过一天的练习,模拟器操作得较顺手了,可以试飞自己的作品了。首先练习的是旋翼机的悬停技术,对新手来说既有挑战性,又有危险性。北航模型队的特技飞行世界冠军王教练给我们做了现场指导,手把手的教。对我们这种没有实飞经验的同学,听高手一句教导,真是胜过自己一年摸索。比如,先开遥控器再接飞机电源,飞前要检查电池电压,以免电量不足坠机等等。在教练指导下,终于,终于,无人机飞起来了!

由于大家都是新手,撞树、炸机等事故还是频繁发生,不一会儿,已经是碎桨遍地,甚至摔骨折的都有了。不要紧,换上备件再飞起来!

视频内容

跨界成功

拿到毕业证后在校区留念。这个假期过得很充实,学到了无人机的入门知识,下一步就是把跨界进行到底,争取成为合格的飞行员和航拍师。感谢首欣科技和北航授课的老师教练辛勤指导和帮助!

题图照片摄于北航校园

本文分享自微信公众号 - 亨利笔记(henglibiji)

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原始发表时间:2015-10-07

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