遙控飛行實驗室

長滯空太陽能無人機25小時53分鐘飛行驗證海報 詳細文字說明
標題:Long-Endurance Solar UAV 25 Hours 53 Minutes Flight Verification
執行單位:國立虎尾科技大學飛機工程系 月光飛行實驗室;CVUT Prague, Department of Transportation;昊和精工
指導教授:林中彥副教授、doc. Ing. Jakub Kraus
參與人員:陳宥仁、淩立銘、鍾睿宸、張煒杰、朱恩德、Reyhan Athalla、Karel Hylmar、Daniel Urban
機型規格:
- 型號:Solar-Power Aircraft V4
- 巡航速度:10–11 m/s
- 翼展:5公尺
- 推進系統:T-Motor U7II 280KV
- 飛控系統:Pixhawk 6C Mini
- 起飛重量:約7.5公斤
專題概述:本專題為長滯空太陽能無人機研究,目標為開發一款可於低空飛行、具延長滯空時間、達成全日連續飛行之太陽能無人機。本次飛行於捷克進行,達成25小時53分鐘之飛行時間,打破先前台灣紀錄與捷克當地紀錄。此無人機配備太陽能板面積1.33平方公尺,轉換效率15%,並配備最大功率點追蹤(MPPT)系統、電流監控模組、夜間導航燈。鋰電池採用21700電芯,6P並聯配置,總電量840瓦時。
研發歷程時間軸:圖中附有6張不同年份的機型飛行照片,依序標示為2015–16、2017(兩張)、2017、2019、2020,呈現本無人機自2015年起逐年改良演進的外觀變化。
製造與地面測試:圖中附有多張機翼太陽能板組裝、機身結構製作、團隊合影及太陽能板電路特寫照片,呈現無人機機翼與機身於工作坊中之製造過程。
台灣飛行測試:
- 日期:2024年6月1日
- 地點:雲林虎尾
- 天氣:晴朗
- 風速:1–3 m/s
- 飛行員:Jason Chung
- 地面站:莫皓安、陳宥仁
此區並附有兩張無人機於台灣試飛及人員手持機身之照片。
捷克飛行測試:
- 日期:2024年7月3日
- 測試地點:LKPC - Panenský Týnec機場
- 起飛時間:11:04(中歐夏令時間)
- 降落時間:12:56(中歐夏令時間)
- 飛行時長:2小時
- 天氣:晴朗
- 風速:1–3 m/s
此區附有4張無人機起飛、飛行中及地面團隊合影(含台灣國旗)照片。
首次飛行紀錄挑戰:
- 日期:2024年7月5日
- 測試地點:Letiště Břeclav(LKBA; BŘE)
- 起飛時間:00:30(中歐夏令時間)
- 降落時間:13:55(中歐夏令時間)
- 飛行時長:13小時25分鐘
- 天氣:晴朗
- 風速:1–3 m/s(風向100度)
- 飛行員:Jason Chung
- 地面站:陳宥仁(Chen Youren)
此區附有夜間起飛準備及日間地面人員操作照片。
26小時飛行紀錄(實際飛行25小時53分鐘):
- 日期:2024年7月10日
- 測試地點:Letiště Břeclav(LKBA; BŘE)
- 起飛時間:03:14(中歐夏令時間)
- 降落時間:翌日05:07(中歐夏令時間)
- 飛行時長:25小時53分鐘
- 天氣:晴朗有風
- 風速:清晨4–7 m/s,日間6–11 m/s
- 飛行員:Jason Chung
- 地面站:全體參與人員
此區附有多張夜間車輛照明起飛、雲層中無人機導航燈光跡、日間團隊合影(手持機身及國旗)等照片,呈現整個超過一日一夜的飛行驗證過程。

25公斤級無人機訓練系統之飛具系統整合與製造海報 詳細文字說明
計畫名稱:25公斤級無人機訓練系統之飛具系統整合與製造
執行單位:國立虎尾科技大學飛機工程系 月光飛行實驗室
指導教授:林中彥副教授
參與人員:楊勝鴻、邵信芳Alibananda、李柏陞、鄭爾岳、吳柏霖、王振融、趙子翔、吳思賢、范徽碩、林坤穎、張景翔
機體規格:
- 翼展:3600mm
- 全長:2700mm
- 主翼面積:1.6128平方公尺
- 空速範圍:12~30 m/s
- 最大起飛重量(MTOW):25公斤
- 馬達:RUM 8060 200kv X2,前拉後推配置
- 電變:RUMC 115A 12S
- 螺旋槳:20x10 X2,前拉後推配置
- 電池:P50B 12S8P 48V 40000mAh
- 機翼翼面升阻比:18.5
設計圖示:圖中附有四張技術圖:CFD(計算流體力學)機翼氣動分析圖,以紅黃藍色階呈現機翼表面壓力分佈;初期概念簡圖,呈現機身與尾翼之三視圖線框設計;結構設計三視圖(前視、上視、側視);以及結構CAD等角視圖,呈現無人機完整機體結構之立體透視圖,可見機身骨架、機翼肋材與尾翼支架。
製造說明:首架原型機基本上以木材及碳纖維所製成的複合材料結構為主,未來在定型之後會將大部分結構件改以複合材料製造。
製造過程照片:圖中附有多張團隊在工作現場組裝機翼骨架、機身與尾翼結構的照片,呈現機翼桁架、機身外殼及尾翼組裝之各階段進度。
飛行測試過程照片:圖中附有4張無人機於草地跑道起飛、空中飛行姿態,以及團隊成員與完成組裝之機體合影照片。
未來規劃:同樣平台未來可以成為長滯空平台,提供通訊或監控功能。該計劃將以綠島龜山島跨海飛行作為技術示範的目標來驗證,飛具設計與製造的性能。
圖中並附有一張台灣地圖,標示規劃中的測量距離路徑,自北部沿東部海岸線至南部,總距離為290.17公里(180.30英里),地圖下方註記「在地圖上按一下即可新增路徑」。
設計參考與技術特點:
- 參考MIT Beaver Work以及北航馮如三號的長滯空飛機
- 這架飛機是由2024年7月份創紀錄的飛機改良而來,改良重點包括:
- 新型21700 Molicel P50電池(5000mAh 10C),蓄電力與放電較高
- 複合材料機身與機翼前緣
- 油電混合動力,無起落架,由車載起飛架起飛
- 增加翼弦長度與翼展,擴大機翼面積,降低翼荷以提升高空性能
此區並附有兩張飛行中無人機照片,以及一張改良後機體之立體結構示意圖,呈現H型尾翼與加大機翼設計。

8公斤電動垂直起降貨運無人機機體設計與製造海報 詳細文字說明
標題:8公斤電動垂直起降貨運無人機機體設計與製造
合作單位:昊和精工(HUTRON)、MoonFlyer飛行實驗室(國立虎尾科技大學)
專題概述:
- 本專題為設計和製造一款電動貨運無人機,目標為實現30公里範圍內30分鐘內配送,負載範圍為1至2公斤之無人機。
- 無人機採用模組化結構,以提升生產效率和降低維護成本。
- 機翼和派籠架設計考慮了旋翼運作的扭矩,並運用3D列印技術提升氣動效率。
- 機身內部分成四個艙室,確保各系統穩定運作。
- 測試驗證的原型機以航空夾板、碳纖維複合材料與3D列印組件構成。
- 無人機使用21700鋰離子電池作為動力電池,確保在高負載運行下仍能穩定供電,提升性能和控制成本。
- 本研究的無人機設計和測試已完成初步飛行測試,後續將進行貨運測試,在深入與改進,有望成為解決區域物流困境的重要工具。
機翼與派籠架設計:
- 對VTOL來說,機翼須承受旋翼運作時產生的巨大扭矩。
- 垂直動力系統則是支撐四軸馬達的核心結構。
- 以直徑22mm的碳纖維管作為主體,並結合3D列印技術製作馬達座。該結構的設計考慮到馬達所產生的震動和推力。
- 設計時參考Roskam在《Airplane Design PART III》中的建議,使用ANSYS進行機翼與派籠架結構的模擬分析。
- 主樑和副梁分佈的位置可以通過力學公式(樑上分佈應力積分公式)來計算。
水平尾翼設計:透過氣動公式計算出所需尾翼長度,以確保飛行穩定。垂直尾翼的設計是基於尾翼容積比計算公式。與常見的A尾不同,本設計使用有明顯重量與抑振優勢的H尾構型。以CFD驗證H尾較常見的A尾僅增加1–2%阻力,但是優勢明顯,故採用H尾。此區並附有兩張CFD壓力分佈模擬圖,分別呈現A尾與H尾設計之壓力係數(Delta-Cp)比較。
結構設計:考慮未來量產,本無人機設計以模組化設計,分為六個主要部分:內翼、外翼、派籠架、機身、垂直尾翼及水平尾翼。不同部件可以單獨生產和更換,從而降低生產和維護成本。
配送範圍規劃:圖中附有一張雲林地區地圖,標示測試配送路徑,自青埔村出發,途經多個鄉鎮,總距離約30.99公里(19.26英里),並標示沿途各路段所需時間與距離。
圖示與照片:圖中附有多張內容:無人機戶外試飛照片(機身掛載綠色貨運箱);無人機空拍飛行姿態照片;機體立體結構透視圖(呈現機身內部艙室與骨架);機翼結構有限元素應力分析圖(ANSYS模擬,呈現機翼於受力下之應力分佈熱區圖);機翼力學積分公式示意圖;多張原型機組裝過程照片(工作桌上機身與機翼組裝、電子系統安裝);機體工程圖(含三視圖與系統配置圖);以及一張無人機低空飛行於綠色山巒背景之照片。