哈尔滨工程大学科学营：“舰队大师”无人艇船模制作及协同作战特色活动

常昊 朱文松

哈尔滨工程大学作为青少年高校科学营“船模制作及竞赛”系列特色活动承办单位，充分利用学校海洋一流学科带来的技术优势与文化氛围，在众多承办高校及科研机构中独树一帜。相对于传统见习科普活动，船舶教具制作具备“融入+参与+体验”特点。人工智能化的海上无人舰艇已经成为新时代的热门焦点，为使广大青少年营员体验无人艇编队水面作战的思路及模式，本次科学营特色项目主题为“Fleet-Master舰队大师”，通过团队组装+操作火炮无人艇，进行一场舰队之间的红蓝模拟对抗，让营员体验“海上编队”所需的配合与默契。“海上演习”带来的紧张与刺激，激发了营员学习船舶与海洋科技相关知识的兴趣。

活动简介

本次活动以哈尔滨深度科技发展有限公司开发的“DIY模块化拼装遥控模型船”2021年最新升级版作为载体，这种教具是一种能够由2人进行协同控制的四体穿浪型火炮无人艇模型，具有电视观瞄设备、带双向火控的吸水弹火炮系统，以及用于判定伤害的“血条”系统。营员以组队形式进行遥控无人艇间的红蓝对抗赛，通过互相炮击“扣血击毁”对方船只，在搭建的水池环境中实现“2V2”对抗竞赛。比赛分为小组赛和淘汰赛，最终根据小组赛积分颁发一等奖、二等奖、三等奖，通过淘汰赛评出冠军、亚军和季军。

活动时间

2021年7月26日全天

活動安排

分组

本次比赛全体营员共计120人，分为1～4连；每连10人1班，每班5人1组，以组为单位形成队伍，共24 支队伍，48艘上场船，24艘备用船。提前决定各组组长及团队名称，并登记入册。

每组分别发放3套“Fleet-Master舰队大师”无人艇模型教具，任选2艘作为上场船模，剩余1艘作为备用船模。组长负责安排分工，需全组5名成员共同完成船模制作。

授课及制作

每个连配讲师1名、助教1名和志愿者专员1名，另外1名志愿者负责协助总指挥进行各连制作进度跟进及调试调动。首先，由活动承办方导师为营员普及当代集群无人艇作战模式及技术知识，让营员对“Fleet-Master舰队大师”比赛的背景及意义有初步了解，内容涵盖各国主力无人艇型号简介，以及舰船设计基础理论。然后，由导师带领营员根据说明书进行模型拼装制作，各组可为船模装饰贴纸、取名，还可设置展示环节，介绍自己的小船。

调试

由各连授课人、助教及志愿者全程指导，并协助营员进行调试，确保各组按照规定完成船模，无自行暴力改装。

备赛

若队伍未能组装完成2艘船模，1艘仍可参加小组赛，但不会也安排仅制作了1艘船模的队伍进行对抗，仍需抽签决定对手。

教具内容

核心组件

核心组件共有2套，船体1套，炮塔1套，主要由控制芯片、7.4V锂电池及开关组成。为调节比赛平衡性，突出船型、推进系统等方面的DIY优势，核心组件不可随意更改。控制芯片为3通道遥控芯片系统，含电源分配、电机驱动、遥控收发系统。电池为1节7.4 V锂电池，电量2 000 mAh，续航时间20分钟。

无人艇船体

船体为船模DIY的主要内容，直接决定了船模阻力、操纵性与耐波性，1个好的船体对比赛成绩有着决定性的影响。船体由4组浮体组成，通过桁架系统固定，并装配减摇鳍、水翼等特殊组件。猫型浮体是一种速度快、重心高的船体，能够提供1/4的浮力；上层建筑可防止船模进水，减小空气阻力，提供装甲防护；桁架结构可连接4个浮体，支撑炮塔系统。

推进系统

推进系统决定了船舶推进力的大小，直接影响船舶速度。在电池、电机已确定的前提下，推进系统的合理布置既决定了船舶速度，也决定了船舶的操纵性能。本次活动模型选用4枚716小直径螺旋桨，低速性能好，加速度快。

武器系统

舰炮通过6.5 mm吸水炮弹打击“敌方”船只或攻击目标靶，命中后可获得更多加分奖励，缺点是“弹药”数量较少，需要靠近岸边补弹。

双向火控分为高低机和方向机，分别控制炮塔360°旋转，及-20°～5°的俯仰。

弹匣采用上供弹方式，船只靠岸时队员能够快速取下并补充吸水弹药。

撞角通过撞角攻击位于舰首的敌方船只，通常在舰炮失效后使用，优点是破坏力大，缺点是撞角会破坏前后平衡，需要谨慎选择。

通过使用教具，让营员对船舶结构的基础知识和水上小型舰艇作战有更深的了解。

小组赛

比赛以组为单位进行，各组在制作好的3艘船中任选2艘同时上场配合竞赛。组长负责上报登记队伍名称及所属班级，检查船模各类挂件是否正常，是否进行暴力改造，“血条”插件是否装备齐全。每组4名操作手控制2艘船模从赛场出发，配合走位及沿途遮挡物对敌舰血条插件进行射击。每局5分钟，根据击中对方情况，进行积分。

·击落每个血条：1分，不可累计。

·物理损坏对方零件：2分，不可累计。

·击沉或撞沉：2分，不可累计。

各组可使用DIY船模及备用零件进行比赛，除换弹外，全程不可人为干预。最终，各连积分最高的前2支队伍进入淘汰赛。

淘汰赛

共计8组16艘船模进入淘汰赛。比赛步骤如下：2队位于水池两端的出发点，各执2船模同时上场，每局10 分钟，根据击中对方情况，进行积分。

·击落每个血条：1分，不可累计。

·物理损坏对方零件：2分，不可累计。

·击沉或撞沉：2分，不可累计。

若船模在航行过程中被物理损坏或血条掉光，可于出发区复活（由工作人员使用夹子捞出）。各组复活时可使用刚刚被击沉的船模，也可更换备用船模。10分钟后，根据分数评出获胜组。

奖励环节

为满足意犹未尽的强劲选手，以及过早被淘汰却想继续尝试的选手设立奖励环节，任何队伍均可在决赛后参加，挑战内容为射击水池内移动标靶，射中即可获得特别奖。

竞赛颁奖典礼

按照最终竞赛成绩，分别颁发小组赛一等奖8个、二等奖8个、三等奖8个，冠、亚、季军各1个，最佳船长1名，最佳炮手1名，特别奖若干。

雨天应急预案

竞赛场地不变，在观众区、评委区搭建帐篷，水池不作遮挡。