突破關(guān)鍵技術(shù),!百變“翼龍”無(wú)人機(jī),,神了
前不久,,在甘肅省臨夏州積石山縣6.2級(jí)地震救援行動(dòng)中,,“翼龍”無(wú)人機(jī)備受矚目。它搭載偵察和通信載荷,,執(zhí)行災(zāi)情偵察和通信中繼任務(wù),,為災(zāi)區(qū)救援提供了強(qiáng)有力的通信保障。

翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型無(wú)人機(jī)出動(dòng)赴地震災(zāi)區(qū)執(zhí)行應(yīng)急救災(zāi)任務(wù),。
“經(jīng)過(guò)十幾年發(fā)展,‘翼龍’從技術(shù)創(chuàng)新,、產(chǎn)品創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,,實(shí)現(xiàn)了與世界強(qiáng)國(guó)的同臺(tái)競(jìng)技?!敝泻剑ǔ啥迹o(wú)人機(jī)系統(tǒng)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱中航無(wú)人機(jī))副總經(jīng)理李屹東說(shuō),。
如今,,“翼龍”系列無(wú)人機(jī)已具備執(zhí)行通信、探測(cè),、偵察,、投送等任務(wù)的能力,成為重大應(yīng)急救援的新質(zhì)力量,。
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“翼龍”系列無(wú)人機(jī)初步形成譜系化
12月20日,,積石山縣地震救災(zāi)指揮大廳大屏幕上,實(shí)時(shí)顯示著翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型無(wú)人機(jī)偵察的災(zāi)情畫(huà)面,。圖像,、數(shù)據(jù)上下貫通,一個(gè)個(gè)塌方地點(diǎn)被精準(zhǔn)定位,,搜救畫(huà)面被實(shí)時(shí)回傳,。
“翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型無(wú)人機(jī)在空中搭起的通信中繼站,使移動(dòng)信號(hào)具有長(zhǎng)時(shí),、穩(wěn)定和連續(xù)的特點(diǎn),,可覆蓋約50平方公里范圍?!痹诂F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行任務(wù)的中航無(wú)人機(jī)飛行主管師李鶴說(shuō),,翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型無(wú)人機(jī),是“翼龍”系列產(chǎn)品翼龍-2的衍生型,,主要用于執(zhí)行災(zāi)害探查,、應(yīng)急通信保障、應(yīng)急投送等,。

翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型無(wú)人機(jī)。
無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱,。它由無(wú)線電遙控設(shè)備和自備程序操縱,,也可以由車載計(jì)算機(jī)完全或間歇地自主操作。
無(wú)人機(jī)種類繁多,。從技術(shù)角度定義,,可以分為無(wú)人固定翼飛機(jī)、無(wú)人垂直起降飛機(jī),、無(wú)人飛艇,、無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人多旋翼飛行器、無(wú)人傘翼機(jī)等,。從動(dòng)力系統(tǒng)定義,,有油動(dòng)和電池?zé)o人機(jī)。按起飛重量,、任務(wù)半徑和飛行速度,、高度,可分為大,、中和微小型無(wú)人機(jī),。
“不同類型無(wú)人機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景不一樣,設(shè)計(jì)思路,、可靠性和成本都不一樣,。”李屹東說(shuō),。
1917年,,美國(guó)研制出世界首架無(wú)人機(jī)。此后100余年,,伴隨著動(dòng)力和無(wú)線電指令,、模擬數(shù)據(jù)鏈及慣導(dǎo)、航電等新技術(shù)的涌現(xiàn),,無(wú)人機(jī)技術(shù)不斷迭代更新:從需要用運(yùn)輸機(jī)攜帶至空中放飛,、回收且只會(huì)平飛,到可以按規(guī)劃自動(dòng)起降,,并完成復(fù)雜動(dòng)作,;從低速、低航時(shí),、短航程,,到高速中高空、長(zhǎng)航時(shí)和長(zhǎng)航程,。
“翼龍”系列屬大型固定翼無(wú)人機(jī),。
2012年11月,,在第九屆珠海航展上,,首款“翼龍”原型機(jī)亮相,被命名為翼龍-1,。
此后,,“翼龍”家族不斷壯大,其中不乏處于國(guó)際先進(jìn)水平的明星機(jī)型,。例如,,翼龍-2是我國(guó)首架搭載國(guó)產(chǎn)渦槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的大型無(wú)人機(jī),于2015年立項(xiàng)研制,2017年實(shí)現(xiàn)首飛,。其氣動(dòng)布局,、機(jī)體結(jié)構(gòu)和機(jī)載系統(tǒng)先進(jìn),各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)趨近目前世界最先進(jìn)的同類無(wú)人機(jī),。特別是,,它具有超強(qiáng)的自主性。

翼龍-2無(wú)人機(jī),。
今年11月28日,在四川自貢航空產(chǎn)業(yè)園,,翼龍-2在中航無(wú)人機(jī)生產(chǎn)試飛基地完成了一次飛行演示,。
當(dāng)天,翼龍-2攜帶光電吊艙和合成孔徑雷達(dá)等載荷,,按指令起飛,。
按預(yù)定規(guī)劃執(zhí)行自主短距起降、高速升空,、低空盤(pán)旋,、“8”字繞飛……一系列動(dòng)作靈活機(jī)動(dòng)、控制精準(zhǔn),。機(jī)頭下方的高清光電吊艙,,如火眼金睛,將識(shí)別到的高清畫(huà)面實(shí)時(shí)回傳,,航程越遠(yuǎn),,識(shí)別范圍越廣。
“低空盤(pán)旋和‘8’字繞飛等動(dòng)作,,對(duì)飛行系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性要求極高,,翼龍-2結(jié)合高分辨率光電系統(tǒng),可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行360度拍攝,?!币睚?2飛行表演現(xiàn)場(chǎng)總指揮張?jiān)秸f(shuō)。
“可以說(shuō),,經(jīng)過(guò)十幾年發(fā)展,,‘翼龍’系列無(wú)人機(jī)已初步形成譜系化?!崩钜贃|說(shuō),。
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突破關(guān)鍵技術(shù)打造一機(jī)多用
“‘翼龍’無(wú)人機(jī)是在已有技術(shù)基礎(chǔ)上,,大膽突破核心技術(shù),自行研制的系列化,、中空長(zhǎng)航時(shí),、多用途無(wú)人機(jī)?!崩钜贃|說(shuō),。
11年來(lái),“翼龍”創(chuàng)新不止,。
如今,,“翼龍”無(wú)人機(jī)的型號(hào)豐富多樣。2018年,,“翼龍”無(wú)人機(jī)獲第五屆中國(guó)工業(yè)大獎(jiǎng),,技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。
隨著世界無(wú)人機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,,中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)有限公司審時(shí)度勢(shì),,作出“打造我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)專業(yè)化國(guó)家隊(duì)”的戰(zhàn)略決策,于2018年12月25日在四川成都重組設(shè)立中航無(wú)人機(jī),,聚力打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,、世界一流的高端無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)基地。
“做強(qiáng)做大”的重要標(biāo)志之一,,是讓“翼龍”品質(zhì)更優(yōu),、用途更廣。在研發(fā)新型號(hào)的同時(shí),,中航無(wú)人機(jī)也開(kāi)始探索“一機(jī)多用”,。
“我們?cè)诿裼妙I(lǐng)域,率先開(kāi)展了無(wú)人機(jī)在大應(yīng)急,、大氣象,、大安防領(lǐng)域應(yīng)用的探索和創(chuàng)新,為增進(jìn)民生福祉提供科技支撐,?!敝泻綗o(wú)人機(jī)市場(chǎng)發(fā)展部副部長(zhǎng)楊翰如說(shuō)。
僅翼龍-2這個(gè)系列,,除此次在甘肅執(zhí)行救災(zāi)任務(wù)的翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型,,還有翼龍-2H氣象型。
2019年3月,,為解決祁連山生態(tài)修復(fù)問(wèn)題,,甘肅省率先探索啟動(dòng)大型無(wú)人機(jī)人工影響天氣作業(yè)。他們把目光鎖定在翼龍-2身上,。
傳統(tǒng)大面積人工影響天氣作業(yè),多采用有人機(jī)播撒的方式。有人機(jī)搭載催化劑,,飛至云層中進(jìn)行催化劑播撒,。
這種方式有很多安全隱患?!斑_(dá)到催化作業(yè)條件的云層,,內(nèi)部溫度較低,易導(dǎo)致飛機(jī)空中結(jié)冰,。結(jié)冰后,,飛機(jī)自身加重,會(huì)出現(xiàn)氣動(dòng)外形變化,、控制舵面結(jié)冰卡滯等,,安全隱患極大?!崩钜贃|說(shuō),。
無(wú)人機(jī)則很好地規(guī)避了這些隱患。
然而,,避免飛機(jī)結(jié)冰,,是迄今飛機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵難題之一。
“一旦結(jié)冰,,會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)損毀的災(zāi)難,。”李屹東說(shuō),。
為此,,李屹東帶領(lǐng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),協(xié)同多個(gè)科研院所,、高校,,共同研發(fā)了防除冰系統(tǒng)。
經(jīng)過(guò)多輪理論分析,、實(shí)驗(yàn)室模型驗(yàn)證,、材料技術(shù)攻堅(jiān)、施工工藝攻堅(jiān),,最終正式將防除冰系統(tǒng)加載于翼龍-2上,。
試飛小組成員王德林回憶說(shuō),理論和模型驗(yàn)證都成功,,但試飛試驗(yàn)卻總是出問(wèn)題,。“在甘肅金昌進(jìn)行外場(chǎng)試飛驗(yàn)證,,無(wú)人機(jī)屢現(xiàn)防除冰系統(tǒng)在空中不受控的現(xiàn)象,?!蓖醯铝终f(shuō)。例如,,降落后的無(wú)人機(jī),,機(jī)翼出現(xiàn)鼓包、涂層小面積燒毀等問(wèn)題,。
李屹東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員攻堅(jiān)克難,,他們克服種種不利因素,臨時(shí)搭建試驗(yàn)測(cè)試環(huán)境,,夜以繼日開(kāi)展試驗(yàn),,進(jìn)行故障分析。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證,,終于找到問(wèn)題的癥結(jié),。原來(lái),云層中的靜電影響了除冰系統(tǒng)的正常工作,。經(jīng)過(guò)10個(gè)月的研制,,翼龍-2H氣象型無(wú)人機(jī)各系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求并交付使用。

翼龍-2H氣象型無(wú)人機(jī),。
“利用大型無(wú)人機(jī)開(kāi)展人工影響天氣作業(yè),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大型無(wú)人機(jī)人工增雨的空白,,屬于世界前沿性技術(shù),,促使人工影響天氣作業(yè)能力得到巨大提升?!痹诋?dāng)天的首飛儀式上,,中國(guó)氣象局副局長(zhǎng)余勇說(shuō)。
這樣的創(chuàng)新故事,,在“翼龍”一機(jī)多用的探索中,,比比皆是。
一機(jī)多用的成功探索,,讓“翼龍”成為百變之身,。
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多元搭載應(yīng)對(duì)不同需求
百變“翼龍”,應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富,。
2021年1月6日15時(shí)24分56秒,,在甘肅省金昌市金川機(jī)場(chǎng),被命名為“甘霖-Ⅰ”的翼龍-2H氣象型無(wú)人機(jī)起飛,。地面控制系統(tǒng)顯示,,無(wú)人機(jī)防除冰,、大氣探測(cè)、催化劑播撒等功能正常,,系統(tǒng)穩(wěn)定,,性能滿足項(xiàng)目要求,,經(jīng)過(guò)30多分鐘飛行,,“甘霖-Ⅰ”平穩(wěn)著陸,首飛圓滿成功,。
經(jīng)“甘霖-Ⅰ”數(shù)次作業(yè),,祁連山雨、雪明顯增多,。
這時(shí),,“翼龍”化云為雨。
2021年7月21日,,鄭州強(qiáng)降雨,,其下轄的鞏義市成為洪澇災(zāi)害重災(zāi)區(qū)。在鞏義市米河鎮(zhèn),,由于信號(hào)塔被沖毀,,導(dǎo)致通訊中斷,全鎮(zhèn)人員失聯(lián),。
面對(duì)洶涌而至的洪水,,深陷“斷網(wǎng)”“斷電”困境,整個(gè)米河鎮(zhèn),,籠罩在一片寂靜的恐懼之中,。
就在村民們一籌莫展之時(shí),手機(jī)突然間收到了一條“陌生”短信:“米河鎮(zhèn)的鄉(xiāng)親們,,因暴雨導(dǎo)致通信中斷,,應(yīng)急管理部緊急調(diào)派翼龍無(wú)人機(jī)抵達(dá)你鎮(zhèn)上空,可暫時(shí)恢復(fù)中國(guó)移動(dòng)公網(wǎng)通信……恢復(fù)時(shí)間只有五小時(shí),!請(qǐng)盡快報(bào)告情況,、聯(lián)系家人。祝平安,!”
原本已“失靈”的手機(jī)被重新“點(diǎn)亮”,,通信網(wǎng)絡(luò)神奇地恢復(fù)了!
這是一種全新的應(yīng)急通信方式,,即由無(wú)人機(jī)攜帶基站吊艙,,在空中搭建一個(gè)應(yīng)急通信平臺(tái)。米河鎮(zhèn)50平方公里范圍內(nèi)恢復(fù)了應(yīng)急通信,。
這時(shí),,“翼龍”變身空中通信基站,。
2021年11月27日,在南海海域,,中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心聯(lián)合航空工業(yè)等10多家單位,,進(jìn)行基于無(wú)人機(jī)的海陸空協(xié)同觀測(cè)試驗(yàn)。
當(dāng)日9時(shí),,隨著對(duì)講機(jī)里傳來(lái)的“放飛”指令,,搭載著毫米波測(cè)云雷達(dá)、掩星/海反探測(cè)系統(tǒng)的翼龍-10騰空而起,。幾十分鐘飛行后,,試驗(yàn)無(wú)人機(jī)到達(dá)任務(wù)空域,與天基,、?;痘鶜庀笥^測(cè)儀器一起,,對(duì)海洋上空云系,、溫濕廓線分布以及海面風(fēng)場(chǎng)等氣象要素進(jìn)行協(xié)同觀測(cè)。
在無(wú)人機(jī)氣象保障服務(wù)指揮調(diào)度平臺(tái)上,,技術(shù)人員看著屏幕上一組組實(shí)時(shí)傳輸回來(lái)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)很是興奮:“這些數(shù)據(jù)用常規(guī)氣象探測(cè)手段幾乎無(wú)法獲取到,。”
試驗(yàn)圓滿成功,,我國(guó)朝著建設(shè)以無(wú)人機(jī)為主體的空基觀測(cè)體系這一目標(biāo),,邁出重要一步。
這時(shí),,“翼龍”成為勇斗臺(tái)風(fēng)的“追風(fēng)者”,。
今年6月28日,國(guó)家級(jí)機(jī)動(dòng)觀測(cè)業(yè)務(wù)在四川省自貢市啟動(dòng),。
啟動(dòng)儀式上,,兩種型號(hào)的氣象探測(cè)型高空大型無(wú)人機(jī)完成交付,并成功實(shí)現(xiàn)青藏高原東南邊緣氣象精細(xì)化垂直探測(cè)首飛,。
兩型氣象探測(cè)型高空大型無(wú)人機(jī),,是我國(guó)首次專為氣象探測(cè)任務(wù)研制的,分別基于翼龍-2和翼龍-10無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái),。其中一款針對(duì)高原任務(wù),,另一款則針對(duì)海洋任務(wù)。兩型無(wú)人機(jī)均可掛載氣象雷達(dá)吊艙和多光譜分析儀等設(shè)備,,具有航程遠(yuǎn),、航時(shí)長(zhǎng)、承載能力大、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),,可為海洋氣象目標(biāo)觀測(cè),、高原氣象探測(cè)、重大氣象災(zāi)害機(jī)動(dòng)觀測(cè)及氣象衛(wèi)星真實(shí)性檢驗(yàn)等關(guān)鍵任務(wù)提供突破性解決方案,。
這時(shí),,萬(wàn)米高空上,“翼龍”成為“天眼”,。
自2019年完成大型無(wú)人機(jī)科研首飛后,,“翼龍”系列飛行任務(wù)繁忙。在三江源開(kāi)展首次大型無(wú)人機(jī)人工影響天氣作業(yè)和氣象探測(cè),,在青海參與大通縣泥石流災(zāi)害救援,,在四川提供氣象服務(wù)保障“大運(yùn)會(huì)”開(kāi)幕式,,在青藏高原實(shí)施氣象探測(cè)……

“翼龍”系列無(wú)人機(jī)機(jī)群。
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融合新技術(shù)拓展應(yīng)用場(chǎng)景
今年3月,,國(guó)資委印發(fā)《關(guān)于印發(fā)創(chuàng)建世界一流示范企業(yè)和專精特新示范企業(yè)名單的通知》,,中航無(wú)人機(jī)位列其中。
2022年,,中航無(wú)人機(jī)在科創(chuàng)板上市,。
“我們的目標(biāo)是做國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界一流的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者,?!敝泻綗o(wú)人機(jī)董事會(huì)秘書(shū)楊萍說(shuō)。
“為順應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)發(fā)展,,我們也在研發(fā)1噸級(jí)以下的無(wú)人機(jī),。考慮到市場(chǎng)需求,、技術(shù)發(fā)展等多方面因素,,后續(xù)會(huì)有更多樣的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品類型出現(xiàn)?!崩钜贃|說(shuō),,放眼未來(lái),無(wú)人機(jī)技術(shù)無(wú)疑將向高端智能方向發(fā)展,,從遙控,、程控向全自主控制發(fā)展。
“未來(lái)無(wú)人機(jī)會(huì)更‘聰明’,?!崩钜贃|說(shuō),,在目標(biāo)識(shí)別、態(tài)勢(shì)感知,、任務(wù)規(guī)劃管理以及自主飛行過(guò)程中,,甚至能夠做到智能維護(hù)。同時(shí),,無(wú)人機(jī)向低成本,、高產(chǎn)量、新能源技術(shù),、高空和臨近空間,、超長(zhǎng)航時(shí)方向的發(fā)展,無(wú)疑將使無(wú)人機(jī)創(chuàng)造許多新的業(yè)態(tài),。
下一步,,還會(huì)有更新一代的無(wú)人機(jī),如傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī),?!芭c傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)相比,下一代傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)能像直升機(jī)一樣垂直起降,,節(jié)省占地面積,;同時(shí)起飛后還能像固定機(jī)翼的飛機(jī)一樣,快速巡航飛行,,未來(lái)可應(yīng)用于遠(yuǎn)程物流運(yùn)輸和載人飛行,。”李屹東說(shuō),。
“除在應(yīng)急救援,、氣象服務(wù)等領(lǐng)域進(jìn)行的應(yīng)用探索,后續(xù)我們還會(huì)結(jié)合5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、人工智能,、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)發(fā)展,與全產(chǎn)業(yè)鏈共同推進(jìn)無(wú)人機(jī)在更多領(lǐng)域的高效應(yīng)用,,例如科考,、測(cè)繪、物流等,?!崩钜贃|說(shuō)。
對(duì)于未來(lái)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景,,李屹東進(jìn)行了展望,。
在他看來(lái),未來(lái)無(wú)人機(jī)會(huì)被用來(lái)提供數(shù)據(jù)服務(wù)?!鞍褵o(wú)人機(jī)作為空中數(shù)據(jù)端口,,針對(duì)不同行業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸,、存儲(chǔ),、提取、分析和展現(xiàn),,為用戶提供更精確,、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)流服務(wù)?!崩钜贃|說(shuō),,這個(gè)功能將用于環(huán)境監(jiān)測(cè)與執(zhí)法、消防,、管線監(jiān)測(cè),、道路監(jiān)控、智能空中交通,、邊境巡視,、災(zāi)害探測(cè)、石化大氣污染,、氣象探測(cè)等場(chǎng)景。
新的業(yè)態(tài)里,,未來(lái)還會(huì)出現(xiàn)無(wú)人機(jī)租賃服務(wù),。“由專業(yè)運(yùn)行機(jī)構(gòu),,向各應(yīng)用行業(yè)提供專業(yè)化的租賃,、運(yùn)行服務(wù)?!崩钜贃|說(shuō),。
“翼龍”家族擴(kuò)員的生態(tài)鏈自主可控。
李屹東表示,,從研制之初,,“翼龍”系列無(wú)人機(jī)就根植于我國(guó)航空工業(yè)乃至我國(guó)整體的科技、工業(yè)基礎(chǔ)上,,相關(guān)核心技術(shù)掌握在自己手上,。我們目前的技術(shù)、制造產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新能力,,足夠支撐保障“翼龍”系列無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)需求,。
百變“翼龍”展大國(guó)之翼。朝著既定目標(biāo),“翼龍”家族,,展開(kāi)雙翼,,并不斷變換姿態(tài)與隊(duì)形,向著深邃的天空,,自由飛翔,。
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采寫(xiě)丨科技日?qǐng)?bào)記者 矯陽(yáng)
編輯丨劉莉 李坤
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