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“翼龙”变“甘霖”,比大型更巨大的固定翼无人机有多能干?

2021-01-08 09:22:44 中国航空新闻网 看航空专栏

昨天下午,我国首架人工影响天气无人机“甘霖-Ⅰ”在甘肃金昌成功首飞。

15时24分,“甘霖-Ⅰ”从金川机场滑行起飞。飞行过程中,“甘霖-Ⅰ”防除冰、大气探测、催化剂播撒等功能正常,系统稳定,性能满足项目要求。16时1分,“甘霖-Ⅰ”平稳着陆,首飞圆满成功。

“甘霖-Ⅰ”是在翼龙-2无人机基础上改进研制成功的、人工影响天气领域的大型无人机系统,具备远距离气象探测能力、大气数据采集能力和增雨催化剂播撒能力,同时拥有可靠的防除冰能力,具备复杂气象条件下的作业能力,大大提高了人工影响天气作业的效能。

这一消息发布后,有网友惊呼:“翼龙这平台真不错!怀疑翼下挂俩沙发都能载客!”载客显然不可能,但我国的大型固定翼无人机的民用场景的确正在越来越丰富。

比大型无人机更巨大的优良改装平台

据航空工业发布的《无人机系统发展白皮书(2018)》:大型无人机是指最大起飞重量大于600kg、飞行高度、航程、航速、航时、隐身性、机动性、自主性等性能均可能超过有人机的无人机型号。

而最近一年来频频登上新闻的民用大型固定翼无人机,譬如翼龙-2、翼龙-10、“彩虹”系列无人机、飞鸿98等型号,其起飞重量都远远大于了600kg的要求。

其中,此次基于翼龙-2平台改造的“甘霖-Ⅰ”起飞重量为4800kg,彩虹-5起飞重量超过3300kg,彩虹-4起飞重量为1300kg……可以称之为比大型还大型的“巨大型”固定翼无人机系统。

这样的巨大型固定翼无人机系统,目前来看在民用领域的使用场景主要有三个方面:

政府部门需求

2020年9月29日,翼龙-2无人机成功开展全球首次大型无人机应急通信实战演练。

9月29日当天凌晨4时50分,翼龙-2无人机从贵州安顺机场起飞,奔赴四川木里,航时近20小时,实现了跨两个战区三个省份、跨昼夜全天候、夜间中雨等恶劣气象条件下作业,通过公网与专网结合、宽带与窄带融合、空天地一体化通信覆盖等创新技术手段,解决了断路断电断网的“三断”灾难现场通信保障难题,为第一时间开展应急救援提供了全新的解决方案。

在此次应急通信演练中,原为“察打一体无人机”的翼龙-2充分发挥了“察”的技术,完成了灾区地面搜索、影像拍摄合成与传输等任务。其较大的挂载能力,也可以加挂应急通讯吊舱,为突发灾害的受灾地区提供灾区通信保障。

翼龙-2传回画面

除了灾区应急通信外,边境巡逻、海上缉私也是巨大型固定翼无人机的重要使用场景。

美国国土安全部的首架MQ-9B无人机,在坠毁于亚利桑那州沙漠中前,共执行了959小时巡逻任务,协助警方进行了2309次逮捕任务,共查获了3750kg的大麻。次年美国国土安全部决定紧急追加了一项预算,购买更多的MQ-9B无人机加强边境巡逻任务。

在森林防火防护中,巨大型固定翼无人机也拥有航时更长、载荷设备更专业、安全性更高等胜过有人机的优势。

2017年11月,彩虹-4无人机首次部署在我国国土最北端的塔河航空护林站,开始执行长期防火监控任务。大兴安岭地区拥有我国最大面积的森林,也一直饱受山火的困扰,1987年5月期间的大型火灾,是很多东北人民记忆中的痛。

1987年5月,大兴安岭山火持续燃烧了28天

使用无人机进行防火巡逻,不仅安全系数更高、成本更低,还满足对林场进行低空巡逻飞机等需求,通过配备远红外探测装置或热成像四通,可以在火灾现场长时间监控,提升地面消防部队的侦查能力。

彩虹-4机头下机载装备

而使用此次首飞成功的“甘霖-Ⅰ”进行人工影响天气作业,也同样具有成本低、工作时间长,其机翼挂点多、承载能力大、拓展能力强等优势。

“甘霖-Ⅰ”

而且“甘霖-Ⅰ”具备远距离气象探测能力、大气数据采集能力和增雨催化剂播撒能力,同时拥有可靠的防除冰能力,具备复杂气象条件下的作业能力,也大大提高了人工影响天气作业的效能,比起传统上驾驶通航飞机人工影响天气,或者使用增雨火箭等手段,显然效能更高,功能更多,真正做到了“一专多能,一机多用”。

科研项目需要

2020年8月2日,一架搭载着高空气象探测设备的翼龙-10无人机从海南博鳌机场起飞,开始执行台风“森拉克”外围气象探测任务。

这架翼龙-10无人机隶属于中国气象局联合航空工业等12家单位启动的“海燕计划”(中国高空大型无人机海洋综合气象观测试验)。自从6月25日开始,先后完成了5次不同气象环境和载荷的飞行试验。

通过投放探空仪、实时探测并下传气压、温度、湿度等重要参数,实现了我国对台风等关键气象的实时监控。

翼龙-10传回数据

对于台风的监控和测绘,之前通常使用通航飞机来进行,但通航飞机使用成本高、灵活性较低、对于机载人员的危险性也远大于无人机……显然,在这样危险的科研场景下,无人机的效率和安全性都更加出色。

日后,国土测绘、气象测绘等领域,也将成为巨大型固定翼无人机的重要使用场景。

商业物流

2013年,亚马逊创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)发出预测,表示五年内无人机将成为物流行业的重要参与者,能够帮助物流从业者克服“最后一英里”的配送瓶颈。自此,全球物流业界都在这一领域进行投资与创新,我国也不例外。

2019年,亚马逊在MARS大会上首次推出了一款新型电动送货无人机

2020年10月9日,我国首个大型运输无人机飞鸿98在内蒙古圆满完成了民航局批复的试点运行航线首飞任务,成为国内首个完成试点运行航线飞行的大型无人运输机系统。

飞鸿98是航天时代电子与顺丰控股股份有限公司合作研发的大型无人机,改装自运5飞机,能够同时完成支线飞机运输任务和末端物流运输任务。

在我国一些边远地区,支线机场和小型机场流通量不足的前提下,使用无人机来配送,可以极大的缩短物流时间。而且运5飞机机型成熟、使用和运营成本低,在这样的场景下,可谓完美的“空中骆驼”,使得这样的商业模式在业界广受欢迎。

大面积商用成本高

但未来很大

虽然我国大型固定翼无人机的民用场景正在逐渐增多,但是眼下,一些困难是客观存在的——人员培训欠缺、航材保障效率低

彩虹、翼龙系列无人机和飞鸿98等巨大型固定翼无人机,因体量远大于一般的大型无人机,因此其机务培训、飞行员培训不能照搬或“参考”传统通航飞机以及普通的民用无人机来进行,需要构筑全新的体系。

而眼下,由于主要使用方是科研院所和政府部门,飞机采购量不会很大,使得其采购和使用成本无法摊薄,不足以形成一整套市场体系。因此,目前巨大型固定翼无人机在民用场景中依然处于试验使用的阶段,距离大规模商用化还有一段距离。

相关法律法规缺乏支持

巨大型固定翼无人机一般拥有航程超长、滞空时间久等特点,为航线申请带来了巨大的挑战。

目前我国巨大型固定翼无人机基本依托基地机场,进行固定航线飞行,无法做到全国范围内的迁移作业,这对于其进一步商业化是一个巨大的阻碍。目前,我国已经在西北、西南等地区开展相关试验,探索解决巨大型无人机航线申请困难的方法。

但这些问题都可以在发展中得到解决,我国是全球无人机研发和生产的大国,彩虹、翼龙等拳头产品保有量很高,只要人员培训和航材供应体系完全打通,其商业价值就会得到全面释放。这在航空业发展中是普遍的真理:飞机数量越多,就越用越好用,越用越便宜。

未来,我国的巨大型固定翼无人机还会承担更多的任务,我们期待在困顿的场景中、遥远的冰川上、蔚蓝的海岸线等使用场景中看到他们。

责任编辑:助理编辑