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燃油VS电动,植保无人机的终极技术对决

2018-10-19 11:35:13责任编辑: 孙吉正来源: 中国网-中国视窗点击: 次
标签:学术讨论 http://www.lsjaa.com 有没有注册送彩金的

 先抛一个看上去毫不相关的选择题:

一辆最新款的Tesla 和同等价位的燃油汽车放在一块,你会怎么选?

选Tesla,不仅因为环保、经济、潮流,可能还因为Cool,毕竟是带有硅谷血缘和IT理念结出来的产品;但如果考虑到长途旅行、居家实用以及现实国情,Tesla也许并不会成为满足你需要的第一辆车,毕竟和加油站的数量相比,专业充电桩还只是一个零头式的存在。

但毫无疑问,Tesla的横空出世像搅动汽车市场的一条鲶鱼,刺激了无数国内外车企的技术升级,无论是在新能源利用的探索上,还是人机互动车联网和无人驾驶技术的推动上,于整个行业而言,Tesla也不止是做了一点点微小的工作。

汽车作为远程代步的工具发明出现,在其发展的过程当中和人的关系更加以实用为基础。同为工具型代表的无人机,其实某种程度上跟这段已经被验证过的发展史,自然有息息相关的地方。

无人机领域里的 Tesla 代不代表未来?

自无人机火爆市场成为宠儿的这四五年时间里,谁是这个领域里的Tesla?回答这个问题之前,得好好先捋一捋无人机的发展史。

无人机(UAV, unmanned aerial vehicle)——其实看英文名,仍然它不可避免地与汽车挂上关系,在未迎来技术革新和门槛降低之前,一直是各国军方致力科研和实验的产物。站在今天回望过去,无人机少说也有快100岁了:一战期间,在斯佩里等人的军方支持下,世界第一架无人机诞生在美国,他们将一架有人驾驶飞机改装成无人机进行试飞,可惜所有实验全部失败,但这里头取得的经验和资料,为16年后二战前夕第一架无人靶机的研制成功奠定了基础。

在20世纪里面,无论热战还是冷战,都客观上为人类科技进步提供了催化剂。

之后的战争行动中,无人机的出场次数愈加频繁,无论是60-70年代的越南战争、70-80年代的中东战争,还是90年代初的海湾战争,它的崛起进入了加速阶段。当然,执行这种高精尖的军事任务,所有的无人机都是燃油驱动。

以至于迎来黄金发展期后,伴随导航飞控和发动机技术的提升,无人机的性能优越性,让它的商业价值也水涨船高。军机市场预测机构蒂尔集团早在2013 年无人系统国际协会(AUVSI)会议上就公布全球预测:未来10 年全球无人机花费将翻番,由2014 年52 亿美元增至2023 年116 亿美元,总规模达840 亿元,年均复合增长10.8%。其中,无人航空系统研发投入将从2014 年19 亿美元增至2023 年40 亿美元,采办费用从33 亿美元增至76亿美元。

虽然这份三年前的预测只是针对军机市场,但不难看出民用无人机市场同等势能的未来爆炸性。原因无外乎两点:互联网传播技术的普及化和深度渗透,让飞控技术开源进一步由军用扩散到民用领域,资本热钱对行业趋势的热捧,让同军用无人机相比的低制造成本成为可能。

于是,才有了采用电动直驱多旋翼作为撒手锏领头杀出的大疆,以及在它身后诸多应势而起的消费级无人机。那么之前的那个问题应该可以这么回答:已经占据了80%全球市场的大疆是民用无人机领域里的Tesla,但是,消费级无人机市场的功用和天花板显而易见,正如前《连线》杂志主编、《创客》一书作者的克里斯·安德森所说:“无人机就像是智能手机,只是会飞。”

Tesla会不会是汽车产业的未来?不知道,但它的出现带动了产业兴起是一定的——就像大疆一样。

燃油 VS 电动 —— 工业级无人机的取舍

除了自拍,我们应该还干点什么?这一点,就不是消费级无人机能够回答的问题了。

先把目光转向日本:11月,雅马哈将要上市一款10月份发布的农业无人机Frazer R。作为一款农业无人机,Frazer R每次最多可携带32升药剂,喷洒农田近四公顷。大载重、高时长,显然,Frazer R配备了一个燃油喷射发动机,具备了直径排气功能和更好的压缩率,功率输出可以达到20.6kW。售价上也不便宜,87万人民币——因为这是一台油动无人直升机。

雅马哈在农业植保无人机上的首秀,最早要追溯到1997年,当时推出一款推出一款叫Rmax的无人机,供本国农业使用。

与日本相比,中国在商用农业无人机领域的打破时间,应该是2005年极飞科技的成立,此后他们研制出来专门适用于农业植保的无人机,也逐渐开始在西北地区大范围使用。但不出意料的是,无论是以消费级无人机起家的大疆,还是专注于农业植保无人机的疾飞,在他们新推出的无人机机型动力都由电力输出,于是,单位面积农田内使用频次高,单次使用时长短,无法进行大载重,让使用效率并没有实现本质上的提升。

这是在现有电池技术的情况下,采用电动输出无人机一时半会还无法解决的问题。然而在国内,在工业级无人机领域,也存在着为数不多的采用燃油作为动力输出的无人机团队,致力从改变动力输出方式,来解决这一问题。

从纯技术上来说,油动直驱多旋翼无人机控制发动机转速快慢的方式,是通过飞控控制舵机来改变发动机油门的大小,进而来控制其飞行姿态。但因为燃油发动机的震动相对于电机而言,仍然比较大,在抗风性和发动机选择上,都难以与电动直驱多旋翼无人机相媲美,因此,这对一架油动多旋翼无人机的飞控系统,提出了更高的要求。

无独有偶,2018-10-19正式发布的常峰“天马-1”无人机,却是由一拨从哈尔滨工程大学自动化实验室里出来的90后学生团队打造,创始人赵自超3年前在大学开始接触并研发油动直驱多旋翼无人机的飞控系统,但因为已经决定自主创业并早在获邀前2个月成立了公司,现在他所率领的常峰团队,反而成为国内油动直驱多旋翼无人机的佼佼者:今年4月份常峰“天马-1”无人机刚刚与新疆的一家公司合作,完成2万亩农业植保的药物喷洒工作,接下来,这台有效载重30kg、续航时间2.5小时、能够单天作业面积达到1500亩的“天马-1”,还会陆续东进北上进行东北和中原地区的农业植保工作。

这个擅长提升油动直驱多旋翼无人机飞控系统的90后,相信自己碰上了最好的时机:“我们做的这种无人机,是因为现在到达了这种产物出现的节点了,就由我们去把这东西完整了。”是时候轮到他和他一起从实验室里出来的年轻团队大展拳脚了。

显而易见,国产油动直驱无人机的未来长什么样?他们已经提供了其中一个答案。

 

 

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