研發生產的“翼龍”系列無人機,解決了在結冰環境下安全飛行的世界性難題,可在氣象觀測、人工增雨、應急救援等民用領域實現全場景、全體系、全生命周期保障作業,填補了國內大型無人機人工增雨、萬米高空觀測台風等領域空白。
3月25日下午,記者走進中航(成都)無人機系統股份有限公司(下稱中航無人機)副總工程師陳蓓的辦公室,看到辦公桌上放著兩架印有“翼龍”字樣的飛機模型。“今年總台春晚宜賓分會場上表演的無人機,就是用這款無人機改裝而來。”陳蓓說。
中航無人機是我國高空長航時中大型無人機領域的龍頭企業,其自主研發生產的“翼龍”系列無人機性能優越,具備在復雜氣象條件下執行多種任務的能力:既能飛入中高空復雜雲層實施人工增雨,又能在萬米高空觀測台風運行軌跡,以一身“風雲本領”洞察瞬息萬象。
承擔總台春晚宜賓分會場飛行表演任務的“翼龍”無人機,是我國首款中大型人工增雨(雪)無人機。“‘翼龍’的核心優勢之一,在於擁有一顆獨特的‘智慧大腦’。”陳蓓告訴記者。
一架無人機的誕生,首先並非來自一張設計圖紙,而是要回答一個問題:要造一架什麼樣的無人機?“比如,要在氣象環境復雜地區上空精准監測氣象,就要解決信號穿透雲層、續航時間長、防結冰等技術難點。”陳蓓舉例說。
陳蓓團隊的做法是,為“翼龍”打造一個獨特的數字空間,將硬件、軟件、系統全部連接起來,形成一架虛擬的“翼龍”無人機。驅動其運行的,正是它強大的“智慧大腦”——無人機操控系統。通過大量仿真飛行實驗,“智慧大腦”可獲取接近真實飛行條件的海量數據,有效識別和規避各類潛在風險。“它能在毫秒級時間內對數百個數據進行收集、綜合並研判。”陳蓓說,正是高度智能化的飛行控制與任務管理系統,讓無人機從被遙控走向自主決策。
如果說“智慧大腦”決定了“翼龍”的智商,那“強健體魄”則決定了其身體素質和應用廣度。中航無人機研發中心的工作區域,停放著“翼龍-2”“翼龍-X”等不同型號的無人機。陳蓓介紹,一架無人機出廠后,技術人員會對其進行靜力實驗,施加相當於機身數倍的力進行拉扯,檢查結構是否損壞。類似的實驗有數十項,確保無人機能飛得高、飛得遠、飛得安全。
“翼龍”系列無人機具有長航時、遠航程、大載重等優勢。以人工增雨構型的“翼龍”無人機為例,其航程可達5500千米,續航時間長達32小時,為高效執行任務提供了性能保障。此外,陳蓓團隊還針對該機型研發了大型無人機綜合防除冰系統,成功解決了在結冰環境下安全飛行的世界性難題,使無人機能在高空、穿雲等復雜條件下安全、高效執行任務。
走過20年發展歷程,中航無人機攻克了氣動設計、智能控制、極端環境適應、超遠程通信等一系列關鍵技術難題,取得127項專利成果。“翼龍”無人機在民用領域的應用場景,已從人工增雨、應急搶險等拓展至更多新領域。
2023年,陳蓓團隊以“翼龍-2”“翼龍-10”為基礎平台,研制出“海燕Ⅰ型”和“海燕Ⅱ型”兩型無人機。二者具有諸多特點:既能憑借高空高速性能,執行台風等復雜氣象環境下的機動氣象觀測任務,又能憑借長航時、遠航程特點,執行低/冷渦等長時間、遠距離的機動氣象觀測任務。
陳蓓介紹,“海燕型”無人機可在台風外圍針對雲系結構精准投放探空儀,獲取內部數據,搭載的毫米波測雲雷達等遙感設備則能探測台風雲系的立體結構和分布,提前預警、減輕災害損失。近兩年,“海燕型”無人機已成為填補我國海洋監測等領域氣象資料空白的重要力量。
在2024年雅江“3·15”森林火災中,“翼龍”系列無人機進行了一次特殊作業。此次搶險救災,“翼龍”系列無人機首次實施“三機同場、空地協同、有人無人配合”的體系化作戰:用於機動氣象觀測的無人機在高空探測火場風向風速,用於人工增雨的無人機伺機開展增雨作業,用於應急救援的無人機則持續提供火場影像和通信保障,實時回傳數據至應急指揮中心輔助決策與救援力量調度。
這是國內中大型無人機首次以“三機同場”模式,實現邊監測、邊增雨的全場景協同作業。陳蓓介紹,通過“智慧大腦”的一體化指揮系統,實現視頻、圖像等資料數據低延遲傳輸,確保多架無人機之間實時、精准的信息互通,實現了從單機作業到體系化協同的跨越。
近年來,中航無人機創新構建3D數字仿真驗証體系,覆蓋產品研發全流程,並建成總裝數字孿生可視化工廠。同時,產品譜系不斷拓寬,形成“高中低”搭配、“大中小”融合,從10公斤級到6噸級的全場景譜系化的產品布局。
2020年,中航無人機副總工程師陳蓓曾為一小段電線費盡心思。當時客戶提出需求:“翼龍”系列無人機需飛抵萬米高空,在含有積雨雲的結冰環境中執行增雨作業。為此,飛機須加裝加熱組件,而組件與供能系統之間離不開電線連接。
“如果把電線貼在機翼表面,凸起部分會增加飛行阻力,影響任務執行效果。”陳蓓說,看似不起眼的一小段電線,可能帶來諸多不可控因素。最終,陳蓓團隊找到了一個解決方案:將圓柱形電線改為扁平的帶狀電纜,大幅降低阻力。
這只是陳蓓團隊在國內率先研發分段式電熱防除冰系統中的一處細節。類似的創新技術,陳蓓團隊在5年內攻克了超過10項。
“今后重點攻關方向是智能化,讓無人機更聰明。”陳蓓說。過去,無人機會把實時情況回傳地面,輔助工作人員作出判斷。而她與團隊要做的,是讓無人機具備自動判別、自主決策的能力,為地面人員提供更加高效、精准的決策參考。目前,“翼龍”無人機已能實現對火災面積等部分場景的自動分析識別,為救災提供有效支持。
陳蓓注意到,“翼龍”無人機亮相總台春晚宜賓分會場后,同款飛機模型已出現在成都、北京等地的機場,這讓她內心充滿自豪感。“科研永遠隻有進行時。”陳蓓表示,未來團隊將從軟件與硬件兩方面協同發力,不斷拓展無人機應用場景,推動民用無人機高質量發展。(四川日報全媒體記者 裴玉鬆)

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