中航智立志成為中國無人直升機技術的引領者
——專訪北京中航智科技有限公司董事長兼總經理田剛印

劉英姿 顏思銘

田剛印，中航智董事長兼總經理。畢業于北京理工大學飛行器設計與工程專業，北理工自動控制專業博士在讀。2002年在校期間，潛心研究無人直升機飛控、微電子技術，創立了拓云海工作組,成功研制出國際領先的無人機自動駕駛儀。2006年創立拓云海智能設備技術有限公司并繼續工程化 HeliAP 自動駕駛儀。2012年創立北京中航智科技有限公司, 2014年先后主持 TA、TC、TD220、T333等系列無人機的研制工作。現任中央軍委裝備發展部無人機專家、中央軍委科技委無人機專家、中國人民解放軍陸軍裝備部無人機專家、北京理工大學無人飛行器自主控制研究所所長、南京航空航天大學無人飛行器研究所所長、全國工商聯科技裝備業商會副會長、北京工商聯/商會副會長。

北京中航智科技有限公司（下稱“中航智”），是一家非比尋常的專注無人智能裝備系統研發、設計、生產及通航服務的高新技術企業，總部位于北京亦莊經濟技術開發區。中航智在無人直升機研發領域獨樹一幟，其無人直升機系統的多項核心技術已獲得20多項國際技術發明專利，是我國民營性質的某無人機型號總體總師單位。

無人直升機技術的難度系數之高常使初創企業望而卻步，創業者通常需要正確衡量自身技術實力和外部競爭因素，才會決定是否研發無人直升機，依靠哪些核心技術研發無人直升機。2012年是田剛印團隊重大轉折的一年，基于前十年的研發基礎，研制成功具有自主知識產權、核心技術達到國際領先水平的電控共軸無人直升機。此時，田剛印敏銳洞察到無人直升機潛在的巨大市場，誰占據先發優勢、誰將獲得競相逐鹿的重要市場。這一年，田剛印創立了北京中航智科技有限公司，走上了無人直升機整機研發、制造及服務的產業化之路。

在田剛印的帶領下，中航智團隊對成功的追求、高效的研發能力、勇于創新的拼搏精神非常令人欽佩。如今，中航智憑借多年積累的無人直升機飛行控制系統研發經驗及技術實力，歷經五年的創新與探索，掌握了無人直升機的多項自主創新技術，尤其是飛行控制系統的算法、無人直升機旋翼技術兩項核心技術，并成功研制出多種型號無人直升機，贏得了超過預期的市場良好反饋和回報。最值得關注的是，擁有自主知識產權的中航智無人直升機技術正在趕超世界先進水平，并向起飛重量15000kg的無人直升機技術發起了挑戰。

截至2016年，中航智銷售額已達5億元人民幣，每年凈利潤實現高速增長。據多家投資機構評估，其市場估值已突破150億元人民幣。2020年，預計年銷售收入可達30億元人民幣。

主力機型TD220共軸雙旋翼無人直升機。

這五年，中航智在中國無人直升機領域取得了驕人的業績：參與了“863”航空地球物理勘察技術與裝備項目，開創了無人直升機在地質勘探領域應用的先河；在電力行業，中航智無人直升機率先應用于國家電網浙江省電力公司的高壓輸電線路精細化巡檢，獲得用戶好評；系列無人直升機多手段監測系統在海洋維權執法中的應用研究，獲得國家海洋局立項。TD220無人直升機作為海上平臺，加快了無人直升機在海洋維權應用的研究；2015年末，成功中標海關總署無人機項目，中國海關利用中航智無人直升機成功執行孔道巡查、緝私等重要任務。

在中國無人直升機發展史上，中航智已經踏上奮斗的足跡，產品涵蓋起飛重量300kg、3000kg、15000kg的無人直升機，固定翼無人機和發動機系列產品。

中航智市場估值。

中航智自主研發的飛控及電控共軸系統。

技術與專利

中航智擁有四項無人直升機自主知識產權技術，即飛行控制技術、整機總體設計技術、旋翼技術和多余度航電及控制技術。其中，總體設計架構的操縱及傳動系統實現了全自主設計并獲得專利。

HeliAP自動飛行控制系統

總經理田剛印一直深入研究無人直升機飛控算法，精通飛控技術。HeliAP是中航智自主研發、目前國際領先的自動飛行控制系統。該系統采用了高可靠多余度航電系統、國際領先的自適應H∞控制算法及分步PEM辨識算法，在保證精確控制的同時，實現了無人機全程自主飛行。同時，能夠在人工遙控和自主飛行之間自由切換。中航智擁有自主知識產權軟件代碼，可針對不同的飛行場景，進行代碼編程。

先進的旋翼技術

田剛印在采訪中介紹，中航智無人直升機的兩項核心技術分別是飛控系統的軟件代碼和旋翼技術。中航智沒有前三代旋翼研發的技術背景，直接創新并超前研發了第四代旋翼。為提高旋翼升力，中航智選用先進的國外翼型，操縱系統采用無軸承旋翼，解決了旋翼轉動時所產生的震動。同時，一直努力優化翼尖氣動及設計，降低噪音。最近的試飛測試結果表明，降噪效果良好。中航智旋翼技術的先進性已通過專家嚴格評審。由于無人直升機旋翼的技術含量非常高，只能依靠自主研發并生產。為此，中航智在合肥投資了一億多元人民幣，建立了復合材料旋翼生產車間。

TD220無人直升機正在進行輸電線路巡檢。

創新的電控共軸技術

中航智無人直升機均采用電控共軸式結構設計，產品性能從理論到工程得以全面提升，隨著飛行狀態可調整槳葉之間的距離。通常，共軸結構存在兩方面技術瓶頸：

（1） 機械結構復雜，兩片旋翼需同時轉動；

（2） 氣動復雜，兩片旋翼之間會產生干擾，當無人直升機做高機動飛行時，兩片旋翼容易碰撞、互相打擊。

雖然無人直升機的共軸結構存在明顯的技術瓶頸，但卻擁有獨天得厚的優點，比如機身尺寸小、沒有尾翼，是正常機身尺寸的1/2或1/3,操縱系統重量可減輕50-70%，無尾槳結構可減少10-15%的功率損耗，增加10-15%任務載荷重量。在共軸結構設計基礎上增加尾推，可增快無人直升機的飛行速度。

中航智的研發團隊攻克了共軸結構的多項技術瓶頸，采用電控共軸技術解決了機械復雜性。中航智的技術人員僅以一個非常簡單、低成本的技術措施，一下就解決了技術難題，即以幾個電機代替了眾多的機械零件，使零件數量與單旋翼的零件數量相當。在研發過程中，技術人員以豐富的設計經驗解決了氣動復雜性，并沒有增加制造成本。

全自主研發無人直升機

中航智的創業過程中，總經理田剛印一直強調要完全擺脫照抄、仿制的產品設計思路，以自主創新的進取理念發展公司無人機型號。在自主研發理念的支撐下，中航智的飛行控制技術、整機總體設計技術、旋翼技術和多余度航電及控制技術取得了重大突破。中航智已自主研制成功TD220、TD333共軸雙旋翼無人直升機，這兩種無人直升機新穎的外形設計，出類拔萃的產品性能和質量贏得了客戶的認可。

為實現全自主研發無人直升機，中航智采用了與國外現有技術截然不同的創新技術方案。在研發過程中，田剛印及其團隊查閱了大量技術資料，反復論證產品技術可行性。在舉步維艱的產品設計初期，田剛印也想過直接購買歐洲直升機公司的專利，但是，上億美元昂貴報價的國外專利讓田剛印徹底打消了購買的念頭。于是，田剛印下定決心，一定要開辟自主研發產品的道路。在成功的背后，田剛印與他的技術團隊不知道付出了多少艱苦的努力。2015年，中航智獲得多項國際技術發明專利和軟著權，取得的科技成果為推動產業化發展奠定了堅實的基礎。

采用先進電控共軸設計的TD220無人直升機。

主力機型

TD220是中航智研發的第一架電控共軸無人直升機。具有長航時、大載荷、全自主、高精度懸停、模塊化設計、結構緊湊等技術特點。目前可應用于電力巡檢、農業植保、海關緝私、公安維穩、應急減災、海監海事、地質勘探、地形測繪、科學研究和影視拍攝等領域。在執行通信中繼任務時，TD220可搭載50kg載荷，成為高空基站，供1000部手機通信，尤其適用于山區手機信號受到阻礙時的通信。軍用方面，可取代特種兵執行偵察任務、激光照射、火力校射，TD220無人機已在摩洛哥完成火力校射試驗，獲產品出口許可。2015年TD220無人直升機曾在迪拜阿布扎比航展亮相。

起飛重量3000kg的T333無人直升機。

TD220無人直升機技術規格

T333是中航智研發的起飛重量3000kg的無人直升機。采用自主研發的多余度航電系統，輕質模塊化設計，具有故障檢測與健康診斷功能；采用無軸承復合材料旋翼，后三點可收放輪式起落架，創新的設計大幅減少了機械零部件數量，提升了動力效率，保證了系統可靠性并延長了使用壽命。該款飛行平臺有兩種型號，一種是無人直升機，裝配活塞發動機，另一種是有人駕駛直升機，動力系統采用渦軸發動機。

T333無人直升機技術規格

產品規劃

據總經理田剛印介紹，在短距離貨物運輸方向，與固定翼無人機相比，無人直升機具備良好的垂直起降能力，無需建造機場，僅需改造樓頂為無人直升機提供起降場地，使用成本更低，未來將為用戶帶來可觀的經濟效益。公司從2009年決定研發無人直升機到2010年項目立項，已規劃無人直升機系列化發展戰略，即研發起飛重量300kg、3000kg、15000kg、30000kg的無人直升機。目前起飛重量為3000kg的T333無人直升機已研制成功。

中航智在研的無人直升機。

中航智在研的起飛重量15000kg無人直升機，是一種續航時間5h，任務載荷重量5000kg，可選擇駕駛方式的無人飛行平臺。如果15000kg無人直升機研制成功，將是國內大型無人直升機技術的又一次重大創新突破，也是一種性價比更高的無人直升機。

除了現有無人直升機型號的研發，中航智已啟動航空發動機的研制工作。在研的三款發動機功率分別是75kW、120kW、280kW。其中，280kW發動機主要裝配起飛重量3000kg無人直升機，120kW發動機已批量生產并裝配起飛重量300kg無人直升機。

市場前景

令人振奮的是，中航智今年已拿到2000多架起飛重量300kg的無人直升機訂單。據總經理田剛印透露，在國內民用市場，起飛重量3000kg的無人直升機，市場每年需求約100架，十年預計累計銷售1000架。海外市場對無人直升機需求也相當旺盛，中航智已取得出口許可，雖然目前尚未推廣產品，但國外已有眾多意向客戶。

產業布局

中航智擁有三個無人直升機總裝生產線，分別位于北京、深圳、合肥。北京亦莊經濟技術開發區的生產基地占地35000m2，可年產300-500架無人機；深圳龍崗區阿波羅產業園的生產基地，每年可生產約200架無人直升機；合肥生產基地正在籌建，未來主要為培訓、維修、售后提供場地，同時也是旋翼制造基地。

中航智公司產業布局。

為加快發展海上無人飛行平臺，中航智已與中船重工集團公司開展合作，雙方共同設立合資公司“中船重工海空智能裝備有限公司”，注冊資金十億元人民幣。中船重工及下屬三家單位共占51%股份，中航智占49%股份。據悉，中航智正在開展無人直升機的海上測試和飛行試驗。田剛印介紹，國內無人直升機發展的近十五年，飛行平臺基本是在陸地起降、測試性能、執行任務，可以說無人直升機的陸地起降技術已相當成熟。然而，目前幾乎沒有無人直升機在海域大規模應用，日益蓬勃發展的海上使用需求，為無人直升機制造商提供了市場機遇。可以預見，未來十五年，無人直升機有望大規模應用于海洋。

軍民融合中求發展

2012年，中航智抓住一次偶然機會，參加了軍方的某次試飛，產品性能得到軍方認可，隨后獲得軍方訂單，開啟了軍民融合發展的第一步。中航智在軍民融合發展中煥發出的創造力，成為民營企業進入軍方市場的翹楚。目前，國家軍民融合政策對民營企業的發展非常利好，確實讓中航智感覺到國家的支持力度。

2012-2017年是中航智走向成功的五年，總經理田剛印及其團隊下一程該怎樣走？勇于創新、抓住機遇、迎接挑戰，或許正是他們心中的未來。談及無人機技術的發展，田總呼吁：中國無人直升機的核心技術要實現從追趕到引領的跨越，必須擁有自主知識產權技術，雖然發展自主研發產品的道路漫長，任重而道遠，但是唯有掌握自主核心技術，中國才有望成為無人機技術強國。 ■