長(zhǎng)航時(shí)大載荷無(wú)人機(jī)、太陽(yáng)能無(wú)人船及其行業(yè)應(yīng)用

文|孫偉 河北淳博航空科技有限公司

一、引言

河北淳博航空科技有限公司是一家以無(wú)人智能裝備系統(tǒng)的研發(fā)、制造、服務(wù)保障、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)為主的高新技術(shù)企業(yè)。公司建立了流體力學(xué)、航行控制、數(shù)據(jù)鏈路、動(dòng)力系統(tǒng)、氣象探測(cè)設(shè)備等專(zhuān)業(yè)核心團(tuán)隊(duì)，參與了多個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)。公司將繼續(xù)結(jié)合軟件硬件產(chǎn)研優(yōu)勢(shì)和客戶多元化優(yōu)勢(shì)，開(kāi)辟面向智能裝備系統(tǒng)新業(yè)務(wù)，同時(shí)形成以研發(fā)為核心的全套智能裝備解決方案。

二、長(zhǎng)航時(shí)大載荷固定翼無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置的不載人飛機(jī)，包括無(wú)人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器、無(wú)人飛艇、無(wú)人傘翼機(jī)。目前，我國(guó)消費(fèi)類(lèi)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)快速發(fā)展。在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，河北淳博航空科技有限公司研發(fā)的長(zhǎng)航時(shí)大載荷固定翼無(wú)人機(jī)是更先進(jìn)的下一代產(chǎn)品。

此款無(wú)人機(jī)采用螺旋槳推進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)位置靠近中心位置，可減輕發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)對(duì)整機(jī)的影響；短艙式機(jī)身和雙尾梁結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)更輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高、安裝使用更方便；前三點(diǎn)式起落架，有利于無(wú)人機(jī)的滑跑、起飛和降落；大機(jī)身和流線型設(shè)計(jì)，使飛行阻力更小，機(jī)身結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備所占用的空間和重量比例小，負(fù)載和燃油空間更大，油箱位置也容易配平；大翼展有更好的展弦比和升阻比，有利于節(jié)約油耗。

該產(chǎn)品解決了無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間短、續(xù)航里程嚴(yán)重不足，以及固定翼無(wú)人機(jī)起降條件受限、事故頻發(fā)等問(wèn)題，可用于電力石油、減災(zāi)、林業(yè)、氣象、國(guó)土資源、海洋水利、測(cè)繪、城市規(guī)劃等多個(gè)行業(yè)，還可用于對(duì)近距離時(shí)敏目標(biāo)的快速圖像調(diào)查，以及復(fù)雜空間和地域的緊急通信。

1.關(guān)鍵技術(shù)

該無(wú)人機(jī)分系統(tǒng)飛行器平臺(tái)以“天鷹-I”平臺(tái)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)設(shè)計(jì)，具有總體設(shè)計(jì)合理、飛行性能穩(wěn)定、機(jī)動(dòng)性能優(yōu)等特點(diǎn)。該產(chǎn)品搭載長(zhǎng)航時(shí)、大載荷、機(jī)輪剎車(chē)系統(tǒng)，可有效減少飛機(jī)著陸后的滑行距離，具備自主起飛、降落功能，支持滑跑式起降方式。飛行模式支持自動(dòng)、手動(dòng)模式，可隨時(shí)在不同模式下進(jìn)行切換。

長(zhǎng)航時(shí)大載荷固定翼無(wú)人機(jī)技術(shù)指標(biāo)

2.無(wú)人機(jī)對(duì)地偵查解決方案

（1）方案特點(diǎn)

具備全自主起飛、降落功能，采用滑跑式起降方式；采用油動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，航時(shí)長(zhǎng)，載重大；具備相機(jī)控制功能，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)及自動(dòng)拍照，自動(dòng)拍照支持定點(diǎn)、定時(shí)、定距觸發(fā)，可保存拍照點(diǎn)并提供拍照點(diǎn)信息下載；搭載變焦與紅外系統(tǒng)和夜視系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)地偵查。

（2）系統(tǒng)構(gòu)成

1）飛行平臺(tái)：CY-12固定翼無(wú)人機(jī)；

2）工作單元：30倍變焦可見(jiàn)光和紅外相機(jī)雙光吊艙、吊裝夜視儀、機(jī)體前部定制戰(zhàn)斗部搭載艙體；

3）數(shù)據(jù)鏈路：100km兩合一高清圖數(shù)一體傳輸設(shè)備；

4）地面控制：便攜式地面站。

無(wú)人機(jī)對(duì)地偵查解決方案示意圖

三、太陽(yáng)能無(wú)人船

無(wú)人船是無(wú)人技術(shù)領(lǐng)域繼無(wú)人機(jī)和無(wú)人車(chē)之后的又一重大研究領(lǐng)域。無(wú)人船是一種利用現(xiàn)代無(wú)人技術(shù)與多領(lǐng)域技術(shù)融合的新產(chǎn)物，相對(duì)于傳統(tǒng)船只具有明顯優(yōu)勢(shì)。

河北淳博航空科技有限公司研發(fā)的太陽(yáng)能無(wú)人船可在水中沉浮、在風(fēng)浪中防止傾翻，自行恢復(fù)正常行駛狀態(tài)、精確獲取或傳輸信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)精確、安全的無(wú)人航行。該產(chǎn)品能夠在惡劣的海洋環(huán)境下進(jìn)行水上作業(yè)，為海洋漁業(yè)捕撈監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)、水面氣象監(jiān)測(cè)、海洋溢油回收處理等提供技術(shù)服務(wù)。該產(chǎn)品還可以拓展應(yīng)用到水質(zhì)自動(dòng)采樣、環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)、水利水文測(cè)量、城市水體清潔、水下地形地貌測(cè)繪和核輻射自動(dòng)巡測(cè)等領(lǐng)域。

太陽(yáng)能無(wú)人船

1.關(guān)鍵技術(shù)

（1）專(zhuān)業(yè)小型船舶設(shè)計(jì)

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇雙體船型的設(shè)計(jì)。通過(guò)采用獨(dú)特的船體側(cè)推技術(shù)，有效防止各類(lèi)碰撞。通過(guò)采用沉降技術(shù)和防翻轉(zhuǎn)技術(shù)，使水上工作更平穩(wěn)，抗風(fēng)浪等級(jí)更高。

（2）太陽(yáng)能動(dòng)力系統(tǒng)

電源管理系統(tǒng)包括電源管理模塊、電池組和太陽(yáng)能電池板。其中，太陽(yáng)能電池板可提供 400W功率輸出，保證2個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出動(dòng)力用于航線航行、姿態(tài)調(diào)整、信息傳輸和船載設(shè)備供電。電池組采用蓄電池對(duì)電源管理模塊進(jìn)行充放電，在陽(yáng)光充足時(shí)存儲(chǔ)多余電量，在陰天或夜間釋放電量，保證無(wú)人船電量的正常供應(yīng)。

（3）三大航行模式

航行模式（移動(dòng)觀測(cè)、去觀測(cè)點(diǎn)）、定點(diǎn)模式（類(lèi)似錨系浮標(biāo)）、漂流模式（類(lèi)似漂流浮標(biāo)）。

（4）慣導(dǎo)輔助的自主完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)

利用慣性導(dǎo)航信息的自主完好性監(jiān)測(cè)，是指在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與慣導(dǎo)系統(tǒng)組合的基礎(chǔ)上，利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶位置外推能力，在數(shù)據(jù)融合（慣導(dǎo)誤差消除）之前進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的故障檢測(cè)與識(shí)別工作，從而實(shí)現(xiàn)完好性監(jiān)測(cè)。

2.海洋湖泊勘測(cè)與應(yīng)用方案

（1）方案特點(diǎn)

采用太陽(yáng)能作為航行動(dòng)力，具備長(zhǎng)久續(xù)航能力。無(wú)人船水域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有智能化程度高、作業(yè)穩(wěn)定可靠、數(shù)據(jù)處理精度高、成本低、易操作維護(hù)等特點(diǎn)。

（2）系統(tǒng)構(gòu)成

1）海洋應(yīng)用：太陽(yáng)能無(wú)人船；

2）河流湖泊應(yīng)用：CY-C1/CY-C2電池動(dòng)力無(wú)人船。

海洋湖泊勘測(cè)與應(yīng)用方案示意圖