皮卡公司“鵜鶘”農業無人機快速進入市場

皮卡公司研發了農用藥物噴灑無人機，利用電推進和自動駕駛技術降低運用風險和成本。

對于初創公司來說，快速進入市場最為重要。總部位于美國加州的皮卡公司（Pyka）擁有一款無人機，該公司相信這款產品能加快航空領域兩項最風靡技術的發展——自動駕駛和電推進技術。皮卡公司開發的農作物噴灑電推進無人機可在大型農場進行短距起降，滿足當前電池技術水平，而且遠離人口稠密地區。

皮卡公司成立于2016年，首席執行官兼聯合創始人邁克爾·諾爾西亞此前在eVTOL初創公司小鷹航空開發“科拉”（Cora）無人機和“海維賽德”（Heaviside）無人機。諾爾西亞表示，皮卡公司的目標是將eVTOL、電推進和自動駕駛技術應用到商業案例中，使其無人機迅速進入市場。而這意味著必須使用不同類型的無人機平臺以簡化開發，即不使用垂直起降平臺而是使用短距起降平臺。

皮卡公司將市場用例聚焦在空中噴灑作物的農業無人機上，其無人機飛行高度低于120m，不會與美國聯邦航空管理局（FAA）對空域整合的要求相沖突，另一個有利因素是比有人駕駛的農用飛機成本更低。

皮卡公司的第一款無人機是重270kg的“白鷺”（Egret）無人機，已在新西蘭完成測試，并表示“白鷺”無人機進行了嚴格的認證。

2020年10月1日，皮卡公司最新款的“鵜鶘”（Pelican）無人機獲得FAA特殊適航證書，被允許在加州和內華達州的指定農場進行非商業性測試和演示。“鵜鶘”無人機翼展11．6m，由3個20kW的電機驅動位于機翼和尾部的螺旋槳，可攜帶重280kg的任務載荷在45m高度內起降。“鵜鶘”針對作物噴灑進行了專門優化，外形像一架固定翼滑翔機，是一個空中的“巨大油箱”，超過一半的重量來自液體。皮卡公司表示，特殊適航證是獲得商業許可所必要的第一步，其大約一年前開始和FAA合作，取得了很大的進展。全部認證工作預計在2021年初完成，將是迄今為止獲得FAA認證的最大無人機。

除了體型變得更大外，“鵜鶘”無人機與“白鷺”無人機相比的最大變化是起落架從后三點式改為前三點式。皮卡公司曾試圖采用自動化技術來解決后三點起落架的著陸問題，但無人機在接地時仍會彈起，因此最終放棄了后三點式。“鵜鶘”無人機以26km/h的飛行速度在側風中自動著陸時，進近時偏航25°，著陸仍偏航10°，無人機不通過地面繞圈而是通過前三點起落架自動調整。

“鵜鶘”無人機以80～100km/h的速度飛行，每小時噴灑0．55km2的土地，每英畝施加8L農藥，包括進行4km的往返飛行、加油和換電池。每次飛行持續10min左右，飛行三次后可更換電池，在地面充電。機頭拆下后，可對3節重18kg、3．5kWh功率的電池進行更換。

“鵜鶘”無人機可自主起降，皮卡公司會在事先確定需要噴灑農藥的區域和全部障礙物并發送給無人機，除此以外的事項都由無人機自行處理。無人機從起飛點飛到工作的小塊區域后，把該區域劃分為狹長的列，并進行精確轉彎，不斷動態調整并跟蹤已噴灑過的區域。在一次加載后可噴灑1/10的工作區，然后從停止的地方繼續開始。

通常，大多數農場會為GPS引導的牽引飛機繪制地圖，而“鵜鶘”無人機的機頭裝有激光雷達，能完成3D航空繪圖和路徑規劃，可在探測到障礙物時避開。例如，如果“鵜鶘”的激光雷達發現地面上的中軸式灌溉車的機械臂進入無人機工作區域，無人機將停止噴灑，爬升飛過障礙物，然后降高度繼續噴灑。

目前，皮卡公司已生產3架“鵜鶘”無人機，之后計劃每兩個月生產一架。該公司計劃先自己運營“鵜鶘”無人機一段時間，后期再推銷給農業經營者作為新工具。農用飛機的固有風險很高，根據美國國家運輸安全委員會（NTSB）的數據，農用飛機在2017年就發生了67起空中噴灑事故。■