當人們還在為堵車發(fā)愁時,自動駕駛載人航空器給人們提供了一個全新的出行方案。在年初的拉斯維加斯CES(國際消費類電子產(chǎn)品展覽會)中,廣州的無人機公司億航發(fā)布了一款中短途載人自動駕駛航空器——億航184——吸引了全球的目光。“184”意寓著1位乘客,8支螺旋槳,4支機臂,作為一款多旋翼無人機,它將為人們提供中短途日常交通運輸解決方案。
它的操作異常簡單,在設定飛行計劃后,這款飛行器只需乘客機載應用中指定目的地,一鍵下達“起飛”指令,即可完成自動駕駛,悅享旅途。憑借億航低空服務指揮調(diào)度中心的實時在線服務,乘客即可輕松乘坐飛行器到達指定目的地。這款自動駕駛載人飛行器的出現(xiàn),第一次實現(xiàn)了人類的全自動駕駛飛行!
天了嚕,《第五元素》中的場景似乎就在眼前啦!是不是很COOL...事實上,這不僅給交通行業(yè)帶來劃時代的重大變革,或許還將深遠影響旅游,物流、醫(yī)療、零售等相關(guān)行業(yè)的傳統(tǒng)商業(yè)模式與格局。
那么億航184到底是怎樣的一款產(chǎn)品?航小數(shù)特意邀請了民航管理管部學院的兩位專家劉洋、管祥民對大家伙兒關(guān)心的問題做了深入的解讀。仔細看,都是干貨哦!
億航184是否屬于無人機?
從字面意思理解,億航184為載人飛行,并非“無人”,它是否屬于無人機呢?我國1995年頒布的《民用航空法》并未給出無人機的明確定義,這也導致了不同的管理部門和機構(gòu)對無人機有不同的名稱,例如無人機駕駛航空器、無人機系統(tǒng)、遠程駕駛航空器等。當前情況下,我們可以參照國際民航組織(ICAO)對無人機的定義:飛機駕駛艙里沒有人的航空器為無人機,稱之為RPAS(Remotely Piloted Aircraft Systems),字面直譯為遠程駕駛航空器系統(tǒng)。億航184雖為載人航空器,但乘客并非駕駛員,根據(jù)ICAO的定義應該屬于無人機。
事實上,無人機的名稱隨著其技術(shù)的發(fā)展也在不斷的變化。早期的無人機由于可控性非常差,基本以靶機為主,稱為Drone。后來隨著無人機控制能力的增強,無人機的名稱演化為UAV(Unmanned Aerial Vehicle)。目前,無人機技術(shù)已涵蓋了飛機、地面站、操作人員、鏈路一整套設備,無人機的名稱已改為了UAS(Unmanned Aircraft Systems)和RPAS(Remotely Piloted Aircraft Systems),重點強調(diào)了系統(tǒng)的概念。未來,像著億航184這種載人自動駕駛航空器的普及,應該會出現(xiàn)新的名稱。
億航184實現(xiàn)了哪些技術(shù)突破?
億航184最大起飛重量能達到300kg,這款飛機凈重200KG,整機最大輸出功率106KW (8馬達),海平面續(xù)航時間23分鐘,額定載重100KG,平均巡航速度100公里/小時,采用純電動能源。據(jù)筆者了解億航184是全球最大的多旋翼無人機,這對于設計和維護都具有相當高的要求。
在飛控設計方面,億航184突破了多旋翼無人機的飛控技術(shù)瓶頸。多旋翼無人機依靠調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速,改變螺旋槳的速度,以調(diào)整力和力矩,然而大型的多旋翼無人機槳葉尺寸變大,很難迅速改變其速度實現(xiàn)操控。輕小型多旋翼無人機的迅速發(fā)展得益于易操作性、安全性和經(jīng)濟性,然而當起飛重量大幅增加后,無人機穩(wěn)定性控制將變得異常困難。在業(yè)內(nèi),設計人員普遍認為多旋翼無人機不宜推廣到更大尺寸和重量。所以億航184的飛控技術(shù)應該有較大的突破。據(jù)了解,億航184的飛行控制系統(tǒng)群是帶有投票機制的多套飛控,既擁有了多套的傳感器,并配有投票機制,使得整套系統(tǒng)在任何情況下都能得到正確數(shù)據(jù)并安全工作。
在安全設計方面,億航184配備了安全氣囊、彈射座椅、降落傘等在內(nèi)的安全設備。傳統(tǒng)的載人直升機在發(fā)動機失效后,可以通過自傳下滑著陸,一些固定翼飛機也裝備了整機降落傘。雖然億航184不能實現(xiàn)無動力著陸,但它對所有飛行部件進行全備份,如果其中任何一個部件出現(xiàn)問題,飛行器依然能保證正常飛行,保證人機安全。另外,億航184內(nèi)置億航自主研發(fā)的FAIL-SAFE系統(tǒng),任何緊急情況下都可一鍵懸停,當任何部件出現(xiàn)故障或飛行器失聯(lián)時,飛行器將立即采取懸?;蚓徒德涞拇胧?。
在后期維護方面,億航184由于沒有活動部件,無需考慮機械的可靠性,后期維護基本取決于無刷電機,因此費用較低。相比較而言,固定翼和直升機有活動的機械連接部件,飛行過程中會產(chǎn)生磨損,需要定期檢修維護。
運輸是無人機變革的意義所在?
近幾年,無人機技術(shù)實現(xiàn)了巨大的突破,產(chǎn)業(yè)化水平也得到了大幅提升。以大彊創(chuàng)新為代表的無人機企業(yè)已經(jīng)開始走“平民化”路線,同時我們看到大批的企業(yè)涌入這個行業(yè),無人機已進入野蠻生長的周期,產(chǎn)品同質(zhì)化非常嚴重,企業(yè)創(chuàng)新能力明顯不足。然而根據(jù)美國提出的自主控制ACL等級,目前的市場大部分無人機自主等級ACL≤2(共10級),技術(shù)水平比較低級,未來發(fā)展空間十分巨大。億航184產(chǎn)品技術(shù)的進步,正在叩開無人機載人和貨運的大門,翻開無人機發(fā)展新篇章。
根據(jù)美國CyPhy Works公司預測,無人機商業(yè)運行在2019年將可以實現(xiàn)快遞和送貨。雖然目前無人機的使用仍然以農(nóng)業(yè)植保、電網(wǎng)巡線和航拍等為主,但是運輸將是無人機技術(shù)的真正變革意義所在。從科技發(fā)展的趨勢來看,無人機運輸像互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展一樣是具有“鏈接”的功能,對社會的進步具有底層推動作用。另外,隨著相關(guān)行業(yè)技術(shù)的進步,無人機僅僅是一種階段性的產(chǎn)工具,并非最終宿命,例如農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的生物技術(shù)進步可能會減少農(nóng)藥植保的需求。近幾年OPV(可選擇有人駕駛航空器,例如可選擇送貨時采取無人機駕駛模式,在載人時可選擇有人駕駛模式)技術(shù)的快速發(fā)展,也是推動無人機運輸應用的一個重要現(xiàn)象。OPV技術(shù)目前已經(jīng)列入了美國未來無人機發(fā)展路線圖,西科斯基公司等正在積極研發(fā)相關(guān)航空器。
既然無人機的為來趨勢是運輸,那么必須要像鋪設公路一樣建設相關(guān)基礎設施。1956年,美國大峽谷上空發(fā)生兩架飛機相撞事故,由此催生了空中交通管理(ATM)。美國人吸取歷史經(jīng)驗,為了防止無人機/有人機的相撞事故,2014年提出了無人機交通管理(UTM)的概念。UTM系統(tǒng)將全面覆蓋無人機運行區(qū)域,不間斷地提供通信、導航服務,監(jiān)測和記錄無人機運行是否偏離飛行計劃。美國UTM的近期目標是開發(fā)和驗證無人機交通管理系統(tǒng),爭取5年內(nèi)將其安全地用于低空空域管理運行,中長期(5-10年)目標是在無人機數(shù)量顯著增長后仍然能保證低空空域安全運行。UTM預計在2019年前后,通過全面測試,并完成UTM原型技術(shù)的開發(fā)。UTM最終建成后將具備以下六項功能:一是空域管理,劃定電子圍欄,二是惡略氣象條件預警,三是預防空域擁擠,四是建立地形、建筑等低空障礙物數(shù)據(jù)庫,五是確保飛行安全間隔,六是飛行認證、飛行監(jiān)督。
未來仍需解決哪些關(guān)鍵問題?
首先是如何進行避撞決策。在傳統(tǒng)航空業(yè)中,兩架以上飛機之間的相撞是非常罕見的。但在有限的城市低空空域,三架以上的無人機的相撞極易發(fā)生。例如,幾十架億航184可能在同一時間到達某座寫字樓,你也可以想象未來空域中除了億航184這樣的大家伙外,同時還有很多小型無人機,比如包裹快遞、媒體報道和公安部門的無人機。隨著飛機數(shù)量的增長,避免無人機相撞問題的復雜程度呈指數(shù)增長。這種挑戰(zhàn)被一些學者稱為維數(shù)災難(Curse of Dimensionality)。所以必須要采用更好的方法,來預計無人航線的高密度帶來的臨前所未有的復雜性。
其次是如何進行空域管理。在低空空域管理方面,首先要對空域容量進行評估。另外,無人機有充足的數(shù)字和信息接口,非常易于接入互聯(lián)網(wǎng)和實現(xiàn)四維航跡(4-DT)運行,可以實現(xiàn)信息化管理。億航184采用垂直起降方式和倒“U”形的飛行航線,無需機場跑道等傳統(tǒng)基礎設施,技術(shù)上可以完成城市飛行。但是載人自動駕駛飛行器在城市上空飛行,一定會對地面人員財產(chǎn)會造成安全威脅,另外從法規(guī)角度,近期不太可能在實現(xiàn)商業(yè)化運營。所以未來大規(guī)模運行這類飛行器,需要研發(fā)更先進的空域管理技術(shù)。
最后是如何進行飛行服務。億航目前正在建立一個全球領(lǐng)先的低空服務指揮調(diào)度中心,服務于所有億航系列飛行器產(chǎn)品。億航184目前采用行業(yè)標準高度可靠的CAN(控制局域網(wǎng)絡)飛行控制系統(tǒng),確保通訊系統(tǒng)的安全性。飛機在飛行過程中通過天地通訊系統(tǒng)保持和指揮調(diào)度中心實時在線互聯(lián)。未來載人自動駕駛航空器真正普及后,運營人應該像運營公共交通一樣,以政府或企業(yè)為主體,這樣才能確保飛行安全。普通民眾沒有必要購買這樣的產(chǎn)品,他們可以像滴滴打車一樣通過互聯(lián)網(wǎng)定制出行服務。未來,調(diào)度中心的飛行服務還需要得考慮到通信故障,氣候異常,或蓄意破壞無人機的情況,并與無人機交通管理充分對接。
航空業(yè)進入“無人機”時代后,產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)逐漸過渡為人工智能、軟件交互、移動終端等技術(shù),產(chǎn)品的研制生產(chǎn)周期變得非常短,整個產(chǎn)業(yè)將不斷加速迭代進化出新的產(chǎn)品和業(yè)態(tài)。勇于嘗試的探索精神一直都是推動行業(yè)進步的動力,億航公司已宣布億航184預計201
6年量產(chǎn)100臺,我們感謝億航推出了這樣一款超前的“概念飛行器”并將它產(chǎn)品化。
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