太鶴山在調(diào)試谷上飛系列無(wú)人機(jī)。 南方日?qǐng)?bào)記者 王榮 攝
身著大馬褂、腳踏懶漢鞋,一張嘴便是大碴子味東北話的太鶴山,很難將他與一個(gè)總工程師的身份聯(lián)系在一起。但了解他的人都知道,太鶴山能夠研發(fā)出業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的無(wú)人機(jī)絕非偶然。
今年45歲的太鶴山曾是遼寧省航模隊(duì)的主力成員,從16歲進(jìn)省隊(duì)到43歲退役,在近30年的運(yùn)動(dòng)員生涯中,他曾為遼寧省乃至國(guó)家贏得諸多榮譽(yù)。2013年,太鶴山退役后,來(lái)到珠海羽人飛行器有限公司(下稱“羽人公司”)工作,憑借嫻熟的飛機(jī)操控經(jīng)驗(yàn)和堅(jiān)韌不拔的毅力,他在兩年時(shí)間里完成了對(duì)谷上飛系列無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)。
在同事劉家廣的幫助下,谷上飛系列無(wú)人機(jī)又經(jīng)歷了從搭載器皿建模到“三重門”測(cè)試的洗禮,最終被國(guó)際通用航空協(xié)會(huì)認(rèn)定為全球重量最輕、搭載重量最大的農(nóng)用無(wú)人機(jī),站在行業(yè)前沿。
作為國(guó)內(nèi)較早從事研發(fā)、生產(chǎn)、推廣農(nóng)用無(wú)人飛行器的企業(yè),珠海羽人在短短幾年時(shí)間內(nèi)發(fā)展成為中國(guó)農(nóng)用無(wú)人機(jī)的研發(fā)制造與應(yīng)用服務(wù)業(yè)的優(yōu)秀企業(yè),目前其農(nóng)用無(wú)人機(jī)客戶已經(jīng)遍布全國(guó)各省市,去年銷售額突破5000萬(wàn)元,并入選首批廣東省機(jī)器人骨干企業(yè)名單。
千次試驗(yàn)才解決材質(zhì)難題
在羽人集團(tuán)的展廳里,太鶴山看著一臺(tái)臺(tái)不同型號(hào)的谷上飛系列無(wú)人機(jī)感慨不已?!把邪l(fā)過(guò)程的幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都遭遇到了不曾遇到的難題,在攻克難題的過(guò)程中,我們都笑稱自己是‘開荒?!??!碧Q山說(shuō),全世界首臺(tái)十字搭接飛行平臺(tái)農(nóng)用無(wú)人機(jī)的成功研發(fā),源于團(tuán)隊(duì)要將產(chǎn)品做到極致的理念。
俗話說(shuō),身輕才可如燕。在人類實(shí)現(xiàn)飛翔的夢(mèng)想中,重量一直是需要克服的難題。
此前,不少無(wú)人機(jī)的制造都是“四槳平臺(tái)”式,在研發(fā)之初,太鶴山就提出了將無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)從“四槳平臺(tái)簡(jiǎn)化為十字搭接”的制作方法。表面上看十字搭接技術(shù)只是在外觀上對(duì)無(wú)人機(jī)做出了改變,但實(shí)質(zhì)上這改變了無(wú)人機(jī)的承重結(jié)構(gòu),減輕了機(jī)身重量,增強(qiáng)了負(fù)重能力。
相較于四槳平臺(tái),十字搭接技術(shù)賦予了飛行平臺(tái)更大的靈活性,靈活性的增加也改變了機(jī)身材質(zhì)的穩(wěn)定性,在材質(zhì)選取上有了更多空間。所以,要想通過(guò)十字搭接技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)身“減負(fù)”,關(guān)鍵是要選取符合機(jī)身需求的材質(zhì)。
為了找到合適的機(jī)身材料,太鶴山進(jìn)行了上千次試驗(yàn),從普通的塑料管到鋼管再到碳素管,他都一一嘗試,最終在一支普通的羽毛球拍上獲得靈感,找到了符合機(jī)身重量要求的碳纖維材質(zhì),打通了谷上飛系列無(wú)人機(jī)制造的關(guān)鍵一環(huán)。用大分子碳素材料制造完成的產(chǎn)品重量?jī)H為16公斤,較原來(lái)的四槳平臺(tái)無(wú)人機(jī)減輕了5公斤。
在無(wú)人機(jī)“顏值”上,太鶴山和同事也希望做到極致。過(guò)去羽人公司生產(chǎn)的無(wú)人機(jī)都有裸露在外的電路線,作為一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品有電路線裸露也很正常,但太鶴山卻執(zhí)著地要將這個(gè)礙眼的地方“清除”掉。
太鶴山說(shuō),如今的谷上飛系列全機(jī)身看不到一根電路線,都是一體化板材成型,尤其是十字螺旋槳,是和電路線一體式制作完成的,難度很大。“僅僅是建模材料就選了幾十次,經(jīng)過(guò)了上百次的測(cè)試,才找到了最佳配比,于是有了現(xiàn)在有型有款的外表。”
精益求精的追求,讓谷上飛系列產(chǎn)品花費(fèi)了兩年時(shí)間進(jìn)行開發(fā)研究,用了起碼50—60臺(tái)無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)試?!?臺(tái)機(jī)子也就能用四五天,反復(fù)鋸、打孔,‘傷殘’了就換一臺(tái)?!碧Q山說(shuō),使用十字搭接飛行平臺(tái)的無(wú)人機(jī)只有羽人公司可以制造,這是屬于中國(guó)人的核心技術(shù)。
一年耗費(fèi)上噸塑料做研發(fā)試驗(yàn)
對(duì)于無(wú)人機(jī)而言,穩(wěn)定飛行狀態(tài)至關(guān)重要。為了尋求最佳的飛行試驗(yàn)效果,羽人公司專門成立了產(chǎn)品飛行試驗(yàn)部,并在新疆、山東等地的大型農(nóng)場(chǎng)建立了試驗(yàn)中心,劉家廣正是谷上飛系列產(chǎn)品的試飛工程師。
“無(wú)人機(jī)是不是能夠平穩(wěn)起飛、是不是能夠平穩(wěn)降落、飛行期間是不是能夠完成大面積噴射覆蓋,這些都是考驗(yàn)谷上飛系列產(chǎn)品是否達(dá)到最佳的標(biāo)準(zhǔn)?!眲⒓覐V說(shuō)。
入職羽人公司4年以來(lái),劉家廣每天都在研究產(chǎn)品的測(cè)試項(xiàng)目,為此他練出了看一眼發(fā)動(dòng)機(jī)就知道無(wú)人機(jī)可否起飛的“火眼金睛”。
對(duì)于每款新研發(fā)的無(wú)人機(jī),劉家廣都要用近一年的時(shí)間進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn),從發(fā)動(dòng)機(jī)性能到電池續(xù)航能力再到搭載物的波動(dòng),他都要通過(guò)數(shù)據(jù)一一比對(duì)?!皩?dǎo)致無(wú)人機(jī)飛行不夠平穩(wěn)的原因主要是承載物不夠固定,由于谷上飛系列是農(nóng)用無(wú)人機(jī),大多時(shí)候搭載的都是液體農(nóng)藥。而液體的流動(dòng)屬性給無(wú)人機(jī)的平穩(wěn)飛行帶來(lái)了難度?!眲⒓覐V說(shuō),要想解決液體的流動(dòng)性問(wèn)題,關(guān)鍵是在要在搭載器皿上做文章。
為此,劉家廣就搭載器皿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了專項(xiàng)攻關(guān),光是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)就有一人多高,當(dāng)他將搭載器皿研制成功時(shí),在一年時(shí)間里僅是試驗(yàn)廢棄的塑料器皿外殼就有一噸多重。
在太鶴山和劉家廣的共同努力下,谷上飛系列無(wú)人機(jī)走在了世界的前列。去年底,國(guó)際通用航空協(xié)會(huì)對(duì)谷上飛系列產(chǎn)品出具了認(rèn)定報(bào)告,報(bào)告稱,谷上飛系列無(wú)人機(jī)是目前世界上機(jī)身最輕、搭載量最大的農(nóng)用無(wú)人機(jī)。
量產(chǎn)前需經(jīng)暴力摔打等極限挑戰(zhàn)
走進(jìn)羽人實(shí)驗(yàn)室,這里像是剛剛下了一場(chǎng)雨,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都彌漫在水霧中,每一個(gè)角落浸滿了水滴。劉家廣解釋說(shuō),按照要求,無(wú)人機(jī)在工作時(shí)必須保障噴頭對(duì)農(nóng)田進(jìn)行均勻噴灑,即便是遇到空氣阻力,同樣可以有效完成噴灑任務(wù)?!耙虼艘趯?shí)驗(yàn)室對(duì)無(wú)人機(jī)的噴灑效果進(jìn)行室內(nèi)測(cè)試,無(wú)人機(jī)均勻地噴灑到實(shí)驗(yàn)室的每一個(gè)角落才算是合格?!?
太鶴山說(shuō),無(wú)人機(jī)在空中飛行時(shí)會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題,譬如極端天氣、外物撞擊等,不僅要考慮到產(chǎn)品在正常情況下的性能穩(wěn)定,同時(shí)還一定要考慮到產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的表現(xiàn)。
如今,每次研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品,太鶴山都會(huì)送它進(jìn)入劉家廣自創(chuàng)的羽人“三重門”進(jìn)行高壓考驗(yàn),只有過(guò)了“三重門”的無(wú)人機(jī)才能進(jìn)行量產(chǎn)。
他告訴記者,室內(nèi)的噴頭測(cè)試只是產(chǎn)品性能測(cè)試的第一關(guān),第二關(guān)則是溫度挑戰(zhàn)?!懊恳豢钚庐a(chǎn)品要接受從60℃到零下40℃之間、6至8小時(shí)的極限沖擊,為期3天,重點(diǎn)觀察機(jī)器在最惡劣的情況下是否能繼續(xù)工作。”
通過(guò)溫度挑戰(zhàn)后,無(wú)人機(jī)就可以進(jìn)入第三關(guān)“暴力測(cè)試”。太鶴山說(shuō),一般都是將包裝好的無(wú)人機(jī)疊成階梯狀,然后由一名體重150斤以上的工程師對(duì)其進(jìn)行暴力踩踏。來(lái)回?cái)?shù)次后,他們會(huì)拆箱進(jìn)行測(cè)試,只有能夠正常飛行,這款無(wú)人機(jī)才算達(dá)標(biāo)。
事實(shí)上,這并不是對(duì)于無(wú)人機(jī)的終極暴力考驗(yàn)。劉家廣說(shuō),因?yàn)闊o(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程可能會(huì)遇到鳥類碰撞或者樹木遮擋,若是操作不當(dāng)很容易造成墜機(jī),因此他們還會(huì)模擬暴力摔打。“我們?cè)跍y(cè)試中專門去找墻壁、樹木、電線桿與無(wú)人機(jī)進(jìn)行高速暴力撞擊,經(jīng)撞擊后的無(wú)人機(jī)可以出現(xiàn)材料變形,但不允許主體結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂。只有通過(guò)了這三重考驗(yàn),一個(gè)類型的無(wú)人機(jī)才能進(jìn)行量產(chǎn)。”
■對(duì)話當(dāng)代工匠
必須把握客戶需求
南方日?qǐng)?bào):為了研發(fā)產(chǎn)品,你們時(shí)常黑白顛倒、沒(méi)日沒(méi)夜地工作,是什么信念在支撐?
劉家廣:熱愛(ài),就是熱愛(ài)。這種熱愛(ài)有時(shí)候說(shuō)不清,每次一遇到研發(fā)難題,我就有一種征服欲,心里總是想著怎么去把問(wèn)題解決掉,有時(shí)候睡覺(jué)都在想這個(gè)問(wèn)題,想著想著就冒出一個(gè)新主意,然后趕緊從床上下來(lái),繼續(xù)試驗(yàn)。
太鶴山:我覺(jué)得是一種追求極致的精神。我們做運(yùn)動(dòng)員的干什么事情都習(xí)慣去競(jìng)爭(zhēng)去比較。我們的無(wú)人機(jī)其實(shí)不用十字搭接也能夠制作完成,也能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)藥噴灑作業(yè),但聽(tīng)說(shuō)世界上還沒(méi)有通過(guò)十字搭接制造的無(wú)人機(jī)時(shí),我就來(lái)了興趣,我相信通過(guò)我和團(tuán)隊(duì)的極致追求,肯定能夠成功。
南方日?qǐng)?bào):怎么看待工匠精神?
太鶴山:在大多數(shù)人眼中,工匠是琴師、裁縫、木匠這種老手藝人,他們?yōu)榱四撤N手藝的熟稔傾其一生而不枉。而對(duì)于當(dāng)代工匠來(lái)說(shuō),把握市場(chǎng)規(guī)律、滿足客戶需求非常重要,這就要求工程師、設(shè)計(jì)師除了對(duì)自身工作有高要求外,必須要下沉到市場(chǎng)上去考察、去傾聽(tīng),了解客戶的需求和想法。而這種了解需求、與時(shí)俱進(jìn)的思維方式和行動(dòng)力,在我看來(lái)也是當(dāng)代工匠精神的核心內(nèi)涵。
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