從1噸級到10噸級，從固定翼到傾轉(zhuǎn)旋翼，從民營企業(yè)出品到“國家隊”研制……最近我國有多款中大型貨運無人機扎堆問世，其中不乏全球最大無人貨運飛機、全球首款噸級超級混動貨運無人機、全球首款6噸級傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器等重量級機型。業(yè)內(nèi)認為，這些貨運無人機可以降低物流成本、助力低空經(jīng)濟發(fā)展；發(fā)展大型無人機也是在“換道超車”提升我國航空產(chǎn)業(yè)的自主化能力。
重量級產(chǎn)品井噴，無人化空運被看好
2015年以來，已經(jīng)有多家企業(yè)或科研院所將傳統(tǒng)的有人駕駛飛機改裝為貨運無人機，使用的飛機平臺包括運-5運輸機，以及P750飛機、ColyaerS100水上飛機等小型飛機。改成無人機后就不再需要飛行員，可以提升運營頻率、減少人為失誤影響、降低運營成本，還能讓老舊飛機充分發(fā)揮余熱，并能克服一些老舊機型人機功效差、不能夜航的缺點。北航無人系統(tǒng)研究院工程師楊炯認為，使用規(guī)格適當、技術成熟、生產(chǎn)量大的超輕型飛機和直升機改造無人機，維護成本相對低、儲存維護工作相對簡單，在現(xiàn)階段是個相對務實的思路，可以參與一定的低空經(jīng)濟工作。
最近兩年，國內(nèi)又有多型專用的中大型無人機平臺問世，其中許多都可以用來執(zhí)行支線甚至干線貨運任務。例如四川騰盾科創(chuàng)2022年推出的“雙尾蝎D”無人機就可以運載1.5噸載荷，其在今年8月首飛的新型雙發(fā)無人運輸機更可以運載2噸貨物；聯(lián)合飛機集團在今年9月底總裝下線了“鑭影R6000”，這是全球首款6噸級傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其載物型可運載貨物2噸；今年10月，白鯨航線又在常州生產(chǎn)基地總裝下線了10噸級的W5000，這是全球最大的無人貨運飛機，具備5噸的最大業(yè)載能力與2600公里的航程。
這些專用無人機平臺的性能優(yōu)勢更加明顯，中國航空運輸協(xié)會無人機工作委員會副主任、中國信息協(xié)會通航分會副會長程泊霖說，與有人飛機改裝的無人機相比，專門研發(fā)的貨運無人機的綜合運營成本更低、效率也更高。一方面是因為這些專用的無人機平臺不用安裝與載人和手動控制相關的裝置，結(jié)構(gòu)更精簡，例如用有人駕駛的某國外知名飛機改裝的貨運飛機起飛重量78噸，能載貨僅23噸，載貨量只占總起飛重量的29%，而專用的貨運超大型無人機平臺的載貨量可達起飛重量的50%多。另一方面，用來改裝的有人駕駛飛機大部分還是來自波音、空客等國外廠商，采購價格貴、所需航材也貴，供應鏈主要是國外的，訂貨周期較長。而專用的超大型無人運輸機平臺目前為我國自主研發(fā)，各種方面的費用都低，自主可控，不確定因素少。聯(lián)合飛機集團董事長兼總裁田剛印還提到，自主研發(fā)專用的無人機平臺，也方便跳出現(xiàn)有飛機的框架，靈活采用新設計甚至新構(gòu)型，像他們公司研發(fā)的“鑭影R6000”傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器在平飛時像固定翼一樣快速、經(jīng)濟，起降時卻能像直升機一樣，完全不需要機場跑道，這減少了運營所需的面積，也方便在偏遠地區(qū)提供物流服務。
據(jù)了解，這些中大型貨運無人機也吸引了物流企業(yè)們的興趣，像順豐、中國郵政等企業(yè)已經(jīng)試用過一些機型，而全球最大無人貨運飛機W5000的總裝下線儀式上更是出現(xiàn)了來自中通、京東、中國郵政、東航物流、南航物流等多家企業(yè)的嘉賓。
關鍵技術眾多，研發(fā)中大型無人機不容易
無人機是一種工業(yè)化、信息化、智能化結(jié)合的產(chǎn)物，涉及的技術門類很多，對兼容性、可靠性的要求也很高，研制小型無人機已非易事，打造這些中大型貨運無人機的過程更加復雜。
對已有的飛機進行無人化改裝不容易，航天飛鵬公司的一位技術人員就曾對環(huán)球網(wǎng)無人機頻道表示，他們是將老式的運-5B運輸機改裝成FH-98無人機，這款老式飛機的自動化水平低，所以其發(fā)動機控制、系統(tǒng)控制都有別于小型無人機。
研制專用的大型無人機平臺更加復雜，田剛印說，他們在研制“鑭影R6000”這款傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的過程中就遭遇了諸多關鍵技術攻關難題，例如固定翼與直升機耦合特性、氣動干擾問題、飛行控制問題，以及大型機體制造裝配等困難，要實現(xiàn)“安全、易用、經(jīng)濟”的目標更要進行大量的針對性設計。白鯨航線董事長兼CEO胡震東則介紹，研制大型無人機平臺是個龐大的系統(tǒng)工程，為開展總體氣動、機體結(jié)構(gòu)和機載系統(tǒng)等的開發(fā)，他們在北京、西安和上海成立了研發(fā)中心，還在常州市建設總裝制造和測試中心。
無論怎樣打造大型無人機，都要有更高的標準。程泊霖介紹，大型無人機的智能化程度必須更高，其飛控系統(tǒng)要能達到完全替代人甚至未來超過有人的程度，還要能盲降（低能見度時靠多傳感器融合加地面導航設備降落），可靠性更要做到“萬無一失”的程度，為此組合導航等系統(tǒng)還要有三套冗余設計。
產(chǎn)業(yè)鏈+人才隊伍發(fā)展，助航空夢想實現(xiàn)
中國的中大型貨運無人機為何能取得突飛猛進的發(fā)展？業(yè)內(nèi)認為，主要是應用需求廣泛、中國航空產(chǎn)業(yè)鏈進步、中國航空人才水平進步這三點原因。
關于應用需求，多位業(yè)內(nèi)人士都提到，我國蓬勃發(fā)展的電商經(jīng)濟拉動著快遞業(yè)的發(fā)展，對航空貨運的需求量也越來越大，而2024年被稱為“低空經(jīng)濟元年”，我國各級政府出臺了一系列政策規(guī)范無人機行業(yè)的發(fā)展，并鼓勵無人機應用拓展，這讓中大型貨運無人機更加被看好，胡震東樂觀地估計，未來大型貨運無人機的需求量將會很大，預計全國將有2000架以上需求。
關于中國的航空產(chǎn)業(yè)鏈，程泊霖說，中國的航空產(chǎn)業(yè)鏈取得了長足的進步，所需的各種部件基本都能國產(chǎn)，僅剩適宜的國產(chǎn)渦槳發(fā)動機尚未完成適航認證。而據(jù)中國航發(fā)消息，W5000大型無人運輸機所使用的正是國產(chǎn)的900千瓦級渦槳發(fā)動機AEP100，該發(fā)動機預計將在2025年適航取證。楊炯還提到，我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)所拉動的電池、電機等技術的發(fā)展，還能很大程度上降低一些中型貨運無人機的研發(fā)和生產(chǎn)成本。
關于我國航空人才水平的進步，程泊霖介紹，近年來，我國研制了眾多型號的民用飛機，從幾噸級的小飛機到c919大飛機，這些項目培養(yǎng)的大量有經(jīng)驗的專業(yè)化人才，為研制大型無人機提供了可能。田剛印也提到，鑭影R6000傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的研制團隊的規(guī)模接近200人，具有鮮明的“高精尖”特點，涵蓋總體氣動、強度、結(jié)構(gòu)、旋翼、飛控、傳動、動力裝置、航電、地面系統(tǒng)、工藝制造、試驗及試飛等諸多不同專業(yè)。
從宏觀上看，如今無人機在支線和干線物流上的運用還在探索階段，但許多業(yè)內(nèi)人士都相信中國的中大型貨運無人機還將有更大的發(fā)展，它們也將為低空經(jīng)濟的發(fā)展、物流業(yè)的降本增效等貢獻巨大的力量。程泊霖預測，未來20年，我國的航空產(chǎn)業(yè)更有望以大中型無人機產(chǎn)業(yè)為核心發(fā)展，并成為我國的戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)“翅膀上的中國”與航空強國的夢想；這些中大型無人機除了服務于長距離的干線物流外，還能拓展于農(nóng)業(yè)遙感、公共安全、應急救援等更多領域。
