昨天下午,我國首架人工影響天氣無人機“甘霖-Ⅰ”在甘肅金昌成功首飛。
15時24分,“甘霖-Ⅰ”從金川機場滑行起飛。飛行過程中,“甘霖-Ⅰ”防除冰、大氣探測、催化劑播撒等功能正常,系統穩定,性能滿足項目要求。16時1分,“甘霖-Ⅰ”平穩著陸,首飛圓滿成功。
“甘霖-Ⅰ”是在翼龍-2無人機基礎上改進研製成功的、人工影響天氣領域的大型無人機系統,具備遠距離氣象探測能力、大氣數據採集能力和增雨催化劑播撒能力,同時擁有可靠的防除冰能力,具備複雜氣象條件下的作業能力,大大提高了人工影響天氣作業的效能。
這一消息發佈後,有網友驚呼:“翼龍這平臺真不錯!懷疑翼下掛倆沙發都能載客!”載客顯然不可能,但我國的大型固定翼無人機的民用場景的確正在越來越豐富。
比大型無人機更巨大的優良改裝平臺
據航空工業發佈的《無人機系統發展白皮書(2018)》:大型無人機是指最大起飛重量大於600kg、飛行高度、航程、航速、航時、隱身性、機動性、自主性等性能均可能超過有人機的無人機型號。
而最近一年來頻頻登上新聞的民用大型固定翼無人機,譬如翼龍-2、翼龍-10、“彩虹”系列無人機、飛鴻98等型號,其起飛重量都遠遠大於了600kg的要求。
其中,此次基於翼龍-2平臺改造的“甘霖-Ⅰ”起飛重量為4800kg,彩虹-5起飛重量超過3300kg,彩虹-4起飛重量為1300kg……可以稱之為比大型還大型的“巨大型”固定翼無人機系統。
這樣的巨大型固定翼無人機系統,目前來看在民用領域的使用場景主要有三個方面:
政府部門需求
2020年9月29日,翼龍-2無人機成功開展全球首次大型無人機應急通信實戰演練。
9月29日當天凌晨4時50分,翼龍-2無人機從貴州安順機場起飛,奔赴四川木裡,航時近20小時,實現了跨兩個戰區三個省份、跨晝夜全天候、夜間中雨等惡劣氣象條件下作業,通過公網與專網結合、寬帶與窄帶融合、空天地一體化通信覆蓋等創新技術手段,解決了斷路斷電斷網的“三斷”災難現場通信保障難題,為第一時間開展應急救援提供了全新的解決方案。
在此次應急通信演練中,原為“察打一體無人機”的翼龍-2充分發揮了“察”的技術,完成了災區地面搜索、影像拍攝合成與傳輸等任務。其較大的掛載能力,也可以加掛應急通訊吊艙,為突發災害的受災地區提供災區通信保障。
翼龍-2傳回畫面
除了災區應急通信外,邊境巡邏、海上緝私也是巨大型固定翼無人機的重要使用場景。
美國國土安全部的首架MQ-9B無人機,在墜毀於亞利桑那州沙漠中前,共執行了959小時巡邏任務,協助警方進行了2309次逮捕任務,共查獲了3750kg的大麻。次年美國國土安全部決定緊急追加了一項預算,購買更多的MQ-9B無人機加強邊境巡邏任務。
在森林防火防護中,巨大型固定翼無人機也擁有航時更長、載荷設備更專業、安全性更高等勝過有人機的優勢。
2017年11月,彩虹-4無人機首次部署在我國國土最北端的塔河航空護林站,開始執行長期防火監控任務。大興安嶺地區擁有我國最大面積的森林,也一直飽受山火的困擾,1987年5月期間的大型火災,是很多東北人民記憶中的痛。
1987年5月,大興安嶺山火持續燃燒了28天
使用無人機進行防火巡邏,不僅安全係數更高、成本更低,還滿足對林場進行低空巡邏飛機等需求,通過配備遠紅外探測裝置或熱成像四通,可以在火災現場長時間監控,提升地面消防部隊的偵查能力。
彩虹-4機頭下機載裝備
而使用此次首飛成功的“甘霖-Ⅰ”進行人工影響天氣作業,也同樣具有成本低、工作時間長,其機翼掛點多、承載能力大、拓展能力強等優勢。
“甘霖-Ⅰ”
而且“甘霖-Ⅰ”具備遠距離氣象探測能力、大氣數據採集能力和增雨催化劑播撒能力,同時擁有可靠的防除冰能力,具備複雜氣象條件下的作業能力,也大大提高了人工影響天氣作業的效能,比起傳統上駕駛通航飛機人工影響天氣,或者使用增雨火箭等手段,顯然效能更高,功能更多,真正做到了“一專多能,一機多用”。
科研項目需要
2020年8月2日,一架搭載著高空氣象探測設備的翼龍-10無人機從海南博鰲機場起飛,開始執行臺風“森拉克”外圍氣象探測任務。
這架翼龍-10無人機隸屬於中國氣象局聯合航空工業等12家單位啟動的“海燕計劃”(中國高空大型無人機海洋綜合氣象觀測試驗)。自從6月25日開始,先後完成了5次不同氣象環境和載荷的飛行試驗。
通過投放探空儀、實時探測並下傳氣壓、溫度、溼度等重要參數,實現了我國對臺風等關鍵氣象的實時監控。
翼龍-10傳回數據
對於颱風的監控和測繪,之前通常使用通航飛機來進行,但通航飛機使用成本高、靈活性較低、對於機載人員的危險性也遠大於無人機……顯然,在這樣危險的科研場景下,無人機的效率和安全性都更加出色。
日後,國土測繪、氣象測繪等領域,也將成為巨大型固定翼無人機的重要使用場景。
商業物流
2013年,亞馬遜創始人傑夫·貝索斯(Jeff Bezos)發出預測,表示五年內無人機將成為物流行業的重要參與者,能夠幫助物流從業者克服“最後一英裡”的配送瓶頸。自此,全球物流業界都在這一領域進行投資與創新,我國也不例外。
2019年,亞馬遜在MARS大會上首次推出了一款新型電動送貨無人機
2020年10月9日,我國首個大型運輸無人機飛鴻98在內蒙古圓滿完成了民航局批覆的試點運行航線首飛任務,成為國內首個完成試點運行航線飛行的大型無人運輸機系統。
飛鴻98是航天時代電子與順豐控股股份有限公司合作研發的大型無人機,改裝自運5飛機,能夠同時完成支線飛機運輸任務和末端物流運輸任務。
在我國一些邊遠地區,支線機場和小型機場流通量不足的前提下,使用無人機來配送,可以極大的縮短物流時間。而且運5飛機機型成熟、使用和運營成本低,在這樣的場景下,可謂完美的“空中駱駝”,使得這樣的商業模式在業界廣受歡迎。
大面積商用成本高
但未來很大
雖然我國大型固定翼無人機的民用場景正在逐漸增多,但是眼下,一些困難是客觀存在的——人員培訓欠缺、航材保障效率低
彩虹、翼龍系列無人機和飛鴻98等巨大型固定翼無人機,因體量遠大於一般的大型無人機,因此其機務培訓、飛行員培訓不能照搬或“參考”傳統通航飛機以及普通的民用無人機來進行,需要構築全新的體系。
而眼下,由於主要使用方是科研院所和政府部門,飛機採購量不會很大,使得其採購和使用成本無法攤薄,不足以形成一整套市場體系。因此,目前巨大型固定翼無人機在民用場景中依然處於試驗使用的階段,距離大規模商用化還有一段距離。
相關法律法規缺乏支持
巨大型固定翼無人機一般擁有航程超長、滯空時間久等特點,為航線申請帶來了巨大的挑戰。
目前我國巨大型固定翼無人機基本依託基地機場,進行固定航線飛行,無法做到全國範圍內的遷移作業,這對於其進一步商業化是一個巨大的阻礙。目前,我國已經在西北、西南等地區開展相關試驗,探索解決巨大型無人機航線申請困難的方法。
但這些問題都可以在發展中得到解決,我國是全球無人機研發和生產的大國,彩虹、翼龍等拳頭產品保有量很高,只要人員培訓和航材供應體系完全打通,其商業價值就會得到全面釋放。這在航空業發展中是普遍的真理:飛機數量越多,就越用越好用,越用越便宜。
未來,我國的巨大型固定翼無人機還會承擔更多的任務,我們期待在困頓的場景中、遙遠的冰川上、蔚藍的海岸線等使用場景中看到他們。
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