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南方都市报 | 南科大研发无人机亮相珠海航展 看它到底牛在哪

2018-11-07 媒体聚焦

    由南科大自主研发的无人机“苍鹭”昨日亮相第12届中国国际航空航天博览会(即“珠海航展”),作为“苍鹭”的设计者与生产者,巴黎人国际娱乐官网力学与航空航天工程系系主任单肖文教授已是第三次参加珠海航展。前两次参加航展的时候,他还是中国商用飞机有限公司(简称“中国商飞”)的一名特聘专家,作为气动研究团队负责人,带着公司生产的大飞机亮相航展。而在昨日,他的身份已从一名企业家转换为高校科研带头人,曾经3、40米长的大飞机也变成了体积缩水十倍的无人机。


单肖文教授(左三)为来宾介绍“苍鹭”垂直起降无人机。


巴黎人国际娱乐官网“苍鹭”无人机航展展位。

    这是单肖文教授首次向公众展示其团队设计研发的第一架物流无人机,此时的珠海航展,专门用作物流的无人机已经“扎堆”出现,包括一飞智控的“鸾凤”物流无人机等。在无人机这片红海中,南科大的“苍鹭”无人机又将如何突围,找到自己的那片蓝海?“苍鹭”在本届珠海航展上引起外界关注,单肖文透露,已有多家无人机生产企业表达合作意向,并计划在2019年有望投产。

从企业家科学家到南科大团队带头人

    单肖文教授在航空领域大有来头,不仅是一名科学家,也是一名成功的企业家。在学术领域,他对格子玻尔兹曼方法的发展和应用做出了重要贡献,经典的Shan-Chen模型以他的姓氏命名,他还在等离子体物理、磁流体动力学、湍流的计算机模拟等领域取得了杰出成果。
   
    2012年,单肖文回国投身国家航空工业的建设,担任中国商飞公司特聘专家、北京研究中心气动与声学研究团队负责人。2015年,他全职加入巴黎人国际娱乐官网,创办力学与航空航天工程系,任系主任,目光聚焦的第一个项目,就是无人机。
   
    “在中国的南方,深圳的民营企业多,无人机行业非常发达,所以我们当时就把‘苍鹭’定位为深圳本地产业服务,也因此将无人机作为我们的一个主要的发展方向。”单肖文的团队成员在七八人左右,以南科大的研究生和本科生为主,骨干成员王浩年仅31岁,是南洋理工大学学士,新加坡国立大学博士。他们详细调研了无人机领域,发现了续航时间短、无法全自主飞行、起降受环境制约大等应用方面的痛点。
   
    “这些都是无人机的致命问题。”他进一步解释说,平时大家常见的民用飞机,靠飞机翅膀产生升力,飞行速度快,但是依赖跑道。而市场上的无人机绝大部分是旋翼型,飞行原理类似直升飞机,不是利用空气动力学飞行,也因此从两方面制约了旋翼型无人机工业化使用:一是航程短,飞行10到20分钟左右就没电了;二是速度慢,每秒不到10米,因为像直升机,飞不快,主要用途以航拍等消费类为主,在物流、侦查等工业用途方面有明显不足。

自主研发无人机  核心技术申请专利

    单肖文带领团队从此切入,2017年7月,“苍鹭”无人机项目正式启动。与民企相比,高校在无人机领域的研发展现了人才与技术方面的巨大优势。单肖文说,无人机的核心技术属于尖端技术,研发成本极高。国内通常只有军工企业和中国商飞等国有大型飞机公司才拥有此类技术,深圳虽然有几百家做无人机的民营企业,但由于缺乏顶尖人才,能在空气动力学方面有所突破的凤毛麟角。
   
     通过南科大单肖文团队的自主研发,“苍鹭”拥有两项已授权核心专利(另外三项正在受理中),分别为:螺旋桨后置的垂直起降固定翼飞行器和气动垂直起降飞行器。这两项核心专利在总体布局和飞行控制逻辑方面,确保了“苍鹭”无人机兼顾了垂直起降、大载重、长航程的优越性能。特别值得一提的是,通过先进的总体布局与空气动力学优化设计,它的续航时间和航程提高了5至10倍。
   
     “‘苍鹭’无人机上的螺旋桨只是克服阻力,飞行方面则是用到了固定翼飞机飞行的空气动力原理,直接好处就是‘苍鹭’最大飞行速度达到每小时162公里,每秒钟45米,比传统无人机的飞行速度提高了五倍。”高速飞行让无人机应用领域更为广泛,跟随飞速行驶的赛车进行拍摄对于“苍鹭”而言是小菜一碟,从宝安机场起飞,携带10公斤物品,周边100公里的任何地区都可以在1小时内抵达。
   
    “苍鹭”可以像飞机一样快速飞行,但是又不需要飞机的起飞跑道。在机翼尾安装了后置螺旋桨,在螺旋桨后还设置了可调节控制面板。当电机驱动后置螺旋桨时,飞行器在后置螺旋桨的作用下实现了竖直升降。同时,飞行器通过调整控制面板的姿势,还能像直升飞机一样,在空中悬停以及巡航。
   
    “包括现在市场上主流的固定翼无人机,大部分都是需要跑道才能起飞的。如果需要跑道的话,就限制了无人机的使用范围,比如偏远地区或者说城市里就没办法起飞。”单肖文带了三架“苍鹭”无人机参加珠海航展,其中一架为1比1原型机,机翼展开面积达3米。他说,“苍鹭”无人机不需要跑道,只需要面积为一张家用饭桌大小的平地,就足以供其垂直起降了。同时,即便是在失速状态下,“苍鹭”也不会从空中跌落,它会悬停在空中。

   “苍鹭”可载重10公斤有望明年投产

    从项目启动到珠海航展亮相,“苍鹭”在一年内诞生,出生地就在南科大校园内一处荒芜的建筑工地内。单肖文回忆起研发制作过程,笑着说,那边没有人,很安全,但是也没有任何遮挡物,这位从北京来到南方的教授忍不住感叹,“深圳的夏天真热啊!绝对是暴晒!我们带着草帽,在户外试飞一呆就是好几个小时,一个个都被晒得黑黝黝的。”
   
     经过无数次的失败,无人机也摔了几十架,今年9月,由单肖文率领的南科大项目团队已完成30%缩比验证机的飞行测试和性能标定,并实现了1比1原型机的首飞。如今,“苍鹭”无人机已经历了上百次的起落飞行,它再没有从空中跌落过。
   
     “‘苍鹭’无人机航程提高五倍还能载重10公斤”。这一年的艰苦研发,将在珠海航展上得以验证,让单肖文“非常兴奋”!他和团队的计划是,接下来用半年到一年的时间,将“苍鹭”的性能打磨得更稳定、更安全,进一步降低制造成本并有望进入量产。
 
      数据显示,2017年快递数量超过400亿件,智慧物流的市场规模已达到2000亿元,预计到2025年有望超过万亿元。面对即将到来的“双十一”,他描述了全新的快递场景:同城之内,买家下单后,“苍鹭”无人机将在半小时内送货上门。他又加了一个时间点:就在明年“双十一”。

    本版采写:南都记者 朱倩

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