貨運直升機
2013年年底,亞馬遜的創(chuàng)始人杰夫•貝索斯在參加美國CBS電視臺60 Minutes(《60分鐘》)欄目專訪時,在數(shù)百萬電視觀眾前承諾,亞馬遜將用無人機配送包裹,實現(xiàn)30分鐘內(nèi)送貨上門。貝索斯說,他知道這聽起來像是科幻小說,“但它并不是。”
而僅僅在兩年半后,用無人機顛覆現(xiàn)有地面物流系統(tǒng)已經(jīng)成為了行業(yè)共識。從沃爾瑪?shù)絹嗰R遜,從全球最大的包裹服務(wù)公司UPS到世界上最大的運輸公司之一DHL,都在聯(lián)手開拓?zé)o人機物流的版圖。
但是,“空中物流”不是現(xiàn)在市面上的大疆、3DR等消費級無人機可以承載的??梢哉f,用來自拍、航拍的多旋翼飛行器,在物流行業(yè)面前,就是一個“玩具”,根本無法在載重性、安全性和速度上達(dá)到小型空中物流平臺的標(biāo)準(zhǔn)。所以,在專業(yè)物流無人機領(lǐng)域,仍然有極大的市場空白亟待填補。
而記者近日了解到,今年新出現(xiàn)的紫燕無人直升機,因其高速飛行、大載荷量、安全穩(wěn)定等特點脫穎而出,成為了最有潛力的空中物流平臺,很有可能會開拓?zé)o人機物流的新時代。
為此,記者采訪到了無人直升機領(lǐng)域的潛航者“紫燕”無人飛行器的團(tuán)隊,聽他們講述無人直升機如何領(lǐng)跑物流“新勢力”。
為空中物流而生,工業(yè)級無人直升機完勝消費級“玩具”無人機
現(xiàn)在市場上,八成所謂的無人機其實都是指消費級多旋翼飛行器,即有多個旋翼來懸停、維持姿態(tài)及平飛。由于這種“多旋翼”自身具有的低技術(shù)門檻和開源模式,圍繞著多旋翼飛行器進(jìn)行的產(chǎn)品研發(fā)和推廣層出不窮,“多旋翼”幾乎成為了無人機的代名詞??梢哉f,多旋翼成為了消費級和部分民用用途的首選平臺。
但是,紫燕無人飛行器有限公司創(chuàng)始人及CEO王江平告訴記者,多旋翼飛行器其實并非新產(chǎn)品,對于行業(yè)級別的無人機來說,更不是好的選擇。它在60年代就曾被美軍淘汰,只是因為其控制技術(shù)門檻比較低,才改頭換面又以消費級“無人機”的形象出現(xiàn)在市場上。
事實上,經(jīng)過多年的行業(yè)探索,紫燕團(tuán)隊認(rèn)為單旋翼無人直升機才是目前最佳的工業(yè)小型化載荷飛行平臺。相比較而言,多旋翼飛行器更適合個人消費和玩具市場。
為什么這么說呢?
目前,由于氣動效率低下,多旋翼飛行器已經(jīng)遇到了性能提升的瓶頸是無法突破的。
多旋翼飛行器的螺旋槳和直升機的旋翼都可以視作旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生向上拉力的機翼。機翼的平面形狀越窄長(展弦比越大),升阻比越高,即獲得同樣拉力,所需克服的阻力越小,需用的功率越小。
機翼、螺旋槳和旋翼的翼尖(槳尖)的誘導(dǎo)阻力是最重要的阻力源,也消耗著最大的功率。因此,多旋翼飛行器不僅無法獲得固定翼飛機的機翼、機身和直升機槳盤所產(chǎn)生的氣動升力,其唯一的升力轉(zhuǎn)換部件——螺旋槳也因為數(shù)量多(槳尖多)和尺寸受限而效率極低。
而且,由于不能像直升機旋翼那樣始終保持在較高效率的氣動攻角下工作,并且多槳葉的轉(zhuǎn)動方向是相反的,下洗氣流紊亂,多旋翼飛行器的升力效率更是大打折扣。
正是效率問題,直接導(dǎo)致了多旋翼飛行器不僅飛行性能低劣效率差、航速低、航時短,更難以大型化,實現(xiàn)高載重荷。
可以看到,同等功耗下和機體結(jié)構(gòu)重量下,多旋翼飛行器與直升機相比,在飛行性能和經(jīng)濟(jì)性上的差距可謂相差甚遠(yuǎn)。
這也就注定了多旋翼飛行器只能滿足拍照、娛樂等民用輕量消費級需求,而無人直升機才會是目前物流行業(yè)的最佳解決方案。所以谷歌、DHL、亞馬遜等涉足無人機物流應(yīng)用的國際巨頭,拋棄了利用多旋翼飛行器的運輸方式。
同時,另一方面,傳統(tǒng)的固定翼飛機不具備垂直起降(VTOL)能力,對于場地的要求非常高,起飛降落都需要專門的跑道或開闊的空間,而近期爆紅的四軸加固定翼模式,只是一個偷梁換柱的方案。無人直升機的垂直起降能力,由于對起降空間的需求比固定翼無人機小得多,可以有更多樣的應(yīng)用場景,現(xiàn)實情況是很多大企業(yè)并不擁有小型直升機的制造技術(shù)能力。
那么為什么多旋翼飛行器會受到這么多創(chuàng)業(yè)者的追捧?
王江平透露,主要是因為多旋翼飛行器簡化了控制,沒有太多技術(shù)門檻,而且市面上已經(jīng)有成熟的開源平臺,很多創(chuàng)業(yè)者或者學(xué)生只需要將現(xiàn)成的開發(fā)套件進(jìn)行簡單優(yōu)化,就可以推出自主品牌的無人飛行器。
相反,無人直升機在機體構(gòu)型與系統(tǒng)集成、旋翼設(shè)計、自主控制飛行等方面具備很高的技術(shù)門檻,沒有長時間的行業(yè)積累無法得其門而入,這才有了市場對于多旋翼飛行器的熱捧。