你聽說過磁懸浮無人機嗎?
在見到中航工業(yè)直升機研發(fā)中心(直升機所)設(shè)計員劉衍濤之前,記者只聽說過磁懸浮列車。但是,當(dāng)這個85后設(shè)計員打開自己手機中的一段動畫后,一個旋翼鑲嵌在飛行器身體當(dāng)中的“精靈”——磁懸浮多旋翼無人機讓人眼前一亮。上周末,劉衍濤帶著這個項目從800多個競爭項目中突出重圍,“殺入”中航工業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽決賽,獲得評委們的高度贊賞。據(jù)了解,將磁懸浮技術(shù)用于無人機,這一設(shè)計理念目前在國內(nèi)外都屬于首創(chuàng)。
記者從演示畫面看到,磁懸浮旋翼由嵌在機體內(nèi)的軌道環(huán)、旋翼環(huán)以及在外部的旋翼和槳葉聯(lián)合變距接口組成。軌道環(huán)固定在機身上,如磁懸浮列車一樣,通過驅(qū)動組內(nèi)交替變化的電流激勵出電磁感應(yīng)力,由電磁感應(yīng)力帶動驅(qū)動組,驅(qū)動組固定在旋翼環(huán)內(nèi)部,帶動旋翼環(huán)在軌道環(huán)上轉(zhuǎn)動,使旋翼轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生升力。如果您參觀過今年9月在空港經(jīng)濟區(qū)舉辦的中國(天津)第三屆直升機博覽會,是否注意過一款叫“飛鴻”的新概念旋翼飛行器?“飛鴻”也是劉衍濤參與設(shè)計的產(chǎn)品,樣子與近日參賽的磁懸浮多旋翼無人機有相像之處,但“飛鴻”使用的仍然是傳統(tǒng)動力。
據(jù)了解,目前市場上多旋翼無人機飛行任務(wù)主要集中在近距航拍、快遞送貨、植保巡查、交通狀況監(jiān)管等方面,絕大部分產(chǎn)品的續(xù)航時間在30分鐘以內(nèi),理論航程在30公里左右。常有用戶反饋飛行時間太短,剛找好角度拍攝一會兒電池就快用完了,如果在大風(fēng)天氣續(xù)航時間還要再打折扣。要實現(xiàn)長航時和遠(yuǎn)航程的任務(wù)目標(biāo),主要靠提高飛行效率和增加電池能量密度。而增加電池能量密度發(fā)展周期較長,提高飛行效率就成了主要突破口。劉衍濤告訴記者:“據(jù)先期設(shè)計和分析,采用磁懸浮旋翼技術(shù)的新構(gòu)型多旋翼無人機,飛行效率可提高30%~40%以上,航時可達(dá)60分鐘以上,航程可提高2倍以上。同時因為使用電磁提高旋翼轉(zhuǎn)速,能大大降低振動,減少噪音,提高航拍穩(wěn)定性和清晰度。而且,旋翼環(huán)和軌道環(huán)在旋翼外側(cè),對旋翼能產(chǎn)生保護作用,最重要的是可以保護用戶不受旋翼傷害。”
怎么會想到將磁懸浮技術(shù)用于無人機呢?
在劉衍濤看來,研發(fā)磁懸浮多旋翼無人機項目并非靈光乍現(xiàn),只是因為自己在研究所總體室這一直升機研發(fā)的龍頭部門,從事對全機各部件整體優(yōu)化的綜合工作,需要對專業(yè)領(lǐng)域有十分廣泛的涉獵,還要時刻關(guān)注業(yè)界發(fā)展動態(tài),因此有了相關(guān)的知識儲備和技術(shù)積累。8年從業(yè)經(jīng)驗,從涵道尾槳技術(shù)到新概念旋翼飛行器,再到研發(fā)磁懸浮多旋翼無人機項目,劉衍濤一步步深入,借助磁懸浮電機等相關(guān)技術(shù)成熟的時機,利用中航工業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽這一平臺,就有了運用磁懸浮技術(shù)創(chuàng)新無人機研發(fā)的想法。
劉衍濤說:“決賽時,評委們以及包括軍方在內(nèi)的專業(yè)用戶都對這個項目表示出極大的興趣,預(yù)估的市場前景比我們團隊自己的分析更樂觀。所以我們要抓緊解決技術(shù)關(guān)鍵點,做好跨界技術(shù)的銜接、優(yōu)化和融合,尋找投資人,盡快生產(chǎn)出樣機。將來,磁懸浮多旋翼無人機有望進入電力巡線、輸油管道巡查、森林防火和公共安全為主的專業(yè)無人機領(lǐng)域。”