(原標題：如何才能做一款不怕摔的植保無人機？)
日前，山東風(fēng)云航空有限公司在臨沂舉辦了智慧農(nóng)田戰(zhàn)略合伙人簽約儀式，當天下午，在戶外進行了長達4個小時的飛行演示，其中最吸引人的大概是兩架四旋翼植保機自殺式的撞向樹木或直接落地。工作人員在現(xiàn)場進行快速修復(fù)處理，并復(fù)飛。
山東風(fēng)云航空創(chuàng)始人王浩表示，植保無人機需要做到皮實耐用，已成為業(yè)內(nèi)共識。因為農(nóng)時就那么幾天，一旦錯過，損失不可挽回。在上百家植保廠商和供應(yīng)鏈面前演示炸機和快速修復(fù)，是希望能將不怕摔這個特性推廣開來，同時證明不怕摔的植保無人機確實是可以實現(xiàn)的。
植保無人機不怕摔十分必要
盡管農(nóng)用植保無人機發(fā)展到今天，已屆10年。但設(shè)備的可靠性問題是一大痛點，某種程度上來說，故障和意外已成為常年在田間地頭作業(yè)的植保無人機常態(tài)了。
軍用無人機由于擔(dān)負特殊使命，在制造時常不吝成本，因此其部件均接受上千次的可靠性測試，從而保證其最小程度出現(xiàn)機械故障。
而目前隨著硬件成本的降低和軍用技術(shù)的外溢，民用無人機的發(fā)展也有草根化的趨勢。而昂貴的測試設(shè)備、復(fù)雜的測試環(huán)境和較長的測試周期，都不是“草根”的無人機創(chuàng)業(yè)者能承擔(dān)得起的，因此民用無人機的設(shè)備可靠性一直被軍方專業(yè)人士詬病，甚至在很多國企眼中，民用無人機根本不能叫做無人機。
但植保無人機的需求又很旺盛。曾在一次閑聊中聽到業(yè)內(nèi)人士說，在東北，有些農(nóng)民把兩根鋼管垂直焊在一起，裝上藥箱和飛控就用它來打藥。這種機器的故障率當然高，但也能一窺植保無人機在農(nóng)業(yè)上的廣闊前景。
北京天翼合創(chuàng)科技發(fā)展有限公司董事長馬勇指出，植保無人機故障無法避免，在實際的飛防服務(wù)工作中，要時刻準備面臨突發(fā)事件，比如因設(shè)備、人為、地理、天氣等因素，以及一些意外情況導(dǎo)致的摔機或炸機。
尤其植保無人機在農(nóng)村作業(yè)的環(huán)境普遍較為惡劣，經(jīng)常遇到有高壓線、低壓線、水塘、瓜架、田埂、高于一米的草、樹木、灌木等多種障礙物的復(fù)雜環(huán)境。此時，降低無人機的故障率或者實現(xiàn)快速修復(fù)，就尤為重要。
不怕摔≠摔不壞
之前筆者有一個誤解，認為既然植保機號稱不怕摔，就是指其皮實、怎么摔都沒事。但王浩糾正：不怕摔有兩重含義，一是指耐摔，即輕微的摔機不影響正常作業(yè)；二是核心部件不易損壞，就算摔了，經(jīng)過簡單的維修也能迅速復(fù)飛，及時完成作業(yè)。
馬勇也表示按時完成飛防作業(yè)是最重要的，“我們田間作業(yè)時，無人機的故障率非常高，但是有故障不怕，重要的是如何及時修復(fù)機器，保質(zhì)保量的把農(nóng)民的活干完。”
農(nóng)時就在那幾天，錯過了就完成不了植保作業(yè)。并且防治病蟲害作業(yè)是一次性的，如果藥打壞了，要重新來過的話，一是時間上來不及，二是可能會產(chǎn)生重噴等惡劣后果。
植保無人機具備航空器和植保工具雙重屬性，因此，航空器應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，必須滿足農(nóng)用特質(zhì)：即故障率小，風(fēng)險小，時效性強，非專業(yè)操作等。
如果說在惡劣的環(huán)境之下，摔機是必然的，那么如何使得故障損失小，修復(fù)簡單、快速，連續(xù)作業(yè)，不耽誤農(nóng)時，就成了植保無人機領(lǐng)域關(guān)注的焦點。
各種摔機測試筆者也見過不少。比如，天翼合創(chuàng)在今年4月份的新品發(fā)布會上，馬勇就當著來賓和記者的面當場摔過機，事后緊急修復(fù)，在數(shù)分鐘之內(nèi)實現(xiàn)修復(fù)。而上文提到的山東風(fēng)云航空日前在臨沂舉辦的摔機演示，筆者全程觀看，在3米左右的高度，用4米/秒的速度飛行，突然失去動力摔機，也沒有造成太大的損傷，只有起落架略微受損，槳葉損壞了一點。當場維修只用十幾分鐘。之后經(jīng)歷了撞到樹上，甚至電池自燃等狀況，也能很快修復(fù)。據(jù)王浩估計，摔了5、6次，維修成本不到5000元，不足飛機的10分之一。而江蘇優(yōu)埃唯則提供了長達3分鐘的摔機視頻，同樣是經(jīng)過簡單的維修就能復(fù)飛。
其中，山東風(fēng)云航空的“飛行蜘蛛”給我留下較深的印象：鋁鎂合金機臂內(nèi)壁結(jié)構(gòu)采用x型支撐，對整體的強度起到了重要的作用；經(jīng)多次暴力摔打?qū)嶒灒瑱C器的損傷只存在于損壞槳葉、電機座損壞、起落架概率性損壞，較大損傷在半小時之內(nèi)維修完成；飛行器在折疊狀態(tài)下，體積相當于展開時的四分之一。當天觀看摔機演示的合作伙伴對飛行蜘蛛的表現(xiàn)比較滿意。
如何才能打造一臺不怕摔的植保無人機？
據(jù)宇辰網(wǎng)了解到，目前有三種比較主流的不怕摔無人機：以天翼合創(chuàng)為代表的卸力式結(jié)構(gòu)，以山東風(fēng)云航空為代表的易損件保護結(jié)構(gòu)，還有以江蘇優(yōu)埃唯為代表的一體性結(jié)構(gòu)。這三種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點，下面仔細梳理一下。
卸力式結(jié)構(gòu)是指飛機在落地一瞬間模塊突然散開，將沖擊力分散掉，避免對核心部位造成致命傷害。之后再將散落的零件全部像拼積木一樣拼起來，維修比較簡單。這種結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)不是我國獨創(chuàng)，有知情人士解釋道，業(yè)內(nèi)有一個笑話，日本產(chǎn)出的汽車在遇到車禍的時候發(fā)動機直接往下墜，不會隨車身一起撞上去，這樣能最大程度的保證對人的損害降到最小。這種結(jié)構(gòu)被無人機借鑒，有一定的道理。但業(yè)內(nèi)有專家表示，這不是十分高精尖的技術(shù)，在無人機上盡管可以用，但不一定就能推廣。
易損件保護結(jié)構(gòu)則是把關(guān)鍵環(huán)節(jié)用易損部件保護起來，而機身和機臂就采用強度比較大鋁鎂合金制成，而模塊之間連接處的部件、槳葉、起落架等部件作為易損件，即使摔壞也能很快維修，且成本低廉。由于使用模塊化設(shè)計，模塊之間拼接、維修和更換都比較簡單。
在大部分植保廠家都在走模塊化道路的時候，還有公司在堅持一體化道路。一體化的優(yōu)點很多，包括機械結(jié)構(gòu)簡單，震動性小，因此飛行姿態(tài)穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)松動的情況。但一體化的結(jié)構(gòu)在摔后修復(fù)的時候就稍微有點劣勢，盡管相對牢固，但畢竟拆開后還需要組裝，相對麻煩。
宇辰網(wǎng)記者采訪了多為業(yè)內(nèi)人士，有人表示，植保無人機的可靠性還需提高，而不是一味依賴不怕摔、摔不壞這樣的概念。另外有人表示，可以在植保機上增加降落傘或安全氣囊，一旦碰到猛烈撞擊啟動防護機制。鑒于植保機在作業(yè)時飛行高度較低（不超過5米），墜落速度較快，可能來不及打開。上述人士表示，還可以在飛機上加裝保護罩，也是可以實現(xiàn)的。但也有人認為加保護機制會增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，增加重量。
在采訪過程中，宇辰網(wǎng)記者發(fā)現(xiàn)，有的植保機使用的是鋁鎂合金，還有的是用碳纖維做主體，宇辰網(wǎng)記者也針對材料的選擇對耐摔是否起作用進行了咨詢，多位業(yè)內(nèi)人士均表示材料的選擇影響不大，各有優(yōu)勢。鎂鋁合金在于價格低廉，有金屬的塑性和韌性，不易折斷，就算彎了還可以調(diào)整。而碳纖維的優(yōu)點在于重量輕、硬度大，但價格昂貴。筆者詢問碳纖維是否過于“寧折不彎”，受到?jīng)_擊容易碎，這個說法被否認了。該人士指出，碳纖維是有紋路的，從不同方向受的力是能分散出去的，只有這個力達到承受極限才會斷裂，故碳纖維沒有那么脆弱。
宇辰網(wǎng)也詢問了到底怎么的結(jié)構(gòu)和材料組合比較耐摔，大多數(shù)的人意見是用模塊化的組合與易損件保護相結(jié)合；將飛行器分為電路模塊化，藥路模塊化，機架模塊化，維護方便，可單獨維修，大大降低模塊之間的耦合度，提高整體的性能；采用較粗的機臂和牢固的外殼保護核心部件；出于成本考慮材料可以使用鋁鎂合金。也就是說將卸力式和易損部件保護結(jié)合起來更容易實現(xiàn)耐摔性能。
明年將迎來植保無人機的大爆發(fā)，且看明年的植保機是否能真的皮實耐用不怕摔，一切都要交給市場驗證。
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