4月19日,美国国家航空航天局(NASA)成功地在火星上飞行了其独创的无人直升机‘机智号’,它是挂在二月份着陆的“毅力”号探测车腹部抵达这颗红色星球的。虽然飞了不到一分钟,但对于人类的航天事业来说,是具有里程碑意义的,因为它代表着人类首次在外星球上进行空气动力飞行(以前是火箭动力,比如嫦娥五号上升段),其意义甚至不亚于100多年前莱特兄弟驾驶“飞行者一号”升空。
在众多构型的无人机中,无人直升机无疑是复杂环境飞行作业工具的代名词。正是得益于直升机特殊的结构优势,“智能号”才能在飞行条件如此艰苦的火星成功完成飞行任务。
回望地球,在像海洋、高原、山林、戈壁等在各类危险、复杂、特殊的环境下担当无人空中飞行作业重任的,依然是无人直升机。
我们以应急救援为例分析。灾害发生后,为了提高救援效率和质量,必须实施统一、高效、快速的应急救援。提高灾害应急救援效率的关键因素是迅速准确获取灾情信息,进而实现快速响应。灾害事件发生突然,救援力量往往无法及时了解情况并快速到达现场,如何有效实施消防预警和现场侦测,并迅速、准确处置灾情显得尤为重要。随着我国无人机应用技术逐步成熟,通过无人机对复杂地形和复杂结构建筑进行灾情侦测及防控、现场救援指挥等已成为灾后应急救援的重要技术手段。
对比固定翼或垂直起降固定翼无人机而言,无人直升机可垂直起降、并以很低的高度与很慢的速度仔细侦查,还可轻松切换悬停,所以使用场景非常广泛。且直升机只有一个主旋翼,不会像多旋翼那样气流互相干扰,气动效率更优。相较多旋翼无人机,相同复杂环境下无人直升机相对完成度较高。
以雪山为例,如爬山的人碰到雪崩,救援人员与车辆无法到达的地方情况下,需使用无人机查找遇难者的具体方位,以免因坐标错误导致救援延缓,也能运输相应食材及急救包进行基础救援保障工作。值得注意的是,高海拔的雪天气候下,无人机飞行电池会缩短40%左右的电量,多旋翼挂载重情况下本就航时低,这种情况不仅难保证悬停,甚至还没完成任务就需返航。这时就需要选择无人直升机进行作业,无人直升机航时长且能够灵活快速的起降并能够稳定悬停在伤者上方,并将物资以抛投的形式交给伤员,使伤者能够快速的得到相应的救援物资,为遇难者争取多一份希望。
在火灾情况下亦是如此,大型火灾现场产生的气流是相对复杂的。电动多旋翼的发展受制于电池能量密度,再加上气动和控制原理上的劣势,实用效能不高。无人直升机风力集中在一个主旋翼下,能够抵抗复杂气流环境,这就使无人直升机可灵活性的靠近火场,通过吊舱画面查找高温点,有效协助现场消防人员精准降温,成功排除高温区安全隐患,避免了再度复燃,所以同样载荷的无人直升机下压风场要比多旋翼强得多。
其实中国是全球民用无人机最主要的产业基地,相比国外无人直升机航天应用的尖端实验,我国早已将相关技术普及到了行业应用当中。目前国内,无人直升机已经在各类政府公共服务的提供,如高原巡查、海上风电巡检、海域巡查、山林防护、山区物流、应急救援等复杂环境或危急救援场景的实际应用中扮演非常重要的角色。这离不开祖国对国内无人直升机研发生产企业的大力支持,使得国内工业级无人直升机技术体系不断完善。
其中备受美国国防部关注的国内品牌珠海紫燕无人直升机,早在2018年就已能完成从4000米高海拔垂直爬升至7000米的高空作业。旗下明星产品河豚A2无人直升机,也曾多次被环球时报点名报道。据环球时报报道称,中国不仅在固定翼无人机方面已经成为世界上最大的参与者,而且在无人直升机方面也是如此。现在许多中国公司都在提供各种各样的无人直升机选择,包括中国航空工业集团公司(AVIC)的AR500C,广东珠海紫燕无人机公司的可在高海拔边境地区作业的河豚A2,中国075型两栖舰上可两栖作战的不明型号飞行器,以及同样由中航工业生产的可以夜间作业的AV500。
(环球时报相关报道)
据相关人士透露,珠海紫燕明星产品河豚A2无人直升机在2021年进一步完成了高原载重测试。
(飞行过程地面站截图,当前海拔高度6993米)
(7000米高度下的吊舱视角,远处云雾中为昆仑山东段最高峰-玉珠峰)
“机智号”在火星上首次成功飞天,再一次验证了无人直升机在特殊复杂甚至极端环境下出色的飞行能力。而在地球上复杂环境的飞行作业,特别是在各类应急救援情景中,无人直升机凭借其优越于其他无人机型的大载重、长航时、高航速等优秀性能,在救援人员暂时无法到达救援现场时,快速定位,判断现场情况,协助指挥调度救援人员,争取黄金救援时间。至此无人直升机早已成为国内外帮助人类解决更多复杂困难作业任务主流设备。
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