在2022年第十四屆中國航展上，各型國產(chǎn)無人直升機(jī)大放光彩，共軸雙旋翼、單旋翼帶尾槳、縱列式雙旋、交叉雙旋翼等機(jī)型齊齊亮相，從海上到高原無所不至，從物流運(yùn)輸?shù)綉?yīng)急救援無所不能。但人們很難想象到，10年前的國產(chǎn)無人直升機(jī)，還很令業(yè)內(nèi)失望。我國自主研發(fā)的無人直升機(jī)從萌芽到繁盛，甚至逐步躍升為世界領(lǐng)先水平，主要是在從2012年到2022年的這短短十年。

一、艱難的涅槃

從原理上看，直升機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)就非常復(fù)雜，對精度、可靠性的要求都非常高；讓它們實(shí)現(xiàn)自動駕駛也最難，因?yàn)橹鄙龣C(jī)的操控原理也復(fù)雜，而且傳感器的工作環(huán)境惡劣。所以，在本世紀(jì)初，國內(nèi)要使用無人直升機(jī)主要依靠進(jìn)口，所謂的“國產(chǎn)無人直升機(jī)系統(tǒng)”也基本是在進(jìn)口的飛行平臺上搞系統(tǒng)集成，這也是非常容易理解的事情。

(資料圖)

當(dāng)時(shí)，國內(nèi)曾有企業(yè)進(jìn)口日本雅馬哈的RMAXL181型無人直升機(jī)，這本是一款用來噴灑農(nóng)藥的植保無人機(jī)，在國內(nèi)卻被當(dāng)成了寶貝，用來執(zhí)行航拍等任務(wù)。而2006年后，連這款農(nóng)機(jī)也買不到了，日本政府無端阻攔中國再次進(jìn)口該機(jī)型，即著名的“中日無人機(jī)風(fēng)波”。此后，美國的AF25B無人直升機(jī)在國內(nèi)走紅，那是極少數(shù)西方不禁運(yùn)的工業(yè)級無人直升機(jī)，但該機(jī)的產(chǎn)量并不高，而且載荷只有不到10公斤，用戶滿意度并不算高。

而同期的國產(chǎn)無人直升機(jī)平臺更不令人滿意，它們主要也是仿制日本的雅馬哈RMAX和美國的AF25B等國外機(jī)型，性能毫無優(yōu)勢，在穩(wěn)定性、可靠性上還非常不成熟，有的機(jī)型試飛時(shí)甚至找不到敢飛的“飛手”（無人機(jī)駕駛員）。

但是，在電力、科研、森林防火等諸多領(lǐng)域，基層一線確實(shí)需要無人直升機(jī)。因?yàn)樗鼈兝m(xù)航相對長、載荷大、可以垂直起降，關(guān)鍵時(shí)刻可以替人去執(zhí)行更多危險(xiǎn)任務(wù)。例如在波及輸電線路的自然災(zāi)害中，大載荷的無人直升機(jī)不但能空中巡線，還可以用于掛線，在層巒疊嶂的山區(qū)搭建電力橋梁；每年初春，黃河都面臨凌汛期，用無人直升機(jī)空投炸藥爆破浮冰也是可行的應(yīng)對方案之一；2013年黃大年教授主持的航空物探項(xiàng)目，還成功將無人直升機(jī)引入地質(zhì)勘探領(lǐng)域，這可避免傳統(tǒng)有人直升機(jī)探測面臨的成本高、事故風(fēng)險(xiǎn)大等問題。

幸好，在那個(gè)業(yè)界普遍悲觀的時(shí)候，中國也還有中航工業(yè)直升機(jī)所、中航智等少數(shù)幾家院所/企業(yè)在嘗試自研大載重的無人直升機(jī)。2012年12月，在北京東部的一片荒地上，北京中航智研制的、中國首臺電控共軸無人直升機(jī)TD220的首次試飛。這不僅僅是中國首臺電控共軸雙旋翼無人直升機(jī)，更是中國第一批自主研發(fā)的最大起飛重量超過250kg的無人直升機(jī)。

二、為國執(zhí)劍

無人直升機(jī)不僅可用于民用，也可用于國防。它們在軍事方面的作用相當(dāng)于“游擊隊(duì)”，憑借垂直起降、空中懸停、著陸場小等優(yōu)勢，部署上非常靈活，可執(zhí)行包括偵察、監(jiān)視、目標(biāo)截獲、誘餌、攻擊、通信中繼等各種非殺傷性和殺傷性任務(wù)。與有人直升機(jī)相比，無人直升機(jī)體積小、造價(jià)低、能夠有效避免人員傷亡，吸引了海陸空各部隊(duì)的關(guān)注。

2013年，TD220在無人裝備作戰(zhàn)效能匯報(bào)演示中取得了“首發(fā)命中、三發(fā)三中”的傲人成績，開啟了我國無人直升機(jī)在精確制導(dǎo)方面應(yīng)用的先河，也為無人直升機(jī)的軍事化應(yīng)用埋下了伏筆。隨著技術(shù)的日漸成熟與需求日益增長，2015-2018年間，中國軍用無人直升機(jī)迎來了第一波發(fā)展期，多款察打機(jī)型相繼問世。中航工業(yè)的AV500無人直升機(jī)在軍演中表現(xiàn)搶眼，被評價(jià)為性能與美國著名的“火力偵察兵”無人直升機(jī)相當(dāng)；中國兵器工業(yè)的CR500無人偵察機(jī)鋒芒盡顯，每架機(jī)身攜帶8枚反坦克導(dǎo)彈，配合巷戰(zhàn)令敵人防不勝防。與此同時(shí)，艦載無人直升機(jī)、4噸級無人直升機(jī)的研發(fā)都開始提上日程。

在眾多央企競逐時(shí)，中國第一架無人直升機(jī)型號定型任務(wù)花落一家民營企業(yè)——憑借載荷大、升限高、抗風(fēng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢，TD220 在軍方的公開競標(biāo)中脫穎而出，于2015年成為中國第一款無人直升機(jī)型號列裝。中航智也成為第一個(gè)民營性質(zhì)的飛行器總體總師單位，承擔(dān)了中國第一款無人直升機(jī)型號研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)任務(wù)。

現(xiàn)在，中國無人直升機(jī)型號的從無到有，中國無人機(jī)軍備的多樣性和豐富性拉升到了與歐美比肩平的水平。它們讓戰(zhàn)士們?nèi)缁⑻硪恚貏e是大量無人直升機(jī)被用于巡邏邊境，這提升了巡邏效率，減少邊防戰(zhàn)士的辛勞和傷亡，更高效的維本國領(lǐng)土主權(quán)。

三、百舸爭流與新的方向

2019年，中國無人機(jī)行業(yè)迎來了爆發(fā)式的增長。咨詢公司蒂爾集團(tuán)發(fā)布的《全球軍用無人機(jī)市場規(guī)模預(yù)測》指出，2019年全球軍用無人機(jī)市場規(guī)模為92.53億美元，2021年已經(jīng)達(dá)到111.6億美元。Frost&Sullivan發(fā)布的報(bào)告顯示，全球民用無人機(jī)試產(chǎn)規(guī)模2019年已達(dá)到600億人民幣，并首次在2020年突破千億。

這時(shí)，地質(zhì)勘探、農(nóng)林、消防、物流、氣象監(jiān)測等更多的行業(yè)也意識到了無人直升機(jī)的用武之地，也對無人機(jī)的載荷、續(xù)航時(shí)間等性能提出了更高的要求。在需求牽引下，短短數(shù)年時(shí)間里，市場上涌現(xiàn)出了二十多家成規(guī)模、成熟化的無人直升機(jī)企業(yè)，呈現(xiàn)出千帆競技、百舸爭流之勢。

除了從0到1全新開發(fā)的機(jī)型之外，基于成熟的有人直升機(jī)平臺進(jìn)行無人化改造，也成為一種成熟的方式。例如，2018年，聯(lián)合飛機(jī)利用電傳飛控技術(shù)、多余度飛行控制與導(dǎo)航一體化系統(tǒng)、電傳作動器、智能供配電管理等技術(shù)，完成了對某型直升機(jī)的無人化改造，成為第一批吃螃蟹的人。而該無人直升機(jī)在2022年為神舟十三號、神舟十四號的往返護(hù)航中發(fā)揮了重要作用，進(jìn)一步驗(yàn)證了有人直升機(jī)改型無人機(jī)的穩(wěn)定性、適應(yīng)性以及廣闊應(yīng)用空間。

利用有人機(jī)改型成為無人機(jī)，能夠發(fā)揮已有飛行平臺成熟、穩(wěn)定的優(yōu)勢，有效降低中大型無人機(jī)研制成本，快速形成大載荷、譜系化、多用途無人機(jī)裝備產(chǎn)品，降低高風(fēng)險(xiǎn)戰(zhàn)場環(huán)境中人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，因?yàn)椴辉傩枰w行員，這也進(jìn)一步提升了有效載荷，并降低了人員成本。而且，因?yàn)闆]有人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)，可以讓相對老舊的航空器繼續(xù)飛行，等于延長了壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，把一架有人直升機(jī)改造為無人機(jī)，能為直升機(jī)延長3至5年的使用壽命。另外，假如每年能夠?qū)?000架不同級別的有人直升機(jī)改為無人直升機(jī)，僅從培訓(xùn)費(fèi)用角度，就可節(jié)省費(fèi)用大約20億元。

四、這只是個(gè)開始

我國無人機(jī)研究起步相對較晚，始于20世紀(jì)50年代后期，但經(jīng)歷數(shù)十年探索，中國無人機(jī)載重從小發(fā)展到大，呈現(xiàn)出可靠性逐步提升、價(jià)格逐步降低等趨勢，三大主流構(gòu)型無人機(jī)都得到了不同程度的巨大發(fā)展。

消費(fèi)級多旋翼無人機(jī)領(lǐng)域，大疆一騎絕塵，基本占市場份額的70%，全球領(lǐng)先地位難以撼動；固定翼無人機(jī)是我國起步最早的構(gòu)型，在中航成飛、航天彩虹(002389)、騰盾、航天九院、西工大和航天三院等企業(yè)和院所的努力下，如今也已取得相當(dāng)?shù)某删停粺o人直升機(jī)起步雖晚，在中航智、中航工業(yè)等的堅(jiān)持下，發(fā)展速度也已經(jīng)直追歐美，達(dá)到世界一流水平。

國內(nèi)各類無人機(jī)百花齊放，也助力了諸多行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級，它們在物流運(yùn)輸、通信中繼、電網(wǎng)巡檢等領(lǐng)域，無人機(jī)發(fā)揮出了越來越重大的作用。而隨著技術(shù)的發(fā)展與一線的摸索，還有更多的用法被發(fā)明。中航工業(yè)去年11月發(fā)布的《通用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(2022》顯示，2021年全球民用無人機(jī)市場規(guī)模超過1600億元，同比增長61.6%，其中工業(yè)級無人機(jī)占60%左右。隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，未來將繼續(xù)保持增長，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到5000億元。

而無人直升機(jī)憑借自身的優(yōu)勢，也有很多新的用武之地。例如在森林消防領(lǐng)域，無人直升機(jī)起降方便，而且載荷大、航程遠(yuǎn)，可以用滅火彈將山火消滅在萌芽狀態(tài)；在高原物流領(lǐng)域，面對空氣稀薄、機(jī)場等基礎(chǔ)設(shè)施不足等情況，無人直升機(jī)非常適合用于哨所的物資投送和保障邊防補(bǔ)給，在2022年的珠海航展上首發(fā)亮相的TD550高原型無人直升機(jī)擁有6500米的最高升限，就激發(fā)了業(yè)內(nèi)的更多想象；在軍事運(yùn)用上，無人機(jī)已經(jīng)徹底改變了武裝沖突的方式方法，無人直升機(jī)憑借載荷大、起降靈活等優(yōu)勢，在戰(zhàn)爭中則主要承擔(dān)著后勤運(yùn)輸、察打一體等職能。

當(dāng)然，無人直升機(jī)未來如果要在更多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，還需要朝著安全性高、操作簡單、降低成本的方向不斷發(fā)展，在載荷、續(xù)航時(shí)間等性能上不斷迭代升級，以滿足更多行業(yè)需求。而在軍用領(lǐng)域，未來軍用無人機(jī)將從單一用途向多用途集成方向發(fā)展，以充分發(fā)揮其應(yīng)有的戰(zhàn)斗力，并具備高度智能化水平，自主判斷對戰(zhàn)場變數(shù)的應(yīng)急策略，包括自主飛行、任務(wù)智能規(guī)劃、智能武器等。此外，未來軍用無人直升機(jī)還會向著大載重、高速、高空、長航時(shí)進(jìn)一步發(fā)展，擴(kuò)大作戰(zhàn)半徑，提升效率，從而進(jìn)一步發(fā)揮軍用無人機(jī)系統(tǒng)戰(zhàn)場偵察、監(jiān)視和攻擊作用。

全新的直升機(jī)構(gòu)型，也要得到重視。2022年12月，由貝爾公司研制的V-280“勇敢”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)擊敗取代黑鷹直升機(jī)，贏得美國陸軍“未來遠(yuǎn)程突擊機(jī)”項(xiàng)目合同。傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)結(jié)合了固定翼飛機(jī)與無人直升機(jī)的優(yōu)勢，兼具航程遠(yuǎn)、載荷大等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)長途運(yùn)輸，兼顧載人與載物，被譽(yù)為代表著未來的飛行器，國內(nèi)也有多家企業(yè)也已經(jīng)啟動了傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)的研制。

技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品迭代目不暇接。過去十年里，無人直升機(jī)取得的成績有目共睹，續(xù)航水平大幅提高，智能化水平前所未有，應(yīng)用場景廣布各行各業(yè)，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化賦能。下一個(gè)十年里，它又將帶來什么樣的驚喜，讓我們拭目以待。（作者：周與，為無人機(jī)行業(yè)業(yè)內(nèi)人士）