長航時大載荷無人機、太陽能無人船及其行業(yè)應用

文|孫偉 河北淳博航空科技有限公司

一、引言

河北淳博航空科技有限公司是一家以無人智能裝備系統(tǒng)的研發(fā)、制造、服務保障、市場運營為主的高新技術(shù)企業(yè)。公司建立了流體力學、航行控制、數(shù)據(jù)鏈路、動力系統(tǒng)、氣象探測設備等專業(yè)核心團隊，參與了多個重大科技專項。公司將繼續(xù)結(jié)合軟件硬件產(chǎn)研優(yōu)勢和客戶多元化優(yōu)勢，開辟面向智能裝備系統(tǒng)新業(yè)務，同時形成以研發(fā)為核心的全套智能裝備解決方案。

二、長航時大載荷固定翼無人機

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，是利用無線電遙控設備和自備程序控制裝置的不載人飛機，包括無人直升機、固定翼機、多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機。目前，我國消費類無人機市場快速發(fā)展。在專業(yè)領(lǐng)域，河北淳博航空科技有限公司研發(fā)的長航時大載荷固定翼無人機是更先進的下一代產(chǎn)品。

此款無人機采用螺旋槳推進，發(fā)動機位置靠近中心位置，可減輕發(fā)動機震動對整機的影響；短艙式機身和雙尾梁結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)更輕、結(jié)構(gòu)強度更高、安裝使用更方便；前三點式起落架，有利于無人機的滑跑、起飛和降落；大機身和流線型設計，使飛行阻力更小，機身結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)、機載設備所占用的空間和重量比例小，負載和燃油空間更大，油箱位置也容易配平；大翼展有更好的展弦比和升阻比，有利于節(jié)約油耗。

該產(chǎn)品解決了無人機續(xù)航時間短、續(xù)航里程嚴重不足，以及固定翼無人機起降條件受限、事故頻發(fā)等問題，可用于電力石油、減災、林業(yè)、氣象、國土資源、海洋水利、測繪、城市規(guī)劃等多個行業(yè)，還可用于對近距離時敏目標的快速圖像調(diào)查，以及復雜空間和地域的緊急通信。

1.關(guān)鍵技術(shù)

該無人機分系統(tǒng)飛行器平臺以“天鷹-I”平臺為基礎，進行了適應性改進設計，具有總體設計合理、飛行性能穩(wěn)定、機動性能優(yōu)等特點。該產(chǎn)品搭載長航時、大載荷、機輪剎車系統(tǒng)，可有效減少飛機著陸后的滑行距離，具備自主起飛、降落功能，支持滑跑式起降方式。飛行模式支持自動、手動模式，可隨時在不同模式下進行切換。

長航時大載荷固定翼無人機技術(shù)指標

2.無人機對地偵查解決方案

（1）方案特點

具備全自主起飛、降落功能，采用滑跑式起降方式；采用油動發(fā)動機，航時長，載重大；具備相機控制功能，可實現(xiàn)手動及自動拍照，自動拍照支持定點、定時、定距觸發(fā)，可保存拍照點并提供拍照點信息下載；搭載變焦與紅外系統(tǒng)和夜視系統(tǒng)，可實現(xiàn)遠距離對地偵查。

（2）系統(tǒng)構(gòu)成

1）飛行平臺：CY-12固定翼無人機；

2）工作單元：30倍變焦可見光和紅外相機雙光吊艙、吊裝夜視儀、機體前部定制戰(zhàn)斗部搭載艙體；

3）數(shù)據(jù)鏈路：100km兩合一高清圖數(shù)一體傳輸設備；

4）地面控制：便攜式地面站。

無人機對地偵查解決方案示意圖

三、太陽能無人船

無人船是無人技術(shù)領(lǐng)域繼無人機和無人車之后的又一重大研究領(lǐng)域。無人船是一種利用現(xiàn)代無人技術(shù)與多領(lǐng)域技術(shù)融合的新產(chǎn)物，相對于傳統(tǒng)船只具有明顯優(yōu)勢。

河北淳博航空科技有限公司研發(fā)的太陽能無人船可在水中沉浮、在風浪中防止傾翻，自行恢復正常行駛狀態(tài)、精確獲取或傳輸信號，從而實現(xiàn)精確、安全的無人航行。該產(chǎn)品能夠在惡劣的海洋環(huán)境下進行水上作業(yè)，為海洋漁業(yè)捕撈監(jiān)測、海洋環(huán)境保護監(jiān)測、水面氣象監(jiān)測、海洋溢油回收處理等提供技術(shù)服務。該產(chǎn)品還可以拓展應用到水質(zhì)自動采樣、環(huán)境應急監(jiān)測、水利水文測量、城市水體清潔、水下地形地貌測繪和核輻射自動巡測等領(lǐng)域。

太陽能無人船

1.關(guān)鍵技術(shù)

（1）專業(yè)小型船舶設計

根據(jù)應用場景選擇雙體船型的設計。通過采用獨特的船體側(cè)推技術(shù)，有效防止各類碰撞。通過采用沉降技術(shù)和防翻轉(zhuǎn)技術(shù)，使水上工作更平穩(wěn)，抗風浪等級更高。

（2）太陽能動力系統(tǒng)

電源管理系統(tǒng)包括電源管理模塊、電池組和太陽能電池板。其中，太陽能電池板可提供 400W功率輸出，保證2個驅(qū)動電機輸出動力用于航線航行、姿態(tài)調(diào)整、信息傳輸和船載設備供電。電池組采用蓄電池對電源管理模塊進行充放電，在陽光充足時存儲多余電量，在陰天或夜間釋放電量，保證無人船電量的正常供應。

（3）三大航行模式

航行模式（移動觀測、去觀測點）、定點模式（類似錨系浮標）、漂流模式（類似漂流浮標）。

（4）慣導輔助的自主完好性監(jiān)測技術(shù)

利用慣性導航信息的自主完好性監(jiān)測，是指在衛(wèi)星導航系統(tǒng)與慣導系統(tǒng)組合的基礎上，利用慣性導航系統(tǒng)的用戶位置外推能力，在數(shù)據(jù)融合（慣導誤差消除）之前進行衛(wèi)星導航系統(tǒng)的故障檢測與識別工作，從而實現(xiàn)完好性監(jiān)測。

2.海洋湖泊勘測與應用方案

（1）方案特點

采用太陽能作為航行動力，具備長久續(xù)航能力。無人船水域監(jiān)測系統(tǒng)具有智能化程度高、作業(yè)穩(wěn)定可靠、數(shù)據(jù)處理精度高、成本低、易操作維護等特點。

（2）系統(tǒng)構(gòu)成

1）海洋應用：太陽能無人船；

2）河流湖泊應用：CY-C1/CY-C2電池動力無人船。

海洋湖泊勘測與應用方案示意圖