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深圳“天马”,世界首台燃油多旋翼无人机

模沥五金网 2022-01-18 18:00:28

深圳“天马”,世界首台燃油多旋翼无人机

摘要:来自哈工大的90后小伙造了全球第一台烧油的多旋翼无人机,载重70公斤,续航2.5小时,单日植保面积达3000亩,是大疆农业植保无人机的5倍以上。

2016年5月的第一个星期,90后的哈尔滨工程大学 硕士生赵自超和他的创业伙伴去新疆生产建设兵团百万亩的棉花基地逛了一圈,这个时间点刚好害虫棉蚜即将爆发,而从4月中旬播种到10月收获的过程中,还有铃虫,红白螨、盲蝽象等病虫威胁。

赵自超的到来,就是为了让新疆数千万亩棉花防治虫害变得更加高效,成本更加低廉,一台大载重长续航的燃油多旋翼无人机就是他的神兵利器爱牙日图片制作

2015年8月31日下午1时,赵自超团队研发的全球首款燃油直驱多旋翼无人机“天马”在深圳龙岗上空进行首次试飞。此次“天马”无人机采取半自主起飞,经过30多分钟的低空往返飞行以及定点飞行后顺利完成了首航。

这台看上去硕大无比的六轴无人机的革命性意义在于,极大突破了电动无人机载重和续航两大短板:“天马”最大起飞重量为150KG,有效载重70KG,电动无人机一般为10-20公斤;续航时间能达2.5小时,电动无人机一般为15-30分钟。而相比同样性能的燃油直升机,“天马”的机械结构简单,操作维护便利区块链图片设计,造价也只有其三分之一。

六轴燃油无人机“天马”,具有超大载重超长续航等特性。

这段用手机拍摄的简陋试飞视频,在无人机论坛和QQ群落里传播之后,瞬间引起了无人机行业的震动,新疆当地的植保服务商也主动联系了赵自超,希望这个大块头的“天马”能去新疆完成动辄百万亩面积的农作物植保作业——相对于普通电动植保无人机十几千克的载重和20分钟左右的续航时间,“天马”的出现,无疑令新疆、东三省、江汉平原等农业大片地块用燃油无人机进行播撒、植保作业成为可能

事实上,在“天马”飞往新疆之前,来自广州的极飞无人机对外宣布2015年农业作业面积达到了50万亩次,而新疆是其基地之一。极飞的主力是电动无人机,市场反馈续航时间短,载重小,满足不了建设兵团这样的千万亩级别种植基地的植保需求,“电力驱动无人机只能服务家庭式的、小型种植农场。”赵自超考确信,新疆客户为什么要绕开已经在广泛应用于农业的电力驱动无人机服务方案,而主动找上他们,恰好验证了他当初做燃油动力方案的方向没错。

骨灰级无人机玩家

在创业之前,赵自超是资深的航模玩家,就读于哈尔滨工程大学自动化专业,并加入航模协会和E维协会,大三、大四就开始开发无人机飞行控制系统,“我觉得无人机以后会有比较广泛的应用,多旋翼无人机的操控很方便,如果载重和续航加以改善,是一个很好的空中平台。”他说。

“天马”无人机创始人赵自超

2009年,赵自超 团队研发的第一代无人机原型参加“2009Altera亚洲创新设计大赛”,夺得大赛唯一特等奖。“我们算是国内很早就做出来这种多旋翼无人机的,只不过当时更多的是作为高校学术研究,并没有商业化。”赵自超表示。

那时候,国内无人机玩家会通过开源项目和国际上已有的硬件方案,自己DIY后在论坛上交流,慢慢也有交易,一些技术大咖会在论坛上出售DIY成品。但赵自超并没有往商业价值上想,尽管同他一批从开源论坛玩起的大疆CEO汪滔、极飞CEO彭斌已经成长为无人机创业市场“独角兽”企业的掌门人。作为开源飞控MK最早的骨灰级玩家之一,年轻的赵自超选择了另外一条道路。

读完本科,攻读硕士,赵自超的创业想法被激发出来。2012年,神州通信旗下一家运营数字体育竞赛的公司找到他们,决定采购了他们的多旋翼无人机,30台无人机外带培训小白用户服务,单台的采购价1万元。赵自超看到了商业的可能性。

差不多同时期,存在5年的大疆井喷式爆发,获得市场和资本双向认可,从而也带动了消费级无人级创业风潮,保守估计最高峰时达到300-500家。而风投机构也显示了对无人机的浓厚兴趣,红杉投资了大疆、GGV投资了亿航、深圳雷柏科技投了零度、乐视体育投资了Lily无人机、人人战略投资了星图、顺丰和北极光投资了智航……

将技术从实验室搬至市场,也就再理想当然不过了。2013年,一个校友在参加校庆时,决定投资赵自超的团队创业,还是研二阶段的赵自超二话没说,注册了深圳常锋信息科技有限公司,当年一起的大学无人机社团核心成员则成为了赵自超的创业搭档。对已经杀得血流成河的消费级无人机市场,赵自超并不感冒,他瞄准了一个更广阔的应用市场。

他想玩一把大的,针对B端市场,做工业应用级无人机。这意味着,研发需要大额的持续投入,幸运的是,他的想法被天使投资人支持,先后在种子阶段投入上百万元进行研发,方向正是行业里不敢轻易尝试的燃油直驱多旋翼无人机,这种机器,轻松载重几十甚至上百公斤,连续飞行数小时,垂直起降,无需跑道,操作维护又远比直升机简单。

但一直以来,燃油多旋翼无人机几乎没人敢尝试。因为多个燃油发动机的强烈震动对传感器及其信息处理算法是很大的挑战,发动机缓慢的响应速度加上非线性特性使得飞行控制算法的设计要比电动无人机复杂的多。

另外,传统无人机GPS定位精度低、指南针容易受干扰,无法应用于复杂环境,而目标为工业应用的燃油多旋翼无人机必须克服上述缺点。赵自超团队在研究了国内外很多的解决方案后最终决定采用RTK定位测向技术和毫米波雷达测距避障技术来解决这个问题

最后,经过18个月的攻关,赵自超和他的90后小伙伴们重新设计研发了一套燃油发动机专用的控制系统,包括发动机电启动单元和发动机电子调速单元,实现发动机的自主启动和调速,极大改善了无人机的飞行性能,最终,一台比普通餐桌还大的燃油直驱六旋翼无人机“天马”被造出来了,并成功试飞上天。

农业切入,多行业应用

相比消费级无人机定位航拍的功能,至少目前工业级无人机应用要极为广阔。物流、巡检、消防、勘测、救援……但在赵自超看来,有些应用场景如城市物流,在可靠性稳定性没有彻底解决之前,是无法大规模流行的。这些领域中,唯独农业无人机的应用不需要任何质疑。

农业无人机的安全门槛最低,而且需要使用农业无人机的条件成熟。部分专家甚至认为,农业才是无人机的真正刚性需求市场,中国有18亿亩耕地,喷洒服务的市场至少在百亿级别。

赵自超的商业策略是,先农业再切入其他场景。农业积累的大量实测数据后,再探索其他应用,将会帮助到无人机提升可靠性和稳定性。

至于终端服务,常锋科技与流行的“出售+培训+售后”的模式完全不一样,他们提供的是植保服务方案,而非出售硬件产品,通过与当地的运行商合作,向客户提供植保服务。

“直接卖飞机利润很低,B端用户都知道价格,提高销售价格根本不可能,而且也极不靠谱,一锤子买卖,售后工作会极其繁琐。”在赵自超看来,常锋的商业模式 还有更深层的考虑,那就是在飞行过程中公司派驻的团队能收集更多的区域数据,调整区域特点,制定特定的区域服务方案,将会是下一个精准农业最好的应用数据模型。

所以,赵自超把前两年的主要精力都放在新疆生产建设兵团 、黑龙江北大荒集团这些种植面积大的区域,很大程度上也减轻了市场推广成本。

  到目前为止,“天马”还没有准确的市场销售价,在新疆,“天马”的服务价格是每亩7块钱。仅此一项,赵自超算了一笔账,原来拖拉机每天能作业大概300亩到400亩,而“天马 ”的单天作业面积达到1500亩,极限可以达到3000亩,大大提高了作业效率,为植保服务商节省了成本。如果市场运营同步跟上,光是新疆生产建设兵团的耕地喷洒服务就可以给常锋 带来数十亿元的营收。已经开始洽谈的北大荒集团,按基本规模概算市场差不多也在30亿元左右。

  赵自超的底气来自于技术优势,“我们的飞机性能正好适合新疆和北大荒用,而我们的竞品则不行,所以我们的未来,一定是不可限量。”

至于农业之后,会把“天马”应用到什么地方,赵自超的回答是“保密”,不过他也补充了一句,“你想一下,这玩意架上机关枪、架上火箭弹,会是什么效果?”

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