中國無人直升機已成系列掌握核心技術

U8無人直升機飛行在夕陽下。

　　中航工業直升機所無人機技術總監方永紅不久前在接受採訪時表示，直升機所的無人直升機研制能力達到了國內領先水平，直升機所已經完全具備了無人直升機的自主研制能力。

　　無人直升機具有垂直起降、起飛著陸場地小、適應性強、空中懸停、機動靈活、任務能力廣泛、造價低等功能特點和應用優勢，既可執行戰術偵察、電子偵察、生化偵察、通訊中繼、精確目標定位與指示、搜潛與反潛、精確打擊等作戰任務，還可以廣泛應用於搶險救災、公安執法、邊境巡邏、電視拍攝轉播、科學考察、農林播種與滅虫、輸電輸氣線路巡查等民用領域，因此無人直升機受到了世界各國的垂青。

　　直升機所研制無人直升機的歷史已近10年。在這10年裡，歐美發達國家對有人直升機、無人直升機市場同時展開了競技角逐。無人直升機發展迅猛，勢頭直逼早已成熟的固定翼無人飛機。美國、以色列、歐洲更是先聲奪人，技高一籌。相比之下，我國的無人直升機研制起步較晚。經過直升機所科研人員的努力，目前，我國無人直升機已曙光初現，展現出美好前景。

　　從零開始，將核心技術掌握在手中

　　2004年，直升機所領導班子決策，組建無人直升機研究室，自籌經費研制U8無人直升機。現任直升機所無人機部副部長劉芳國是最初參與無人直升機研制的專家之一，回顧當時的情景，他多有感慨地說，研制無人機的決策極富前瞻性，催生了一個新的產業。

　　然而，從零開始讓劉芳國和同事們備嘗艱辛，一路走來，從方案、設計、試制到試飛，他們一次次陷入技術瓶頸，一次次不得不面對故障頻發的窘困。曾任直升機所總師的老專家蔣新桐認為，研制無人直升機，主要存在三方面的困難：一是對象特性和飛行控制規律的分析和研究，二是特殊要求傳感器的開發和研制，三是試驗和試飛。的確，許多參加過無人直升機研制的科研人員對此都刻骨銘心。劉芳國介紹，發動機的控制、飛行時的振動、傳動和旋翼系統，這些都是技術難點，尤其是傳動系統的設計、加工，直升機所過去沒有這方面的專業和設計經驗，解決這些問題在技術上是一個突破。飛控系統是無人機的核心，科研人員通過反復地集智攻關，最終掌握了設計原理，加上自主開發的集成軟件，使無人機的自動化水平得到了極大提升。

　　山窮水盡復柳暗花明，無人直升機研發團隊一步步突破了發動機控制、懸停控制、中速飛行、自動起降等一系列關鍵技術。

　　在無人機的攻關歷程中，飛控設計組經受了不小的考驗。他們主要負責無人直升機飛行控制與管理系統的總體方案論証、方案設計和工程設計、控制律設計與仿真等工作，並承擔無人直升機試驗試飛指揮和飛控系統保障以及先進無人直升機飛控技術預研等任務。曾國貴和賴水清都是直升機所的資深專家，飛控設計組在他們的帶領下，完成了一系列技術攻關和設計工作，突破了系統總體設計、飛行控制和飛行試驗等多項技術關鍵。

　　技術上的進步，使U8無人機具備了每秒8～10米的懸停抗風能力，有效提高了無人機的控制精度和飛行安全。U8無人直升機可自主飛行、自主起降，它的最大起飛重量為230公斤，任務載荷可達到40公斤，最大平飛速度每小時150千米，續航時間3小時，使用升限3000米，控制半徑100千米。2006年10月，首架U8無人直升機順利完成總裝交付，2011年6月，U8無人直升機圓滿完成海拔高度1000米、2000米和3000米高原試飛，同年12月通過技術鑒定。專家評價，U8性能優良、技術先進、使用方便、實用性強。U8由此走向軍民用市場，這標志著直升機所無人直升機產業發展進入新的階段。

　　U8是直升機所無人機產業的闖關、開拓，傾注了廣大科研人員的心血。研制歷經7年，科研人員完成了全部設計、試制、試驗和試飛工作，U8具有人工、程序和自主飛行控制功能，可實施自動起降、大機動、大速度、預設航線、超視距等飛行，具備了發動機安控、測控失效、傳感器融合等故障應急處置能力。

　　通過研制U8，直升機所培養了一支無人直升機技術骨干力量，積累了研制無人直升機的豐富經驗。2005年，U8研制工作全面啟動，2009年，直升機所決定對已有的無人機平台進行全面改進，把U8打造成高性能的成熟平台，為開發后續各種平台打下扎實的基礎。

　　2009年，無人機發展進入轉折點，方永紅接擔當了無人直升機的第二任總師。在他看來，無人直升機與常規直升機一樣，研制者首先必須擁有直升機旋翼、傳動系統與發動機三大部件的核心技術﹔其次再看飛行控制和測控技術水平，即控制系統能不能像人一樣掌控直升機的飛行。以這兩個標准衡量，直升機所是目前國內屈指可數的已經具備無人直升機核心制造能力的單位。

　　內行人知道，無人直升機絕非是把飛機平台與控制系統組裝起來這麼簡單，隻有真正吃透技術原理，才能保証無人機具有較高的控制水平，否則穩定性、安全性堪憂。直升機所依托數十年研制常規直升機的技術儲備、研發經驗，在無人直升機研制方面擁有得天獨厚的優勢，因而能夠在當前我國無人機市場上一馬當先。

　　試飛精神，無人機高翔藍天的力量之源

　　比起常規直升機，無人直升機的試飛任務更為繁重。劉芳國介紹，無人機增加了一個控制系統與飛機匹配的環節，雖然是在地面遙控，但比飛行員直接駕駛要更為復雜。參加無人機研制的科研人員必須奔赴天南地北開展試飛。

　　幾經輾轉，2009年，直升機所在萬裡之遙的鄱陽縣建立了無人直升機試飛基地。在漫長的試飛過程中，雖然平台、系統和設備一次次以故障和風險考驗參試者，自然環境也時時用酷暑、風雨阻擊他們，但參試人員的工作熱情從未減弱。在試飛現場，大家密切協同、超常拼搏，逐漸突破了中速飛行、自由起飛起落、大速度飛行等關鍵技術，填補了多項國內空白。

　　南方的盛夏，試飛機場的地表溫度經常在40℃以上，參試人員為了爭搶時間，凌晨就開始進場做飛行准備，直到晚上8時才結束一天的工作。飛行的間隙，他們分析試驗數據和出現的各種問題，研究部署下一步的工作方案。

　　每次試飛都意味著風險，沉甸甸的責任壓在每個人的心頭。現任無人機研究室副主任的孫傳亮在談到參加試飛時說，作為無人機飛行操作手，每次都頂著巨大的心理壓力，心提到了嗓子眼兒，隻有當飛機平穩著陸，才感到稍許輕鬆。在試飛現場，幾位機務同志負責飛機的鉚釘、螺釘裝配以及飛機的保養等任務，他們每天對照《飛行檢查手冊》進行檢查，不放過每一個螺釘、每一根線。

　　試驗試飛過程中，參試人員經歷過挫折，但他們從不氣餒。方永紅常說的一句話就是：“有困難克服困難，沒條件創造條件，思想有多遠，我們就能飛多遠，一定要堅定地走下去。”

　　2013年5月，直升機所試飛人員遠赴內蒙古阿拉善試飛基地，開展相關科目試飛。阿拉善地區常年干旱少雨，風大沙多，日照時間長，紫外線強烈，這對常年在江南生活的參試人員是一種考驗。雖然工作艱苦，但每當無人直升機按照預設航跡自動起飛、返航、著陸，大家就會將所有的困苦拋在腦后。無人機研制和試飛工作始終受到所黨政領導的高度關注，所長邱光榮多次到試飛現場，為試飛工作提供支持﹔黨委書記趙偉華在現場高度肯定了試飛人員表現出的拼搏、奉獻和挑戰精神。

　　無人機試飛精神也已融入中航工業直升機所的企業文化，成為激勵廣大干部職工開拓進取的力量之源。

　　系列開發，新興產業即將孵化出殼

　　目前，中航工業直升機所開發的無人直升機平台基本實現了多元化，已經開發的型號平台有75公斤級、200公斤級、300公斤級、500公斤級和1噸級，形成了軍用、警用、民用等系列化產品，這些產品即將在今年9月舉辦的第二屆中國天津直升機博覽會上一展風採。

　　直升機所研制的500公斤級無人直升機的最大任務載重為100公斤，最大平飛速度每小時180千米，續航時間6小時，使用升限3500米，控制半徑150千米﹔1噸級無人直升機最大任務載荷150公斤，最大平飛速度每小時220千米，續航時間5小時，使用升限4000米，控制半徑200千米，裝載必要的設備后，可滿足各種任務需求。

　　方永紅介紹，未來數年內，直升機所將依托中航工業的豐厚資源，跟蹤國家相關政策，配合相關規劃，到2020年實現中、輕、超輕型的全系列發展目標。他表示，航空裝備的無人化、小型化和智能化是發展趨勢，因此無人直升機的前景非常廣闊。

　　邱光榮是無人直升機產業化發展的積極推手，近年來，在他的直接推動下，直升機所無人機產業發展目標日漸清晰，無人機研制力量一再充實。2005年，劉芳國隻有3名同事，到了2012年，直升機所成立了無人機部，同時擬建無人機實業公司，無人機部下屬兩個專業研究室、一個總裝廠，無人機已經與軍用直升機、民用直升機形成三足鼎立之勢。根據規劃，2014年，直升機所將開始無人直升機的公司化運作，無人機產業化發展將進一步加速。

　　無人直升機市場方興未艾，無人直升機大有作為。以農林作業為例，由於我國特殊的地貌條件使許多地方的種植面積小而分散，同樣是噴洒，固定翼飛機因為無法低速飛行、垂直起降，在這些區域隻能讓位於無人直升機。有專家預言，20年后部分軍事強國主戰飛機中，將有30%以上是無人機。根據美國蒂爾集團的一份報告顯示，今后10年全球范圍內無人機開支將翻一番。方永紅表示，隨著國內低空空域逐步開放，未來無人直升機可能與常規直升機平分秋色。

　　近年來，直升機所迎來了一批批無人直升機客戶。2013年4月，國家電網公司試點工作組來到直升機所調研，與直升機所領導和相關人員深入探討了無人機在電網公司中的應用前景。邱光榮表示，國家電網系統對無人機產品的需求將有較大的增長。他認為，直升機所的無人機發展已進入穩步提升的階段，能夠適應軍民用旺盛的市場需求。

　　近年來，直升機所為開拓市場，很多無人機產品參加了眾多大型展覽。2010年6月，U8無人直升機高調亮相第三屆中國無人機展覽會。2012年6月，在第四屆中國無人機大會暨展覽會上，直升機所展示了3款自主研發的無人直升機。展會期間，中央電視台、中國航空報社等多家媒體專門採訪了方永紅，對3款無人機產品作了報道。

　　邱光榮說，要堅定不移地發展無人直升機產業。他要求參研人員面向用戶、面向市場開展工作，不斷提高產品實用性、可靠性，降低研制成本，提高產品競爭力。

　　今年，直升機所將交付防化型、海事型無人機各1套，后續的訂貨量更大。在無人機產業發展中，直升機所將自行承擔總裝和市場營銷工作，面對新的挑戰，方永紅說，隻要核心技術掌握在我們自己手中，對未來的發展就可以充滿信心。

　　2013年初，直升機所與地方政府共建無人機產業基地，雙方投資15億元。今年，直升機所有望實現中型級別的無人機產品立項，對外合作將形成一定規模，技術攻關將取得新的成果。發展態勢預示，直升機所的無人機產業東方破曉，即將振翅高飛。