“3、2、1……”隨著號令，一架黑白相間，起飛重量將近25公斤的無人機，快速轉動著黑色旋翼，緩緩向天空飛去，逐漸消失在人們的視野中。

試飛的無人機叫“天目山一號”，屬于工業(yè)級無人機，是全球首款百公里級氫動力長航程多旋翼無人機。

“天目山一號”無人機 圖源：天目山實驗室

8月26日下午，“天目山一號”無人機的首飛儀式在北京航空航天大學杭州國際校園舉行。在一個半小時的飛行演示過程中，無人機各系統(tǒng)設備工作正常、狀態(tài)良好，過程中還實時傳回清晰的地面畫面。

此次飛行，是“天目山一號”經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化，突破續(xù)航時長4小時極限值后的首次飛行。在完成預定飛行路線后，無人機順利返航，首飛圓滿成功。

全球首款百公里級氫動力長航程多旋翼無人機來了

今年全國兩會期間，低空經(jīng)濟首次被寫入政府工作報告。低空經(jīng)濟作為新質(zhì)生產(chǎn)力的重要代表，正受到越來越多的人關注。

當前，無人機行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)在于“續(xù)航能力”的突破，誰能實現(xiàn)更長的飛行時間，誰就將在新興的低空經(jīng)濟領域中占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢，引領行業(yè)的未來發(fā)展。

“現(xiàn)階段以鋰電池供電的工業(yè)無人機續(xù)航時長普遍不足1小時，飛行半徑只有幾公里，較難滿足如廣域測繪、長距離巡檢等大范圍長時間作業(yè)。”“天目山一號”總師徐偉強向記者介紹，“‘百公里則意味著無人機能夠跨越整個無人區(qū)域。”

“天目山一號”無人機 林久昀/攝

“天目山一號”是天目山實驗室“高性能機載氫動力系統(tǒng)研制及應用”團隊為解決工業(yè)無人機續(xù)航能力和耐低溫性能不足的行業(yè)痛點問題而研發(fā)的無人機。

“我們無人機的優(yōu)勢就在續(xù)航能力，最大續(xù)航可達4小時，而且具備一鍵自主起降、100公里連續(xù)作業(yè)、-40℃環(huán)境長時續(xù)航、惡劣地貌下帶載仿地飛行超2小時等能力。”徐偉強表示。

“天目山一號”的長續(xù)航，離不開它有一顆強大的“心臟”——氫燃料電池動力系統(tǒng)，該系統(tǒng)由團隊完全自主研發(fā)，其中采用的風冷燃料電池堆，能量密度最大可超過1000 Wh/kg，約為鋰電池的5-6倍，極大地提高了無人機續(xù)航能力。

“天目山一號”在測試 圖源：天目山實驗室

徐偉強表示，氫能源具有能量密度高、無振動噪聲、寬溫域等優(yōu)點，可以很好地解決油動和電動的弊端。此外，氫能源的最終產(chǎn)物只有純凈水，相比于電動或油動無人機，對環(huán)境的污染更小。

不僅如此，“天目山一號”還是全球首款集成降落傘設計的量產(chǎn)型氫動力無人機。也就是說，如若飛行過程中出現(xiàn)意外，“天目山一號”會自動彈出降落傘，以降低墜機危險，提升了無人機的安全性和可靠性。

“希望明年能飛上珠穆朗瑪峰”

此番系統(tǒng)優(yōu)化前，“天目山一號”氫動力無人機已在油氣勘探、電力巡檢、應急救援、森林防護、水利監(jiān)測等多場景進行過示范應用。

早在2015年，徐偉強便帶著團隊開始了對無人機用燃料電池技術的研究。“由于當時無人機企業(yè)對氫動力系統(tǒng)也還不夠了解，無法搭載我們的氫動力系統(tǒng)形成好的氫無人機產(chǎn)品，自己打造理想的氫動力無人機的想法，就是從那時應運而生。”

然而，通往成功的路并不是一帆風順的。

“天目山一號”無人機在測試 圖源：天目山實驗室

“在氫動力問題的整治、前端技術開發(fā)的過程中，我們也經(jīng)歷了無數(shù)次的失敗和問題，但最后我們都堅持下來。”徐偉強說道。

讓徐偉強最為深刻的是，當他們帶著“天目山一號”去內(nèi)蒙古根河測試時，面對的是零下幾度甚至更低的嚴寒天氣。在這樣惡劣的條件下，他們不得不持續(xù)工作好幾個小時，嚴寒幾乎讓每個人的手都凍得僵硬，連最基本的操作都變得異常艱難。

在-40℃環(huán)境測試 圖源：天目山實驗室

盡管手指幾乎失去了知覺，呼吸間滿是刺骨的寒意，但徐偉強和他的團隊沒有一人退縮。最終，“天目山一號”在完成極寒條件飛行測試，成為首款實現(xiàn)-40℃環(huán)境連續(xù)飛行超100分鐘的多旋翼無人機。

過去半年來，“天目山一號”已經(jīng)過重重考驗。

如在陜北開展天然氣管線泄漏巡檢的示范作業(yè)，攜帶多載荷在地勢起伏的黃土高原仿地飛行超2小時，連續(xù)巡檢50千米；在西藏林芝海拔超過4500米的高原完成高原低氧環(huán)境下的連續(xù)飛行測試，飛行狀態(tài)良好。

“天目山一號”在極端環(huán)境下的成功表現(xiàn)，也讓他們對未來充滿了信心和期待。“接下來，我們將重點去突破高原低氧含量環(huán)境，希望明年‘天目山一號’能夠飛上珠穆朗瑪峰。”

天目山實驗室的代表性創(chuàng)新成果轉化

“天目山一號”的首飛成功，拉開了天目山實驗室系列標志性成果轉化的序幕。

天目山實驗室是浙江省人民政府批準設立的航空浙江省實驗室，是浙江省“雙十”平臺中唯一聚焦航空領域的高能級平臺，也是支撐浙江省高水平建設民航強省、打造低空經(jīng)濟發(fā)展高地最重要的創(chuàng)新策源地。

圖源：天目山實驗室

作為天目山實驗室“高性能機載氫動力系統(tǒng)研制及應用”團隊的負責人，自2022年立項以來，徐偉強帶領團隊爬過無人機領域的一座又一座高山。

突破氫動力無人機系列關鍵技術研究，形成“天目山一號”氫動力長航時無人機型號；實現(xiàn)了實現(xiàn)多場景應用；參加相關強制性國標編寫，為推動綠色航空技術與低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出貢獻……

“‘天目山一號’一直是在北京航空航天大學和天目山實驗室產(chǎn)學研支持下，進行技術開發(fā)和型號研制，在這過程中，我們也在積極推進產(chǎn)業(yè)化。”徐偉強透露，在多方支持下，他們還成立了杭州天目氫鵬科技有限公司，未來團隊將會在浙江進一步推動產(chǎn)業(yè)化項目落地，共同構建產(chǎn)學研合作高效聯(lián)動機制，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，助推“低空經(jīng)濟”加速起飛。

來源: 潮新聞

內(nèi)容資源由項目單位提供