西工大张炜教授团队研发出“天马”可垂直起降物流无人机
来源:西安新闻网 2021-04-28 21:43
4月28日记者获悉,西工大航空学院张炜教授带领的X-TEAM联合研制团队近日研发出一款名为“天马”的H型布局可垂直起降物流无人机,该机型采用混合动力驱动,具备全地形起降和大载重长航时飞行能力,最大起飞重量200公斤,最大载重60公斤,最大航时不小于9小时。“或许在不久的将来,人在家中坐,“货”从天上来的场景真的可以实现。”该研发团队一名成员说。
近年来,国内物流行业蓬勃发展。“物流无人机并不能狭义的理解为运送快递。”张炜教授解释说,这是一类以空中载运能力为核心指标牵引的飞行平台技术,适合多样化应用场景。比如有的货物需要从干线机场运送到通用机场,这时候就需要合适的运载工具,而团队所瞄准的就是“支线物流”这一环节的无人机平台技术。
如何才能生产出一款针对“物流运输行业”的高性能无人机?在确保安全飞行的前提下首先就是效益。张炜表示,团队期望用最小的能耗代价达到最大的运输能力;其次要买得起还要用得起;还需要减少运营成本,考虑无人机和整个物流系统的配合问题。要想同时达到这三个目的,其挑战性不言而喻,在张炜教授眼里,“这是一项系统工程问题,也是一项系统科学问题。”
2018年,张炜教授带着团队开始了天马系列无人机的研发。团队运用冗余控制设计技术,提高飞行安全性和系统可靠性;采用多学科优化技术进行总体设计;大量采用复合材料等轻量化结构设计技术与工艺,实现减轻结构重量、降低制造成本、延长使用寿命等经济性需求。不但如此,张炜教授团队还全面考虑了无人机装载运输分发过程,设计智能装载体系,优化装载流程,保证了无人机与物流系统的无缝对接。
“从设计思想来说,我们希望所设计的飞行器既具有前沿性,又能够贴近实际生活。”基于这样的理念,设计之初张炜教授就考虑到了不同地形对无人机的影响。与传统的多旋翼和固定翼不同,“天马”基本摆脱了对跑道的依赖。团队硕士生王六一介绍,“我们采用旋翼模式下,稳、准、快的位置和速度控制技术,实现了30s内完成起飞、过渡,或过渡、着陆整个过程,并具备起飞后马上再着陆的能力。”这也意味着无论是高楼林立的城市、地况复杂的山区还是水系发达区域,“天马”都可以轻松驾驭。
这大大拓宽了其应用空间。“比如某地突发事故或自然灾害,就可以运用物流无人机定点投递救灾物资。”团队硕士生刘玉莹告诉记者,“还可以应用在地面交通不便利的地方,特别是货量少,货源地分散的地区。”除此以外,作为一款中间机型,该机在科学研究、勘探巡检等方面都具有较大的市场潜力。
经过三年攻关,现已在总体优化设计、飞行控制、智能物流符合性等方面取得突破,掌握相关核心技术。 据了解,目前该无人机验证机已成功试飞,正在进入产品化阶段。未来,团队将逐步发展研制更大载重的“天马系列”,为物流无人机设计领域催化出新的盎然生机。
(西安报业全媒体记者 任娜 通讯员 贾愫)