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在2022年第十四屆中國航展上，各型國產無人直升機大放光彩，共軸雙旋翼、單旋翼帶尾槳、縱列式雙旋、交叉雙旋翼等機型齊齊亮相，從海上到高原無所不至，從物流運輸?shù)綉本仍疅o所不能。但人們很難想象到，10年前的國產無人直升機，還很令業(yè)內失望。我國自主研發(fā)的無人直升機從萌芽到繁盛，甚至逐步躍升為世界領先水平，主要是在從2012年到2022年的這短短十年。

一、艱難的涅槃

從原理上看，直升機的機械結構就非常復雜，對精度、可靠性的要求都非常高；讓它們實現(xiàn)自動駕駛也最難，因為直升機的操控原理也復雜，而且傳感器的工作環(huán)境惡劣。所以，在本世紀初，國內要使用無人直升機主要依靠進口，所謂的“國產無人直升機系統(tǒng)”也基本是在進口的飛行平臺上搞系統(tǒng)集成，這也是非常容易理解的事情。

(資料圖)

當時，國內曾有企業(yè)進口日本雅馬哈的RMAXL181型無人直升機，這本是一款用來噴灑農藥的植保無人機，在國內卻被當成了寶貝，用來執(zhí)行航拍等任務。而2006年后，連這款農機也買不到了，日本政府無端阻攔中國再次進口該機型，即著名的“中日無人機風波”。此后，美國的AF25B無人直升機在國內走紅，那是極少數(shù)西方不禁運的工業(yè)級無人直升機，但該機的產量并不高，而且載荷只有不到10公斤，用戶滿意度并不算高。

而同期的國產無人直升機平臺更不令人滿意，它們主要也是仿制日本的雅馬哈RMAX和美國的AF25B等國外機型，性能毫無優(yōu)勢，在穩(wěn)定性、可靠性上還非常不成熟，有的機型試飛時甚至找不到敢飛的“飛手”（無人機駕駛員）。

但是，在電力、科研、森林防火等諸多領域，基層一線確實需要無人直升機。因為它們續(xù)航相對長、載荷大、可以垂直起降，關鍵時刻可以替人去執(zhí)行更多危險任務。例如在波及輸電線路的自然災害中，大載荷的無人直升機不但能空中巡線，還可以用于掛線，在層巒疊嶂的山區(qū)搭建電力橋梁；每年初春，黃河都面臨凌汛期，用無人直升機空投炸藥爆破浮冰也是可行的應對方案之一；2013年黃大年教授主持的航空物探項目，還成功將無人直升機引入地質勘探領域，這可避免傳統(tǒng)有人直升機探測面臨的成本高、事故風險大等問題。

幸好，在那個業(yè)界普遍悲觀的時候，中國也還有中航工業(yè)直升機所、中航智等少數(shù)幾家院所/企業(yè)在嘗試自研大載重的無人直升機。2012年12月，在北京東部的一片荒地上，北京中航智研制的、中國首臺電控共軸無人直升機TD220的首次試飛。這不僅僅是中國首臺電控共軸雙旋翼無人直升機，更是中國第一批自主研發(fā)的最大起飛重量超過250kg的無人直升機。

二、為國執(zhí)劍

無人直升機不僅可用于民用，也可用于國防。它們在軍事方面的作用相當于“游擊隊”，憑借垂直起降、空中懸停、著陸場小等優(yōu)勢，部署上非常靈活，可執(zhí)行包括偵察、監(jiān)視、目標截獲、誘餌、攻擊、通信中繼等各種非殺傷性和殺傷性任務。與有人直升機相比，無人直升機體積小、造價低、能夠有效避免人員傷亡，吸引了海陸空各部隊的關注。

2013年，TD220在無人裝備作戰(zhàn)效能匯報演示中取得了“首發(fā)命中、三發(fā)三中”的傲人成績，開啟了我國無人直升機在精確制導方面應用的先河，也為無人直升機的軍事化應用埋下了伏筆。隨著技術的日漸成熟與需求日益增長，2015-2018年間，中國軍用無人直升機迎來了第一波發(fā)展期，多款察打機型相繼問世。中航工業(yè)的AV500無人直升機在軍演中表現(xiàn)搶眼，被評價為性能與美國著名的“火力偵察兵”無人直升機相當；中國兵器工業(yè)的CR500無人偵察機鋒芒盡顯，每架機身攜帶8枚反坦克導彈，配合巷戰(zhàn)令敵人防不勝防。與此同時，艦載無人直升機、4噸級無人直升機的研發(fā)都開始提上日程。

在眾多央企競逐時，中國第一架無人直升機型號定型任務花落一家民營企業(yè)——憑借載荷大、升限高、抗風能力強等優(yōu)勢，TD220 在軍方的公開競標中脫穎而出，于2015年成為中國第一款無人直升機型號列裝。中航智也成為第一個民營性質的飛行器總體總師單位，承擔了中國第一款無人直升機型號研發(fā)、設計和生產任務。

現(xiàn)在，中國無人直升機型號的從無到有，中國無人機軍備的多樣性和豐富性拉升到了與歐美比肩平的水平。它們讓戰(zhàn)士們如虎添翼，特別是大量無人直升機被用于巡邏邊境，這提升了巡邏效率，減少邊防戰(zhàn)士的辛勞和傷亡，更高效的維本國領土主權。

三、百舸爭流與新的方向

2019年，中國無人機行業(yè)迎來了爆發(fā)式的增長。咨詢公司蒂爾集團發(fā)布的《全球軍用無人機市場規(guī)模預測》指出，2019年全球軍用無人機市場規(guī)模為92.53億美元，2021年已經達到111.6億美元。Frost&Sullivan發(fā)布的報告顯示，全球民用無人機試產規(guī)模2019年已達到600億人民幣，并首次在2020年突破千億。

這時，地質勘探、農林、消防、物流、氣象監(jiān)測等更多的行業(yè)也意識到了無人直升機的用武之地，也對無人機的載荷、續(xù)航時間等性能提出了更高的要求。在需求牽引下，短短數(shù)年時間里，市場上涌現(xiàn)出了二十多家成規(guī)模、成熟化的無人直升機企業(yè)，呈現(xiàn)出千帆競技、百舸爭流之勢。

除了從0到1全新開發(fā)的機型之外，基于成熟的有人直升機平臺進行無人化改造，也成為一種成熟的方式。例如，2018年，聯(lián)合飛機利用電傳飛控技術、多余度飛行控制與導航一體化系統(tǒng)、電傳作動器、智能供配電管理等技術，完成了對某型直升機的無人化改造，成為第一批吃螃蟹的人。而該無人直升機在2022年為神舟十三號、神舟十四號的往返護航中發(fā)揮了重要作用，進一步驗證了有人直升機改型無人機的穩(wěn)定性、適應性以及廣闊應用空間。

利用有人機改型成為無人機，能夠發(fā)揮已有飛行平臺成熟、穩(wěn)定的優(yōu)勢，有效降低中大型無人機研制成本，快速形成大載荷、譜系化、多用途無人機裝備產品，降低高風險戰(zhàn)場環(huán)境中人員傷亡風險。同時，因為不再需要飛行員，這也進一步提升了有效載荷，并降低了人員成本。而且，因為沒有人員傷亡風險，可以讓相對老舊的航空器繼續(xù)飛行，等于延長了壽命。據(jù)統(tǒng)計，把一架有人直升機改造為無人機，能為直升機延長3至5年的使用壽命。另外，假如每年能夠將1000架不同級別的有人直升機改為無人直升機，僅從培訓費用角度，就可節(jié)省費用大約20億元。

四、這只是個開始

我國無人機研究起步相對較晚，始于20世紀50年代后期，但經歷數(shù)十年探索，中國無人機載重從小發(fā)展到大，呈現(xiàn)出可靠性逐步提升、價格逐步降低等趨勢，三大主流構型無人機都得到了不同程度的巨大發(fā)展。

消費級多旋翼無人機領域，大疆一騎絕塵，基本占市場份額的70%，全球領先地位難以撼動；固定翼無人機是我國起步最早的構型，在中航成飛、航天彩虹(002389)、騰盾、航天九院、西工大和航天三院等企業(yè)和院所的努力下，如今也已取得相當?shù)某删停粺o人直升機起步雖晚，在中航智、中航工業(yè)等的堅持下，發(fā)展速度也已經直追歐美，達到世界一流水平。

國內各類無人機百花齊放，也助力了諸多行業(yè)的產業(yè)升級，它們在物流運輸、通信中繼、電網巡檢等領域，無人機發(fā)揮出了越來越重大的作用。而隨著技術的發(fā)展與一線的摸索，還有更多的用法被發(fā)明。中航工業(yè)去年11月發(fā)布的《通用航空產業(yè)發(fā)展白皮書(2022》顯示，2021年全球民用無人機市場規(guī)模超過1600億元，同比增長61.6%，其中工業(yè)級無人機占60%左右。隨著下游應用領域的不斷擴大，未來將繼續(xù)保持增長，預計2025年將達到5000億元。

而無人直升機憑借自身的優(yōu)勢，也有很多新的用武之地。例如在森林消防領域，無人直升機起降方便，而且載荷大、航程遠，可以用滅火彈將山火消滅在萌芽狀態(tài)；在高原物流領域，面對空氣稀薄、機場等基礎設施不足等情況，無人直升機非常適合用于哨所的物資投送和保障邊防補給，在2022年的珠海航展上首發(fā)亮相的TD550高原型無人直升機擁有6500米的最高升限，就激發(fā)了業(yè)內的更多想象；在軍事運用上，無人機已經徹底改變了武裝沖突的方式方法，無人直升機憑借載荷大、起降靈活等優(yōu)勢，在戰(zhàn)爭中則主要承擔著后勤運輸、察打一體等職能。

當然，無人直升機未來如果要在更多領域廣泛應用，還需要朝著安全性高、操作簡單、降低成本的方向不斷發(fā)展，在載荷、續(xù)航時間等性能上不斷迭代升級，以滿足更多行業(yè)需求。而在軍用領域，未來軍用無人機將從單一用途向多用途集成方向發(fā)展，以充分發(fā)揮其應有的戰(zhàn)斗力，并具備高度智能化水平，自主判斷對戰(zhàn)場變數(shù)的應急策略，包括自主飛行、任務智能規(guī)劃、智能武器等。此外，未來軍用無人直升機還會向著大載重、高速、高空、長航時進一步發(fā)展，擴大作戰(zhàn)半徑，提升效率，從而進一步發(fā)揮軍用無人機系統(tǒng)戰(zhàn)場偵察、監(jiān)視和攻擊作用。

全新的直升機構型，也要得到重視。2022年12月，由貝爾公司研制的V-280“勇敢”傾轉旋翼機擊敗取代黑鷹直升機，贏得美國陸軍“未來遠程突擊機”項目合同。傾轉旋翼無人機結合了固定翼飛機與無人直升機的優(yōu)勢，兼具航程遠、載荷大等特點，能夠實現(xiàn)長途運輸，兼顧載人與載物，被譽為代表著未來的飛行器，國內也有多家企業(yè)也已經啟動了傾轉旋翼無人機的研制。

技術發(fā)展日新月異，產品迭代目不暇接。過去十年里，無人直升機取得的成績有目共睹，續(xù)航水平大幅提高，智能化水平前所未有，應用場景廣布各行各業(yè)，為傳統(tǒng)產業(yè)進行現(xiàn)代化賦能。下一個十年里，它又將帶來什么樣的驚喜，讓我們拭目以待。（作者：周與，為無人機行業(yè)業(yè)內人士）