近年来,我国中大型货运无人机不断涌现,涵盖了从1吨级到10吨级的多种机型,包括固定翼和倾转旋翼等类型。这些无人机不仅由民营企业推出,也有国家队参与研制,其中不乏全球最大的无人货运飞机、全球首款吨级超级混动货运无人机和全球首款6吨级倾转旋翼飞行器等重量级产品。
自2015年起,多家企业和科研院所将传统有人驾驶飞机改装成货运无人机,使用的平台包括运-5运输机、P750飞机、ColyaerS100水上飞机等小型飞机。这些无人机无需飞行员,从而提升了运营频率,降低了运营成本,并且克服了一些老旧机型的不足之处。北航无人系统研究院工程师杨炯指出,现阶段采用技术成熟、生产量大的轻型飞机和直升机改装无人机较为务实,可以参与低空经济的工作。
近两年,国内又有多款专门研发的中大型无人机平台问世,许多无人机可以执行支线甚至干线货运任务。例如,四川腾盾科创推出的“双尾蝎D”无人机可以承载1.5吨货物,其新型双发无人运输机可以装载2吨货物;联合飞机集团推出的“镧影R6000”是全球首款6吨级倾转旋翼飞行器,载货量可达2吨;白鲸航线的10吨级W5000无人机则是全球最大的无人货运飞机,最大业载能力为5吨,航程达2600公里。
这些专用无人机平台的性能优势明显。中国航空运输协会无人机工作委员会副主任、中国信息协会通航分会副会长程泊霖指出,与改装的无人机相比,专门研发的货运无人机运营成本更低、效率更高。此外,这些专用平台无需安装与载人和手动控制相关的装置,结构更精简,载货量更大。联合飞机集团董事长兼总裁田刚印表示,自主研发专用无人机平台可以采用新技术和新构型,如“镧影R6000”倾转旋翼飞行器在平飞时快速且经济,起降时则不需要机场跑道,方便在偏远地区提供物流服务。
这些中大型货运无人机也引起了物流企业的关注。顺丰、中国邮政等企业已经试用了部分机型,而全球最大无人货运飞机W5000的总装下线仪式上更是出现了来自中通、京东、中国邮政、东航物流、南航物流等多家企业的嘉宾。
无人机涉及的技术门类繁多,对兼容性和可靠性的要求很高,因此研发中大型货运无人机更为复杂。航天飞鹏公司技术人员表示,将老式运-5B运输机改装成FH-98无人机面临不少技术难题。联合飞机集团董事长兼总裁田刚印指出,“镧影R6000”倾转旋翼飞行器的研发过程中遭遇了许多关键技术攻关难题,包括固定翼与直升机耦合特性、气动干扰问题、飞行控制问题等。白鲸航线董事长兼CEO胡震东则表示,研制大型无人机平台是一项庞大的系统工程,需要在北京、西安和上海成立研发中心,并在常州建设总装制造和测试中心。
大型无人机的智能化程度必须更高,其飞控系统需达到完全替代人甚至超越人的程度,还需具备盲降功能,可靠性要求极高。为此,系统需要有三套冗余设计。
中国的中大型货运无人机之所以能够迅速发展,主要得益于广泛的应用需求、航空产业链的进步和航空人才水平的提升。多位业内人士指出,我国蓬勃发展的电商经济拉动了快递业的发展,对航空货运的需求量日益增长,而2024年被称为“低空经济元年”。各级政府出台了一系列政策规范无人机行业的发展,并鼓励无人机应用拓展,这使得中大型货运无人机更加被看好。胡震东乐观地估计,未来大型货运无人机的需求量将会很大,预计全国将有2000架以上需求。
中国的航空产业链取得了显著进步,所需的各类部件基本实现了国产化,仅剩适宜的国产涡桨发动机尚未完成适航认证。据中国航发消息,W5000大型无人运输机所使用的正是国产的900千瓦级涡桨发动机AEP100,预计将在2025年适航取证。杨炯还提到,我国新能源汽车产业的发展带动了电池、电机等技术的进步,这些技术可以在一定程度上降低中型货运无人机的研发和生产成本。
近年来,我国研制了众多型号的民用飞机,从几吨级的小飞机到C919大飞机,这些项目培养了大量的专业化人才,为研制大型无人机提供了可能。田刚印指出,“镧影R6000”倾转旋翼飞行器的研制团队规模接近200人,涵盖了多个领域的专业人员。
从宏观上看,无人机在支线和干线物流上的运用仍在探索阶段,但许多业内人士相信,中国的中大型货运无人机还将有更大的发展。这些无人机将为低空经济的发展、物流业的降本增效等做出巨大贡献。程泊霖预测,未来20年,我国的航空产业有望以大中型无人机产业为核心发展,并成为我国的战略支柱产业,实现“翅膀上的中国”与航空强国的梦想。这些中大型无人机除了服务于长距离的干线物流外,还能拓展应用于农业遥感、公共安全、应急救援等领域。