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張仲麟:中國無人運輸機,廣闊天地大有可為
最后更新: 2023-10-26 11:14:50【文/觀察者網專欄作者 張仲麟】
10月19日,一則新聞悄悄出現(xiàn):TP500無人運輸機開始量產總裝。
對于TP500無人機這個名字大家可能比較陌生,但它的來頭可一點都不小。這架2021年珠海航展上首次露面的無人運輸機是由航空工業(yè)一飛院(研發(fā)運20的單位)研發(fā)的,并于2022年6月成功首飛。
而現(xiàn)在,這架無人運輸機已經獲得了216架訂單并啟動量產,其中中通快遞是啟動用戶,下了30架訂單。不得不說,TP500無人運輸機的進展之快讓人頗為意外。
廠房內展示的TP-500無人機
TP500無人機簽約儀式
無人貨運
對于時效性要求較高的貨物運輸來說,空運是最為合適的選擇。但現(xiàn)在使用噴氣客機改裝而來的運輸機,存在著運輸成本較高的問題。一方面是貨機不論大小,都需要至少兩名飛行員執(zhí)行飛行,人員固定成本擺在那兒。另一方面是就算較小的波音737改裝而來的貨機,那也是運個十幾二十噸才算經濟,對大城市之間的干線運輸可以有這個貨運量,但對流量較小、距離較近的支線航空運輸來說就不經濟了。
而且現(xiàn)有以干線貨機為主的航空貨運對機場設施的要求較高,而許多小型機場可能不具備處理干線貨運飛機的基礎設施,如滑行道、停機坪、起降跑道長度以及貨物裝卸設備。這意味著即使有需求,干線貨機也無法在這些機場起降,導致貨物必須先被運到大型機場再進行轉運,增加了時間和成本。
而(固定翼)無人運輸機可以很大程度上解決上述諸多痛點。目前國內出現(xiàn)的無人運輸機方案多為使用活塞發(fā)動機,對起降條件要求較低且貨物裝載容量并不大,適合支線航空貨運的低流量物資運輸。而使用地面站對無人機進行控制,具備了一個地面站及機組可以同時管控多架無人機的可能,只需要在關鍵階段或者遇到告警時進行接管,其他時間只要處于一個監(jiān)視的狀態(tài)就可以。而且地面控制站操作員的培訓難度與要求低于飛行員,人員成本也更低。
這些因素綜合起來,使得無人機貨運的成本較噴氣貨機大幅下降,并且在應用上充滿了想象空間。而根據(jù)TP500的制造商壹通所言,TP500無人機系統(tǒng)的貨運成本只有常規(guī)空運的一半左右。
也因此,幾個快遞巨頭對無人運輸機充滿了興趣,除了簽約成為TP500啟動用戶的中通快遞外,順豐這個物流運輸巨頭也早就加入了無人運輸機這個賽道。而順豐拿出來的無人運輸機產品,是基于堪稱爺爺輩的運五運輸機改裝而來的無人運輸機,也即FH98。
雖說運五是個有著七十多年歷史的老飛機了,把這么個爺爺輩的飛機和最先進最時髦的無人飛行結合在一塊,多少讓人覺得有些錯亂。但運五結構簡單、起降要求低、操控簡單、成本低廉等特點,使其成為了無人運輸機試水的最佳平臺。2020年首架量產型FH98就已經交付順豐,并投入商業(yè)使用場景執(zhí)行貨運飛行。而除了FH98之外,HY100無人運輸機也是基于運五平臺研發(fā)而來,也算是國內無人運輸機研發(fā)上的不約而同。
順豐貨運的無人運輸機FH98,一眼可見的基于運五平臺。
別具匠心
雖然運五平臺有著成熟可靠、起降條件要求低等優(yōu)勢,但畢竟這是個七十多年前的老平臺了。拋開無人飛行控制部分不說,作為一架飛機其本質依然是運五B,是個使用鋼索操控、使用活塞發(fā)動機最大飛行速度160公里每小時的陳舊平臺。而且受限于運五貨艙的構型,基于運五發(fā)展而來的無人運輸機,只能選擇使用散貨艙形式進行裝貨運輸,貨物的裝卸都需要人工,無法用目前普遍使用的、效率較高的集裝箱器(ULD)進行運輸與裝卸,無法和其他自動化裝卸設備很好的進行配合。如果用汽車來類比的話,仿佛就是一輛普桑裝上了華為的智能駕駛ADS系統(tǒng),老舊的平臺多少有些浪費了這套無人飛行系統(tǒng)。
這時代的氣息啊就撲面而來了
也因此,全新正向研發(fā)的TP500無疑代表著未來發(fā)展的方向。相比基于原有機型改裝需要受到有人機的桎梏,TP500顯然不需要考慮載人這個因素,因此環(huán)境控制設備可以節(jié)約下來,也不需要考慮駕駛艙等,摒棄了對載人設施的依賴,這不僅減輕了飛機的重量,也為貨物裝載提供了更為寬敞的空間。而且如果仔細看TP500的設計細節(jié),會發(fā)現(xiàn)很多在傳統(tǒng)飛機上看不到的有趣設計。
最為典型的特征莫過于TP500那方型橫截面的機身設計。飛機在機身上通常采用圓形或者橢圓形橫截面的設計而不使用方型,一方面是因為圓形截面的機身在飛行時所產生的阻力更小,而且可以更均勻的分攤機身內外的壓力差以提供更好的結構強度。而方型截面機身則容易在邊角處產生邊界層分離增加阻力,而且在面對內外壓力差時也存在壓力分布不均勻,部分位置應力集中的問題。
那么這飛機用方型截面機身是屬于一飛院馬失前蹄砸了招牌么?并不。TP500的方型截面機身在邊角上采用了圓弧處理避免直角,減少了結構應力的產生,而且在飛行中產生的渦流和分離流也較小,降低了阻力。加上TP500無人運輸機的飛行高度低于3600米,內外壓力差不大,使得壓力分布不均勻的問題并不嚴重。
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 周子怡 
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