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让无人机通勤梦起飞

2019-07-25 10:04:58  来源:北京日报  编辑:陈晨   责编:郑思雯

让无人机通勤梦起飞

让无人机通勤梦起飞

田刚印团队研发出中国第一架电控共轴无人直升机TD220。

让无人机通勤梦起飞

消防无人机不仅解决了高层火灾“到不了、靠不上、够不着”的问题,还实现了自主航线飞行。

让无人机通勤梦起飞

田刚印和他的“无人机”核心研发团队

  许多男孩都有“飞行梦”“飞机梦”,田刚印也不例外,不同的是,他真的“飞”了起来!从鼓捣航模,到钻研飞行控制器,再到做出国际领先的电控共轴无人直升机,“80后”青年创业者田刚印一步一个脚印,走了十几年。

  如今,田刚印公司研制的无人机产品已应用于电力、农业、应急减灾等多个领域,市场需求广泛,并已走出了国门。

  “无人机更安全、更智能,就有可能进入百姓家庭,通勤和旅行都可使用。”田刚印期待着无人机给市民生活带来翻天覆地的变化。

  科技之星

  田刚印

  “80后”,北京中航智科技有限公司董事长、总经理。十几年致力于无人机先进技术的自主研发,成功研制出中国第一架电控共轴无人机,以及国际领先的无人机飞行控制系统,获得多项国内外发明专利。

  1.地下室里攒到“第一桶金”

  从小就喜欢飞机的田刚印,2001年考入北京理工大学,学习飞行器设计与工程专业。大学四年,他花时间和精力最多的地方就是航模协会。

  田刚印爱研究模型,但由于做直升机模型需要大量资金、设备和场地,他就从琢磨飞行控制器开始。

  2005年4月,离毕业仅剩3个月时,田刚印接到学校一个通知——为一家研究所的无人机设备做调试,兴奋的他一口答应。

  “当时,他们要用无人机为一台设备进行数据采集。”田刚印回忆,研究所的无人机是从国外买来的,没人会操作。

  田刚印去了,可没想到,调试设备中途出了问题,原来预计一个月就能结束的工作到了毕业时还没完成。签约田刚印的研究所打来好几次电话,希望他早点报到,他却没顾上,也因此错过了这份“稳定”的工作。

  “那会儿,我们在测试现场忙得热血沸腾,完全没想过撂挑子。”喜欢研究无人机的田刚印,立志大干一场。

  毕业后,因为那次调试经历,田刚印就留在了那家做无人机代理的公司。工作之余他继续研究自己的飞行控制器。可计划赶不上变化,两年后公司由于技术禁运,半年都发不出工资,田刚印只好选择离开。

  第一份工作的经历,给了田刚印很大的触动:没有自主的产品,命运就会被别人捏在手上。他决定:自己创业。

  2007年,田刚印拿出准备结婚的4万元,和一位大学同学注册了公司,在租住的地下室里开始创业。

  他们想要做出全新的飞行控制器,让它变得更小、更商业化、更易使用。搭载更多的无人机,飞行控制器就得使用最好的配件。有一天,田刚印和同学找到一家经销商买元器件。“你们买这个做什么?”面对这两个年轻人,经销商很好奇。“我们要做无人机的飞行控制器。”田刚印实话实说。经销商惊讶之余,很热情地给他们介绍客户,“中科院自动化所的一位研究员正在找你们要做的东西,你们也可以试一试。”

  年轻的田刚印靠着一股子钻研劲头,成功研制出了一套无人机飞行控制系统,然后他找到经销商介绍的研究员。“没想到国内也有这样好的产品,而且是出自你们年轻人的手。”一试用,研究员很是惊喜。但由于当时他的课题快要结束了,只拿得出30万元;而一般的外国同类产品,要价至少六七十万元。

  最终,这笔生意以29.7万元成交。“其实当时我们买不起外国的产品来借鉴,以为自己的系统顶多卖个四五万元,成交价远远超出我们预期了。”田刚印现在提起,还有点得意。

  靠着这套最初的飞行控制系统,在接下来的两年中,第二套、第三套控制器相继出炉。客源滚滚而来,公司又接到了高校、科研院所的多笔订单。

  田刚印的“第一桶金”,就这样在地下室里攒到了。

  2.第一架电控共轴无人机诞生

  那几年,国内无人机行业迎来爆发式发展。田刚印的创业却遇到了“瓶颈”:有一家做低端飞行控制系统的厂家,价格低廉,也能跟当时国内无人机的性能水平相匹配。面对竞争者,田刚印有两个选择:要么跟对手打价格战,要么研发自己的无人机。

  他选择了后者。“在无人机控制器领域,我们已经靠技术实现了赚钱,为什么不研发自主创新、独一无二的无人机呢?”2009年底,田刚印开始动手。

  做无人机整机比控制器难多了。“一要绕开现有的专利,二是技术要可靠,三是资金要跟上。”田刚印细数几大困难。

  首先要解决专利和技术的问题。当时国内的民用无人机以进口、仿制为主,研制之前,田刚印和团队成员把国际上所有样式的无人机都研究了一遍,光是打印出来的专利资料,就装了满满三个大纸箱。

  研究完他们发现,国外把该申请的专利都申请了,想绕开的可能性微乎其微。“传统的无人机几乎都是一个旋翼加一个尾桨,我们只能另辟蹊径。”田刚印介绍,当时俄罗斯在共轴双旋翼方面技术领先,但那种技术也有缺点,因为共轴靠的是纯机械。

  “能不能不用这些零件,而是把我们电子飞控器的优势利用上?”灵感一触即发。技术团队决定,把机械的东西用电子方式代替,做没有尾翼、一个轴上装两个旋翼的共轴无人机,这样减少了零件数量,也避免了专利碰撞。最重要的是,零件少了一半多,可靠性也因此提高了一倍。

  一个框架两个油箱,一个飞行控制系统加一个传动和操作系统,盖上外壳,差不多就成了。造飞机,通俗点说就这么简单,可真的动起手来,困难重重。“比如,我们买了加工零件组装起来,测试时却没达到预想的结果。”田刚印说,他们找供应商问原因,也没人能解答,只有靠自己一遍遍测试,调整参数。田刚印大概算了算,他们对方案前前后后进行了近2000次修改。用他的话来说,“搞飞机的不可能不摔机,摔得越多发现的问题也就越多。”

  更关键的是,造飞机还是个“烧钱”的行当。无人直升机价值超过1000万元,摔下来,这些钱就没了。2009年至2012年3年间,田刚印基本停了所有的产品销售,专心做研发。公司一度穷到不行,账面资金所剩无几。

  新加坡主权基金淡马锡看到了田刚印公司研发的无人机样机,提出以7亿新币参股40%,并承诺拿出1.7亿现金奖励创始团队,但条件是公司CEO必须得到他们的认可,公司也必须搬到新加坡。

  虽然急需经费,但考虑到无人机是国家航空工业实现弯道超车的一个重要环节,田刚印拒绝了,“核心技术必须留在中国。”穷则思变,他到处找投资。最终,他们收到了来自民营企业和相关部门的5000万元资助,钱快“烧”光时,飞机成熟了。

  2012年底,中国第一架电控共轴无人直升机TD220从研制阶段过渡到投入生产阶段。这架身长1.5米,重290公斤的无人直升机,有两个共轴的螺旋桨,没有尾翼。它占地小、零件少,在狭小空间起降有优势,抗风性能好,能实现自主起飞、自主降落、自主航线飞行。要知道,当时市场上同等重量的无人机身长都在5米以上,这一体型较同类产品缩小了一半多。

  3.获国内外多项发明专利

  以TD220无人机为基础,2012年底,田刚印和创业团队在北京经济技术开发区注册成立北京中航智科技有限公司(以下简称“中航智”)。

  第二年年初,TD220实现首飞。田刚印开始惦记为新产品寻找市场的现实问题。

  他最初的构想是瞄准农业领域,进行市场拓展。在他看来,中国有两千多个县,如果每个县买两架,用做农药喷洒和播种,就是5000多架,有上百亿元的市场规模,这是保守估计。

  在2013年举行的北京科博会上,TD220得到了相关部门的关注。几个月之后,田刚印和团队带着产品前往西部某城市进行飞行演示。紧接着,从2014年到2015年,为了确保参加相关部门的竞标成功,中航智回绝了其他订单,专心改进无人机。终于,在那次竞标中,TD220脱颖而出。

  好消息接连传来。中航智的成名机型TD220,名气更在于以“电控共轴”为核心的整机研制方案。2015年,研制方案中的关键技术获得国家发明专利,并在美国、加拿大等发达国家获得多项专利,填补了国内相关领域空白,并在国际享有领先地位。

  名声在外,加上之前的技术积累,中航智由此走上快速发展之路。

  与此同时,中航智研发的无人机也在不断更新换代。2018年,T333真机首次公开亮相。这架无人直升机旋翼直径10.2米,机身5.4米,宽3.3米,高3.3米,最大起飞重量3吨,最大载荷1吨,在200公斤载重的情况下续航时间达到了惊人的20个小时。最特别的是,T333无人机首次将无轴承式四代桨应用在共轴双旋翼无人直升机上,大幅减少了机械零部件,提高了可靠性和寿命。

  “打个比方吧,这款无人机可用于石油钻井平台及偏远地区的货物运输,3吨无人机运输成本仅是3吨卡车的87%。”田刚印介绍。

  “这个世界没有谁比谁更聪明,只有谁比谁更勤奋。”这是田刚印一直对团队反复强调的一句话。

  4.为无人机走入千家万户奋斗

  田刚印在许多公开场合提到,当他们开始做无人机的时候,有200多家同行陪伴,如今坚持下来的寥寥无几。“但我们依然在战场上,不知道什么时候,一颗炮弹就会砸下来。”这位“80后”非常有危机意识,“我们只有一直向前,并且做好随时‘牺牲’的准备。”

  如今,中航智已经和百余家公司建立合作关系,同时还盯着其他几个市场,例如农业、消防、电力、海关等领域。

  “比如高层建筑的灭火,我们可以用无人机带着消防员去灭高层的明火。电力领域的巡线和放线,作业过程也能实现无人化。”田刚印介绍,比起人工和普通机械,无人机效率更高。他们可以根据客户的不同需求,在无人机上搭载不同的监测处理设备来实现不同功能。执行任务的全过程只需在电脑上设定好程序,无人机就能自己完成起飞、执行任务和返航。

  从300公斤级到1.5吨级,再到3吨级,6年间中航智研发的无人机实现了质的飞越。如今,公司正着手30吨级重型无人直升机的研制工作,还参与了国家“863项目”和国家电网及海关等领域的重点项目。

  田刚印的目标,就是把人能干的事尽可能用无人机代替,并不断提高机器的“智商”。

  “首先,无人机肯定要保证安全,我们会一直用有人机的标准去设计无人机。另外,前些年我们一直注重的是产品的技术,今后会把重心放在满足客户的需求和降低产品的成本上。”田刚印透露,他们正在做一款无人机,其时速大约为500公里,能飞两个半小时,能垂直起降,地面行驶速度在20公里/小时。而且,无人机折叠后仅宽1.8米,长5.04米,还没有一辆奥迪A6车大。

  “我们正在争取把发动机、材料的成本降低。如果整机控制在百万元以内,许多经济条件宽裕的家庭就买得起。”田刚印期待着,曾经令大家觉得“高大上”的无人机有一天能真正进入千家万户,“人们上下班或者短距离旅行时,只要坐上无人机,告诉它去哪里,它就飞到哪里,而且不用担心安全问题。”(记者 任珊)

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