中航智立志成為中國(guó)無(wú)人直升機(jī)技術(shù)的引領(lǐng)者
——專(zhuān)訪北京中航智科技有限公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理田剛印

劉英姿 顏思銘

田剛印，中航智董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理。畢業(yè)于北京理工大學(xué)飛行器設(shè)計(jì)與工程專(zhuān)業(yè)，北理工自動(dòng)控制專(zhuān)業(yè)博士在讀。2002年在校期間，潛心研究無(wú)人直升機(jī)飛控、微電子技術(shù)，創(chuàng)立了拓云海工作組,成功研制出國(guó)際領(lǐng)先的無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛儀。2006年創(chuàng)立拓云海智能設(shè)備技術(shù)有限公司并繼續(xù)工程化 HeliAP 自動(dòng)駕駛儀。2012年創(chuàng)立北京中航智科技有限公司, 2014年先后主持 TA、TC、TD220、T333等系列無(wú)人機(jī)的研制工作?，F(xiàn)任中央軍委裝備發(fā)展部無(wú)人機(jī)專(zhuān)家、中央軍委科技委無(wú)人機(jī)專(zhuān)家、中國(guó)人民解放軍陸軍裝備部無(wú)人機(jī)專(zhuān)家、北京理工大學(xué)無(wú)人飛行器自主控制研究所所長(zhǎng)、南京航空航天大學(xué)無(wú)人飛行器研究所所長(zhǎng)、全國(guó)工商聯(lián)科技裝備業(yè)商會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、北京工商聯(lián)/商會(huì)副會(huì)長(zhǎng)。

北京中航智科技有限公司（下稱(chēng)“中航智”），是一家非比尋常的專(zhuān)注無(wú)人智能裝備系統(tǒng)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及通航服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，總部位于北京亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。中航智在無(wú)人直升機(jī)研發(fā)領(lǐng)域獨(dú)樹(shù)一幟，其無(wú)人直升機(jī)系統(tǒng)的多項(xiàng)核心技術(shù)已獲得20多項(xiàng)國(guó)際技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利，是我國(guó)民營(yíng)性質(zhì)的某無(wú)人機(jī)型號(hào)總體總師單位。

無(wú)人直升機(jī)技術(shù)的難度系數(shù)之高常使初創(chuàng)企業(yè)望而卻步，創(chuàng)業(yè)者通常需要正確衡量自身技術(shù)實(shí)力和外部競(jìng)爭(zhēng)因素，才會(huì)決定是否研發(fā)無(wú)人直升機(jī)，依靠哪些核心技術(shù)研發(fā)無(wú)人直升機(jī)。2012年是田剛印團(tuán)隊(duì)重大轉(zhuǎn)折的一年，基于前十年的研發(fā)基礎(chǔ)，研制成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、核心技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的電控共軸無(wú)人直升機(jī)。此時(shí)，田剛印敏銳洞察到無(wú)人直升機(jī)潛在的巨大市場(chǎng)，誰(shuí)占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)、誰(shuí)將獲得競(jìng)相逐鹿的重要市場(chǎng)。這一年，田剛印創(chuàng)立了北京中航智科技有限公司，走上了無(wú)人直升機(jī)整機(jī)研發(fā)、制造及服務(wù)的產(chǎn)業(yè)化之路。

在田剛印的帶領(lǐng)下，中航智團(tuán)隊(duì)對(duì)成功的追求、高效的研發(fā)能力、勇于創(chuàng)新的拼搏精神非常令人欽佩。如今，中航智憑借多年積累的無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)實(shí)力，歷經(jīng)五年的創(chuàng)新與探索，掌握了無(wú)人直升機(jī)的多項(xiàng)自主創(chuàng)新技術(shù)，尤其是飛行控制系統(tǒng)的算法、無(wú)人直升機(jī)旋翼技術(shù)兩項(xiàng)核心技術(shù)，并成功研制出多種型號(hào)無(wú)人直升機(jī)，贏得了超過(guò)預(yù)期的市場(chǎng)良好反饋和回報(bào)。最值得關(guān)注的是，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中航智無(wú)人直升機(jī)技術(shù)正在趕超世界先進(jìn)水平，并向起飛重量15000kg的無(wú)人直升機(jī)技術(shù)發(fā)起了挑戰(zhàn)。

截至2016年，中航智銷(xiāo)售額已達(dá)5億元人民幣，每年凈利潤(rùn)實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)。據(jù)多家投資機(jī)構(gòu)評(píng)估，其市場(chǎng)估值已突破150億元人民幣。2020年，預(yù)計(jì)年銷(xiāo)售收入可達(dá)30億元人民幣。

主力機(jī)型TD220共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)。

這五年，中航智在中國(guó)無(wú)人直升機(jī)領(lǐng)域取得了驕人的業(yè)績(jī)：參與了“863”航空地球物理勘察技術(shù)與裝備項(xiàng)目，開(kāi)創(chuàng)了無(wú)人直升機(jī)在地質(zhì)勘探領(lǐng)域應(yīng)用的先河；在電力行業(yè)，中航智無(wú)人直升機(jī)率先應(yīng)用于國(guó)家電網(wǎng)浙江省電力公司的高壓輸電線(xiàn)路精細(xì)化巡檢，獲得用戶(hù)好評(píng)；系列無(wú)人直升機(jī)多手段監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在海洋維權(quán)執(zhí)法中的應(yīng)用研究，獲得國(guó)家海洋局立項(xiàng)。TD220無(wú)人直升機(jī)作為海上平臺(tái)，加快了無(wú)人直升機(jī)在海洋維權(quán)應(yīng)用的研究；2015年末，成功中標(biāo)海關(guān)總署無(wú)人機(jī)項(xiàng)目，中國(guó)海關(guān)利用中航智無(wú)人直升機(jī)成功執(zhí)行孔道巡查、緝私等重要任務(wù)。

在中國(guó)無(wú)人直升機(jī)發(fā)展史上，中航智已經(jīng)踏上奮斗的足跡，產(chǎn)品涵蓋起飛重量300kg、3000kg、15000kg的無(wú)人直升機(jī)，固定翼無(wú)人機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)系列產(chǎn)品。

中航智市場(chǎng)估值。

中航智自主研發(fā)的飛控及電控共軸系統(tǒng)。

技術(shù)與專(zhuān)利

中航智擁有四項(xiàng)無(wú)人直升機(jī)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，即飛行控制技術(shù)、整機(jī)總體設(shè)計(jì)技術(shù)、旋翼技術(shù)和多余度航電及控制技術(shù)。其中，總體設(shè)計(jì)架構(gòu)的操縱及傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全自主設(shè)計(jì)并獲得專(zhuān)利。

HeliAP自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)

總經(jīng)理田剛印一直深入研究無(wú)人直升機(jī)飛控算法，精通飛控技術(shù)。HeliAP是中航智自主研發(fā)、目前國(guó)際領(lǐng)先的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了高可靠多余度航電系統(tǒng)、國(guó)際領(lǐng)先的自適應(yīng)H∞控制算法及分步PEM辨識(shí)算法，在保證精確控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)全程自主飛行。同時(shí)，能夠在人工遙控和自主飛行之間自由切換。中航智擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件代碼，可針對(duì)不同的飛行場(chǎng)景，進(jìn)行代碼編程。

先進(jìn)的旋翼技術(shù)

田剛印在采訪中介紹，中航智無(wú)人直升機(jī)的兩項(xiàng)核心技術(shù)分別是飛控系統(tǒng)的軟件代碼和旋翼技術(shù)。中航智沒(méi)有前三代旋翼研發(fā)的技術(shù)背景，直接創(chuàng)新并超前研發(fā)了第四代旋翼。為提高旋翼升力，中航智選用先進(jìn)的國(guó)外翼型，操縱系統(tǒng)采用無(wú)軸承旋翼，解決了旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)。同時(shí)，一直努力優(yōu)化翼尖氣動(dòng)及設(shè)計(jì)，降低噪音。最近的試飛測(cè)試結(jié)果表明，降噪效果良好。中航智旋翼技術(shù)的先進(jìn)性已通過(guò)專(zhuān)家嚴(yán)格評(píng)審。由于無(wú)人直升機(jī)旋翼的技術(shù)含量非常高，只能依靠自主研發(fā)并生產(chǎn)。為此，中航智在合肥投資了一億多元人民幣，建立了復(fù)合材料旋翼生產(chǎn)車(chē)間。

TD220無(wú)人直升機(jī)正在進(jìn)行輸電線(xiàn)路巡檢。

創(chuàng)新的電控共軸技術(shù)

中航智無(wú)人直升機(jī)均采用電控共軸式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品性能從理論到工程得以全面提升，隨著飛行狀態(tài)可調(diào)整槳葉之間的距離。通常，共軸結(jié)構(gòu)存在兩方面技術(shù)瓶頸：

（1） 機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩片旋翼需同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；

（2） 氣動(dòng)復(fù)雜，兩片旋翼之間會(huì)產(chǎn)生干擾，當(dāng)無(wú)人直升機(jī)做高機(jī)動(dòng)飛行時(shí)，兩片旋翼容易碰撞、互相打擊。

雖然無(wú)人直升機(jī)的共軸結(jié)構(gòu)存在明顯的技術(shù)瓶頸，但卻擁有獨(dú)天得厚的優(yōu)點(diǎn)，比如機(jī)身尺寸小、沒(méi)有尾翼，是正常機(jī)身尺寸的1/2或1/3,操縱系統(tǒng)重量可減輕50-70%，無(wú)尾槳結(jié)構(gòu)可減少10-15%的功率損耗，增加10-15%任務(wù)載荷重量。在共軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加尾推，可增快無(wú)人直升機(jī)的飛行速度。

中航智的研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了共軸結(jié)構(gòu)的多項(xiàng)技術(shù)瓶頸，采用電控共軸技術(shù)解決了機(jī)械復(fù)雜性。中航智的技術(shù)人員僅以一個(gè)非常簡(jiǎn)單、低成本的技術(shù)措施，一下就解決了技術(shù)難題，即以幾個(gè)電機(jī)代替了眾多的機(jī)械零件，使零件數(shù)量與單旋翼的零件數(shù)量相當(dāng)。在研發(fā)過(guò)程中，技術(shù)人員以豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)解決了氣動(dòng)復(fù)雜性，并沒(méi)有增加制造成本。

全自主研發(fā)無(wú)人直升機(jī)

中航智的創(chuàng)業(yè)過(guò)程中，總經(jīng)理田剛印一直強(qiáng)調(diào)要完全擺脫照抄、仿制的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，以自主創(chuàng)新的進(jìn)取理念發(fā)展公司無(wú)人機(jī)型號(hào)。在自主研發(fā)理念的支撐下，中航智的飛行控制技術(shù)、整機(jī)總體設(shè)計(jì)技術(shù)、旋翼技術(shù)和多余度航電及控制技術(shù)取得了重大突破。中航智已自主研制成功TD220、TD333共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)，這兩種無(wú)人直升機(jī)新穎的外形設(shè)計(jì)，出類(lèi)拔萃的產(chǎn)品性能和質(zhì)量贏得了客戶(hù)的認(rèn)可。

為實(shí)現(xiàn)全自主研發(fā)無(wú)人直升機(jī)，中航智采用了與國(guó)外現(xiàn)有技術(shù)截然不同的創(chuàng)新技術(shù)方案。在研發(fā)過(guò)程中，田剛印及其團(tuán)隊(duì)查閱了大量技術(shù)資料，反復(fù)論證產(chǎn)品技術(shù)可行性。在舉步維艱的產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，田剛印也想過(guò)直接購(gòu)買(mǎi)歐洲直升機(jī)公司的專(zhuān)利，但是，上億美元昂貴報(bào)價(jià)的國(guó)外專(zhuān)利讓田剛印徹底打消了購(gòu)買(mǎi)的念頭。于是，田剛印下定決心，一定要開(kāi)辟自主研發(fā)產(chǎn)品的道路。在成功的背后，田剛印與他的技術(shù)團(tuán)隊(duì)不知道付出了多少艱苦的努力。2015年，中航智獲得多項(xiàng)國(guó)際技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利和軟著權(quán)，取得的科技成果為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

采用先進(jìn)電控共軸設(shè)計(jì)的TD220無(wú)人直升機(jī)。

主力機(jī)型

TD220是中航智研發(fā)的第一架電控共軸無(wú)人直升機(jī)。具有長(zhǎng)航時(shí)、大載荷、全自主、高精度懸停、模塊化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊等技術(shù)特點(diǎn)。目前可應(yīng)用于電力巡檢、農(nóng)業(yè)植保、海關(guān)緝私、公安維穩(wěn)、應(yīng)急減災(zāi)、海監(jiān)海事、地質(zhì)勘探、地形測(cè)繪、科學(xué)研究和影視拍攝等領(lǐng)域。在執(zhí)行通信中繼任務(wù)時(shí)，TD220可搭載50kg載荷，成為高空基站，供1000部手機(jī)通信，尤其適用于山區(qū)手機(jī)信號(hào)受到阻礙時(shí)的通信。軍用方面，可取代特種兵執(zhí)行偵察任務(wù)、激光照射、火力校射，TD220無(wú)人機(jī)已在摩洛哥完成火力校射試驗(yàn)，獲產(chǎn)品出口許可。2015年TD220無(wú)人直升機(jī)曾在迪拜阿布扎比航展亮相。

起飛重量3000kg的T333無(wú)人直升機(jī)。

TD220無(wú)人直升機(jī)技術(shù)規(guī)格

T333是中航智研發(fā)的起飛重量3000kg的無(wú)人直升機(jī)。采用自主研發(fā)的多余度航電系統(tǒng)，輕質(zhì)模塊化設(shè)計(jì)，具有故障檢測(cè)與健康診斷功能；采用無(wú)軸承復(fù)合材料旋翼，后三點(diǎn)可收放輪式起落架，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)大幅減少了機(jī)械零部件數(shù)量，提升了動(dòng)力效率，保證了系統(tǒng)可靠性并延長(zhǎng)了使用壽命。該款飛行平臺(tái)有兩種型號(hào)，一種是無(wú)人直升機(jī)，裝配活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，另一種是有人駕駛直升機(jī)，動(dòng)力系統(tǒng)采用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。

T333無(wú)人直升機(jī)技術(shù)規(guī)格

產(chǎn)品規(guī)劃

據(jù)總經(jīng)理田剛印介紹，在短距離貨物運(yùn)輸方向，與固定翼無(wú)人機(jī)相比，無(wú)人直升機(jī)具備良好的垂直起降能力，無(wú)需建造機(jī)場(chǎng)，僅需改造樓頂為無(wú)人直升機(jī)提供起降場(chǎng)地，使用成本更低，未來(lái)將為用戶(hù)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。公司從2009年決定研發(fā)無(wú)人直升機(jī)到2010年項(xiàng)目立項(xiàng)，已規(guī)劃無(wú)人直升機(jī)系列化發(fā)展戰(zhàn)略，即研發(fā)起飛重量300kg、3000kg、15000kg、30000kg的無(wú)人直升機(jī)。目前起飛重量為3000kg的T333無(wú)人直升機(jī)已研制成功。

中航智在研的無(wú)人直升機(jī)。

中航智在研的起飛重量15000kg無(wú)人直升機(jī)，是一種續(xù)航時(shí)間5h，任務(wù)載荷重量5000kg，可選擇駕駛方式的無(wú)人飛行平臺(tái)。如果15000kg無(wú)人直升機(jī)研制成功，將是國(guó)內(nèi)大型無(wú)人直升機(jī)技術(shù)的又一次重大創(chuàng)新突破，也是一種性?xún)r(jià)比更高的無(wú)人直升機(jī)。

除了現(xiàn)有無(wú)人直升機(jī)型號(hào)的研發(fā)，中航智已啟動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作。在研的三款發(fā)動(dòng)機(jī)功率分別是75kW、120kW、280kW。其中，280kW發(fā)動(dòng)機(jī)主要裝配起飛重量3000kg無(wú)人直升機(jī)，120kW發(fā)動(dòng)機(jī)已批量生產(chǎn)并裝配起飛重量300kg無(wú)人直升機(jī)。

市場(chǎng)前景

令人振奮的是，中航智今年已拿到2000多架起飛重量300kg的無(wú)人直升機(jī)訂單。據(jù)總經(jīng)理田剛印透露，在國(guó)內(nèi)民用市場(chǎng)，起飛重量3000kg的無(wú)人直升機(jī)，市場(chǎng)每年需求約100架，十年預(yù)計(jì)累計(jì)銷(xiāo)售1000架。海外市場(chǎng)對(duì)無(wú)人直升機(jī)需求也相當(dāng)旺盛，中航智已取得出口許可，雖然目前尚未推廣產(chǎn)品，但國(guó)外已有眾多意向客戶(hù)。

產(chǎn)業(yè)布局

中航智擁有三個(gè)無(wú)人直升機(jī)總裝生產(chǎn)線(xiàn)，分別位于北京、深圳、合肥。北京亦莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的生產(chǎn)基地占地35000m2，可年產(chǎn)300-500架無(wú)人機(jī)；深圳龍崗區(qū)阿波羅產(chǎn)業(yè)園的生產(chǎn)基地，每年可生產(chǎn)約200架無(wú)人直升機(jī)；合肥生產(chǎn)基地正在籌建，未來(lái)主要為培訓(xùn)、維修、售后提供場(chǎng)地，同時(shí)也是旋翼制造基地。

中航智公司產(chǎn)業(yè)布局。

為加快發(fā)展海上無(wú)人飛行平臺(tái)，中航智已與中船重工集團(tuán)公司開(kāi)展合作，雙方共同設(shè)立合資公司“中船重工?？罩悄苎b備有限公司”，注冊(cè)資金十億元人民幣。中船重工及下屬三家單位共占51%股份，中航智占49%股份。據(jù)悉，中航智正在開(kāi)展無(wú)人直升機(jī)的海上測(cè)試和飛行試驗(yàn)。田剛印介紹，國(guó)內(nèi)無(wú)人直升機(jī)發(fā)展的近十五年，飛行平臺(tái)基本是在陸地起降、測(cè)試性能、執(zhí)行任務(wù)，可以說(shuō)無(wú)人直升機(jī)的陸地起降技術(shù)已相當(dāng)成熟。然而，目前幾乎沒(méi)有無(wú)人直升機(jī)在海域大規(guī)模應(yīng)用，日益蓬勃發(fā)展的海上使用需求，為無(wú)人直升機(jī)制造商提供了市場(chǎng)機(jī)遇?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)十五年，無(wú)人直升機(jī)有望大規(guī)模應(yīng)用于海洋。

軍民融合中求發(fā)展

2012年，中航智抓住一次偶然機(jī)會(huì)，參加了軍方的某次試飛，產(chǎn)品性能得到軍方認(rèn)可，隨后獲得軍方訂單，開(kāi)啟了軍民融合發(fā)展的第一步。中航智在軍民融合發(fā)展中煥發(fā)出的創(chuàng)造力，成為民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入軍方市場(chǎng)的翹楚。目前，國(guó)家軍民融合政策對(duì)民營(yíng)企業(yè)的發(fā)展非常利好，確實(shí)讓中航智感覺(jué)到國(guó)家的支持力度。

2012-2017年是中航智走向成功的五年，總經(jīng)理田剛印及其團(tuán)隊(duì)下一程該怎樣走？勇于創(chuàng)新、抓住機(jī)遇、迎接挑戰(zhàn)，或許正是他們心中的未來(lái)。談及無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，田總呼吁：中國(guó)無(wú)人直升機(jī)的核心技術(shù)要實(shí)現(xiàn)從追趕到引領(lǐng)的跨越，必須擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，雖然發(fā)展自主研發(fā)產(chǎn)品的道路漫長(zhǎng)，任重而道遠(yuǎn)，但是唯有掌握自主核心技術(shù)，中國(guó)才有望成為無(wú)人機(jī)技術(shù)強(qiáng)國(guó)。 ■