背上這個包 上班飛著去

　　提到廣州的低空經(jīng)濟(jì)，大家立馬會想到億航、小鵬匯天、廣汽、極飛科技等響當(dāng)當(dāng)?shù)娘w行器制造商企業(yè)，這些低空飛行器的背后，往往是科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展的成果。而廣東空天科技研究院（以下簡稱“廣天院”）正是由廣州市人民政府、南沙開發(fā)區(qū)管委會支持建設(shè)的廣東省高水平創(chuàng)新研究院，是廣州市空天科技領(lǐng)域唯一一家新型研發(fā)機(jī)構(gòu)。

　　近期，記者前往廣天院探訪。在這里，一批與低空經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的創(chuàng)新成果正在加速孵化，未來有望出現(xiàn)在我們的日常生活中。

　　飛行背包

　　救援緝私多場景應(yīng)用

　　在周星馳導(dǎo)演的電影《美人魚》中，演員使用噴氣飛行器“上天”的畫面讓很多觀眾記憶猶新。在廣天院，科研人員向記者展示了他們自主研發(fā)的一款單人噴氣飛行背包。穿戴這款飛行背包，可以實現(xiàn)安全、“傻瓜式”地“上天”。

　　廣天院單人噴氣飛行背包項目技術(shù)負(fù)責(zé)人陳旭智告訴記者，這個飛行背包以矢量渦噴發(fā)動機(jī)陣列為動力，用顯控界面作為操縱手柄，同時還配有平臺管理和飛控模塊，使用95號汽油作為能量來源。

噴氣飛行背包以及單人穿戴模型

噴氣飛行背包以及單人穿戴模型

　　陳旭智說：“針對這類飛行器穩(wěn)定性欠缺、操作復(fù)雜的難點，我們突破了全自動發(fā)動機(jī)伺服與飛行控制技術(shù)，讓飛行背包的穩(wěn)定性和安全性大大增加。飛行背包可以實現(xiàn)‘傻瓜式’操作體驗，支持有人/無人多模式切換，讓操作員擁有類似玩大疆無人機(jī)一樣的使用感受?！?/span>

　　單人噴氣飛行背包有什么用途？陳旭智透露，它將面向特種作業(yè)、應(yīng)急救援、飛行表演、短程通勤等應(yīng)用場景，還能實現(xiàn)精準(zhǔn)懸停作業(yè)。如在各類應(yīng)急場景下，可以幫助施救者快速到達(dá)指定位置，達(dá)到快速救人的目的?！霸诤Ｉ暇兯健⑸降鼐仍葓鼍跋?，利用這個飛行背包，原本需要開車兩三個小時才能抵達(dá)的目的地，現(xiàn)在只需要幾分鐘。目前，我們把研發(fā)重點放在發(fā)動機(jī)的伺服控制及自動化飛行控制上，未來，普通人經(jīng)過短時間的培訓(xùn)，也能使用這個飛行背包?！?/span>

　　陳旭智介紹，飛行背包項目立項時間已有1年半，從不帶自動控制的純?nèi)斯訖C(jī)，到后面無人化的系列樣機(jī)，再到現(xiàn)在最新的具有全自動飛行能力的載人工程樣機(jī)，做了大量優(yōu)化?！斑@些樣機(jī)對我們的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)進(jìn)行了充分認(rèn)證。同時，我們也已經(jīng)完成了早期的自動化飛行實驗?！?/span>

　　風(fēng)洞裝置

　　精準(zhǔn)測試飛行器抗風(fēng)性能

　　在廣天院總裝總測廠房內(nèi)，記者見到了廣天院自主研制正在建設(shè)的可用于驗證低空飛行器可靠性的風(fēng)洞試驗平臺。

風(fēng)洞裝置

　　廣天院相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，風(fēng)洞是一種人工控制產(chǎn)生空氣流動的大型實驗平臺，也是一種人工產(chǎn)生和控制空氣流動的大型實驗設(shè)施，可用來模擬飛行器在高空中的飛行狀態(tài)。通過風(fēng)洞實驗，科研人員可以深入研究飛行器的空氣動力學(xué)特性，優(yōu)化控制性能，是飛行器上天前最重要的一個環(huán)節(jié)。

　　正在廣天院建設(shè)的風(fēng)洞動力系統(tǒng)最大的創(chuàng)新點是：傳統(tǒng)風(fēng)洞一般由單電機(jī)組成動力系統(tǒng)，廣天院深入考慮低空飛行器的實驗需求，設(shè)計了“橫8縱6”共48臺風(fēng)機(jī)作為動力系統(tǒng)，這一風(fēng)洞系統(tǒng)可以模擬城市樓宇間的強(qiáng)風(fēng)。

　　據(jù)悉，該風(fēng)洞裝置將于今年7月正式投入使用，建成后將是廣東首個針對低空飛行器的大型航空風(fēng)洞。屆時，廣天院也會聯(lián)合多家低空飛行器企業(yè)展開深入合作，共同促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　風(fēng)洞還會搭載三維運動捕捉系統(tǒng)。風(fēng)洞建成后，低空飛行器進(jìn)行抗風(fēng)性試驗時，通過精準(zhǔn)的位移速度、偏轉(zhuǎn)角度等參數(shù)的捕捉，可以對各類低空飛行器的抗風(fēng)性進(jìn)行量化測試。

　　無人機(jī)防御系統(tǒng)

　　物理殺傷“黑飛”無人機(jī)

　　隨著全球首張eVTOL運營合格證落地廣州，市民有望在今年下半年開啟“打飛的”時代。

　　盡管已經(jīng)上了多重“保險”，但“黑飛”無人機(jī)一旦闖入航路，仍有可能對低空載人飛行器的飛行安全造成風(fēng)險。在一些大型演唱會現(xiàn)場，“黑飛”無人機(jī)也會造成一些安全隱患。

　　針對這些痛點，廣天院研發(fā)出了“低慢小”無人機(jī)防御系統(tǒng)，廣天院相關(guān)項目核心成員陳博瀚介紹，該系統(tǒng)是專門針對“低慢小”無人機(jī)進(jìn)行物理殺傷的智能化防御系統(tǒng)，系統(tǒng)可通過選配不同的功能模塊，滿足各類場景需求。

　　目前，該防御系統(tǒng)由四旋翼與折疊翼兩型攔截彈組成。其中，四旋翼攔截彈主要用于攔截目前比較常見的多旋翼無人機(jī)，折疊翼攔截彈主要用于攔截高速無人機(jī)目標(biāo)。

　　陳博瀚介紹，這套防御系統(tǒng)是對一些無人機(jī)“軟殺傷”失效后的有效反制手段，可以實現(xiàn)目標(biāo)的智能識別與追蹤，進(jìn)行精確制導(dǎo)，還可以實現(xiàn)無人值守、威脅來臨自動報警、自主攔截，并基于消費級無人機(jī)架構(gòu)，實現(xiàn)低成本化設(shè)計。

　　先進(jìn)發(fā)動機(jī)、飛控、慣導(dǎo)設(shè)備

　　推進(jìn)低空飛行器發(fā)展

　　在飛行器、無人船、無人車等關(guān)鍵零部件方面，廣天院自主研發(fā)了各類發(fā)動機(jī)、飛控、慣導(dǎo)裝置，用以推進(jìn)低空飛行器的發(fā)展。

　　高性能微型渦噴發(fā)動機(jī)是廣天院自主研發(fā)的一款專為輕量化、高機(jī)動飛行場景設(shè)計的動力裝置，該發(fā)動機(jī)采用高速噴氣推進(jìn)原理，具備結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、響應(yīng)靈敏等特點，可用于大機(jī)動無人機(jī)、靶機(jī)、噴氣飛行背包及垂直起降飛行器等領(lǐng)域。該發(fā)動機(jī)還集成智能控制系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)與環(huán)境參數(shù)反饋實現(xiàn)高效動力輸出。

　　在飛控領(lǐng)域，廣天院自研的GF20飛控計算機(jī)是一款低成本、高可靠的飛行控制設(shè)備，適配多種外部設(shè)備，專為成本敏感類無人機(jī)設(shè)計。而GF45飛控計算機(jī)則是一款高性能、高可靠的飛行控制設(shè)備，支持邊緣計算，專為高性能無人機(jī)設(shè)計、賦能航空創(chuàng)新應(yīng)用。

　　慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息，也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。廣天院研發(fā)了G1光纖慣導(dǎo)、G2光纖慣導(dǎo)、G3光纖慣導(dǎo)等先進(jìn)慣導(dǎo)系統(tǒng)。其中，G1適用于無人機(jī)、光電吊艙及水下平臺等領(lǐng)域的導(dǎo)航與穩(wěn)定控制；G2適用于中大型無人機(jī)、無人船及水下航行器的定位測姿；G3可實時輸出載體姿態(tài)、速度及位置等核心參數(shù)，適用于中大型無人機(jī)及水下平臺等領(lǐng)域。這些科技成果也將大大促進(jìn)大灣區(qū)全空間無人體系的建設(shè)。

　　飛行救護(hù)車

　　吊艙最多可容納兩名傷員

　　在廣天院的訓(xùn)練場地，一款正在進(jìn)行任務(wù)演練的吊艙式飛行救護(hù)車吸引了記者的目光。

飛行救護(hù)車

　　飛行救護(hù)車主要使用95號無鉛汽油，空載航程可達(dá)3小時，滿載可飛行1個小時。飛行救護(hù)車設(shè)置有地面站，地面站的工作人員會規(guī)劃航線。目前，飛行救護(hù)車已在應(yīng)急演練中驗證了可行性。未來，該飛行救護(hù)車還會像億航的低空飛行器一樣開展相關(guān)適航認(rèn)證。

　　廣天院飛行救護(hù)車項目的核心成員周虹宇告訴記者，這款飛行救護(hù)車的最大起飛重量可達(dá)560kg，最大載重260kg，吊艙內(nèi)最多可容納兩名傷員。兩名傷員可通過擔(dān)架抬進(jìn)吊艙，運送到目的地后，再通過擔(dān)架抬出來，吊艙內(nèi)還可加載除顫儀、呼吸機(jī)、高壓氧艙等醫(yī)療設(shè)備，以保證傷員在運輸途中的安全。

　　“利用飛行救護(hù)車，我們可以實現(xiàn)跨地形的快速機(jī)動救治，幫助我們進(jìn)行災(zāi)后救援及物資投送?！敝芎缬钫f，飛行救護(hù)車有多項技術(shù)優(yōu)勢：如可全自主垂直起降，適應(yīng)多維空間作業(yè)；擁有大載荷運載能力，其巡航速度可達(dá)100km/h，支持醫(yī)療設(shè)備、急救物資及多名傷員同步運輸；擁有厘米級定位導(dǎo)航能力，融合高精度定位技術(shù)，可以實現(xiàn)目標(biāo)點精準(zhǔn)懸停與物資投送。

　　廣東空天科技研究院

　　有頂級空天科技能力支撐的廣天院，近年來不斷在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域推動著各項成果轉(zhuǎn)化。

　　據(jù)廣天院首席科學(xué)家黎作武介紹，成立于2019年10月的廣天院，面向低空經(jīng)濟(jì)與商業(yè)航天、智能無人系統(tǒng)、深海深空等廣州“12218”現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，正優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，加速科技成果轉(zhuǎn)化，依托“力學(xué)+空天”專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建了“飛行器設(shè)計—系統(tǒng)集成—綜合檢測—產(chǎn)業(yè)孵化”的全鏈條創(chuàng)新體系，自主研制了多款新型低空飛行器及其配套系統(tǒng)。

　　合作共建重大創(chuàng)新平臺不斷取得突破

　　記者了解到，廣天院不僅助力低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在商業(yè)航天、深海深空、智能無人系統(tǒng)等領(lǐng)域，也為廣州的產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到重要科技支撐和引領(lǐng)作用。中科宇航這一全球頂尖商業(yè)航天“獨角獸”企業(yè)落戶南沙，正是在廣天院與廣州市的共同協(xié)作下促成的。廣天院參與研發(fā)的“力箭一號”是我國當(dāng)時運載能力最大的固體運載火箭，其首飛成功入選2022年中國十大科技進(jìn)展。

　　廣州是粵港澳大灣區(qū)內(nèi)與中國科學(xué)院合作最密切的城市之一。自20世紀(jì)50年代起，中國科學(xué)院廣州分院、華南植物園、南海海洋所、廣州能源所、廣州地球化學(xué)所、廣州生物醫(yī)藥與健康研究院等院屬單位，以及10余家共建新型研發(fā)機(jī)構(gòu)先后在廣州落地建設(shè)，為廣州乃至華南地區(qū)的科研事業(yè)提供了重要的支撐。近年來，廣州還與中國科學(xué)院共同建設(shè)廣州南沙科學(xué)城、中國科學(xué)院明珠科學(xué)園，并促成大灣區(qū)科學(xué)論壇永久“落戶”于廣州。

　　記者從市科技局獲悉，近年，瞄準(zhǔn)重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求以及科技資源短板，廣州已與中國科學(xué)院合作建設(shè)了廣東粵港澳大灣區(qū)國家納米科技創(chuàng)新研究院、廣東腐蝕科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院、廣東人工智能與先進(jìn)計算研究院等9家省高水平研究院。目前，廣州已與中國科學(xué)院廣州分院建立科技成果轉(zhuǎn)化長效對接機(jī)制，促進(jìn)更多高質(zhì)量成果來穗轉(zhuǎn)化落地。

　　科學(xué)家解前沿

　　廣天院首席科學(xué)家黎作武：賦能大灣區(qū)全空間無人體系發(fā)展

　　廣天院目前已獲批廣東省高水平創(chuàng)新研究院、廣東省空天飛行器工程技術(shù)研究中心、廣州市空天科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用重點實驗室，同時也是大灣區(qū)全空間無人體系及低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)孵化基地。

　　廣天院首席科學(xué)家黎作武介紹，在促進(jìn)大灣區(qū)全空間無人體系發(fā)展方面，廣天院正在搭建全空間無人體系管理服務(wù)系統(tǒng)?！斑@套系統(tǒng)不僅融合了我們的無人設(shè)備，還融合了合作伙伴的無人設(shè)備。搭建這套系統(tǒng)時，廣天院可以提供智能無人系統(tǒng)方面的服務(wù)、各類飛行器方面的服務(wù)，合作伙伴則可以提供水面無人艇、路面無人駕駛車輛等方面的服務(wù)，形成一個聯(lián)盟性質(zhì)的服務(wù)平臺，從而適用全空間無人體系中各類復(fù)雜的應(yīng)用場景?！?/span>

　　黎作武介紹，全空間無人體系需要各要素協(xié)同配合才能形成，這需要廣天院與合作伙伴共同探索，為南沙乃至整個大灣區(qū)提供海陸空一體的服務(wù)。廣天院還曾與合作伙伴開展了一場全空間無人體系應(yīng)對化學(xué)品運輸船撞擊的聯(lián)合演練?，F(xiàn)場，翼身融合無人機(jī)、復(fù)合翼無人機(jī)、單人噴氣飛行背包、無人駕駛車、水面自主無人船、水下機(jī)器人、水聲監(jiān)控系統(tǒng)、飛行救護(hù)車等各展所長，完美地處理了這一突發(fā)事件?！皯?yīng)急領(lǐng)域?qū)蔀槿臻g無人體系的重要應(yīng)用場景之一。我們也會開拓出更多優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，助推全空間無人體系的建設(shè)?！?/span>