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90后碩士團隊研發全球首款燃油直驅多旋翼無人機

來源:網絡瀏覽次數:1448發表于2016-05-28

[摘要] 2016年5月,90后的哈爾濱工程大學碩士生趙自超和他的創業伙伴去新疆生產建設兵團百萬畝的棉花基地逛了一圈,這個時間點剛好害蟲棉蚜即將爆發,而從4月中旬播種到10月收獲的過程中,還有鈴蟲,紅白螨、盲蝽象等病蟲威脅。

【考試點考研網05月28日】2016年5月的第一個星期,90后的哈爾濱工程大學碩士生趙自超和他的創業伙伴去新疆生產建設兵團百萬畝的棉花基地逛了一圈,這個時間點剛好害蟲棉蚜即將爆發,而從4月中旬播種到10月收獲的過程中,還有鈴蟲,紅白螨、盲蝽象等病蟲威脅。

趙自超的到來,就是為了讓新疆數千萬畝棉花防治蟲害變得更加高效,成本更加低廉,一臺大載重長續航的燃油多旋翼無人機就是他的神兵利器。

2015年8月31日下午1時,趙自超團隊研發的全球首款燃油直驅多旋翼無人機“天馬”在深圳龍崗上空進行首次試飛。此次“天馬”無人機采取半自主起飛,經過30多分鐘的低空往返飛行以及定點飛行后順利完成了首航。

這臺看上去碩大無比的六軸無人機的革命性意義在于,極大突破了電動無人機載重和續航兩大短板:“天馬”最大起飛重量為150KG,有效載重70KG,電動無人機一般為10-20公斤;續航時間能達2.5小時,電動無人機一般為15-30分鐘。而相比同樣性能的燃油直升機,“天馬”的機械結構簡單,操作維護便利,造價也只有其三分之一。

六軸燃油無人機“天馬”,具有超大載重超長續航等特性。

這段用手機拍攝的簡陋試飛視頻,在無人機論壇和QQ群落里傳播之后,瞬間引起了無人機行業的震動,新疆當地的植保服務商也主動聯系了趙自超,希望這個大塊頭的“天馬”能去新疆完成動輒百萬畝面積的農作物植保作業——相對于普通電動植保無人機十幾千克的載重和20分鐘左右的續航時間,“天馬”的出現,無疑令新疆、東三省、江漢平原等農業大片地塊用燃油無人機進行播撒、植保作業成為可能

事實上,在“天馬”飛往新疆之前,來自廣州的極飛無人機對外宣布2015年農業作業面積達到了50萬畝次,而新疆是其基地之一。極飛的主力是電動無人機,市場反饋續航時間短,載重小,滿足不了建設兵團這樣的千萬畝級別種植基地的植保需求,“電力驅動無人機只能服務家庭式的、小型種植農場。”趙自超考確信,新疆客戶為什么要繞開已經在廣泛應用于農業的電力驅動無人機服務方案,而主動找上他們,恰好驗證了他當初做燃油動力方案的方向沒錯。

骨灰級無人機玩家

在創業之前,趙自超是資深的航模玩家,就讀于哈爾濱工程大學自動化專業,并加入航模協會和E維協會,大三、大四就開始開發無人機飛行控制系統,“我覺得無人機以后會有比較廣泛的應用,多旋翼無人機的操控很方便,如果載重和續航加以改善,是一個很好的空中平臺。”他說。

2009年,趙自超團隊研發的第一代無人機原型參加“2009Altera亞洲創新設計大賽”,奪得大賽唯一特等獎。“我們算是國內很早就做出來這種多旋翼無人機的,只不過當時更多的是作為高校學術研究,并沒有商業化。”趙自超表示。

那時候,國內無人機玩家會通過開源項目和國際上已有的硬件方案,自己DIY后在論壇上交流,慢慢也有交易,一些技術大咖會在論壇上出售DIY成品。但趙自超并沒有往商業價值上想,盡管同他一批從開源論壇玩起的大疆CEO汪滔、極飛CEO彭斌已經成長為無人機創業市場“獨角獸”企業的掌門人。作為開源飛控MK最早的骨灰級玩家之一,年輕的趙自超選擇了另外一條道路。

讀完本科,攻讀碩士,趙自超的創業想法被激發出來。2012年,神州通信旗下一家運營數字體育競賽的公司找到他們,決定采購了他們的多旋翼無人機,30臺無人機外帶培訓小白用戶服務,單臺的采購價1萬元。趙自超看到了商業的可能性。

差不多同時期,存在5年的大疆井噴式爆發,獲得市場和資本雙向認可,從而也帶動了消費級無人級創業風潮,保守估計最高峰時達到300-500家。而風投機構也顯示了對無人機的濃厚興趣,紅杉投資了大疆、GGV投資了億航、深圳雷柏科技投了零度、樂視體育投資了Lily無人機、人人戰略投資了星圖、順豐和北極光投資了智航……

將技術從實驗室搬至市場,也就再理想當然不過了。2013年,一個校友在參加校慶時,決定投資趙自超的團隊創業,還是研二階段的趙自超二話沒說,注冊了深圳常鋒信息科技有限公司,當年一起的大學無人機社團核心成員則成為了趙自超的創業搭檔。對已經殺得血流成河的消費級無人機市場,趙自超并不感冒,他瞄準了一個更廣闊的應用市場。

他想玩一把大的,針對B端市場,做工業應用級無人機。這意味著,研發需要大額的持續投入,幸運的是,他的想法被天使投資人支持,先后在種子階段投入上百萬元進行研發,方向正是行業里不敢輕易嘗試的燃油直驅多旋翼無人機,這種機器,輕松載重幾十甚至上百公斤,連續飛行數小時,垂直起降,無需跑道,操作維護又遠比直升機簡單。

但一直以來,燃油多旋翼無人機幾乎沒人敢嘗試。因為多個燃油發動機的強烈震動對傳感器及其信息處理算法是很大的挑戰,發動機緩慢的響應速度加上非線性特性使得飛行控制算法的設計要比電動無人機復雜的多。

另外,傳統無人機GPS定位精度低、指南針容易受干擾,無法應用于復雜環境,而目標為工業應用的燃油多旋翼無人機必須克服上述缺點。趙自超團隊在研究了國內外很多的解決方案后最終決定采用RTK定位測向技術和毫米波雷達測距避障技術來解決這個問題

最后,經過18個月的攻關,趙自超和他的90后小伙伴們重新設計研發了一套燃油發動機專用的控制系統,包括發動機電啟動單元和發動機電子調速單元,實現發動機的自主啟動和調速,極大改善了無人機的飛行性能,最終,一臺比普通餐桌還大的燃油直驅六旋翼無人機“天馬”被造出來了,并成功試飛上天。

農業切入,多行業應用

相比消費級無人機定位航拍的功能,至少目前工業級無人機應用要極為廣闊。物流、巡檢、消防、勘測、救援……但在趙自超看來,有些應用場景如城市物流,在可靠性穩定性沒有徹底解決之前,是無法大規模流行的。這些領域中,唯獨農業無人機的應用不需要任何質疑。

農業無人機的安全門檻最低,而且需要使用農業無人機的條件成熟。部分專家甚至認為,農業才是無人機的真正剛性需求市場,中國有18億畝耕地,噴灑服務的市場至少在百億級別。

趙自超的商業策略是,先農業再切入其他場景。農業積累的大量實測數據后,再探索其他應用,將會幫助到無人機提升可靠性和穩定性。

至于終端服務,常鋒科技與流行的“出售+培訓+售后”的模式完全不一樣,他們提供的是植保服務方案,而非出售硬件產品,通過與當地的運行商合作,向客戶提供植保服務。

“直接賣飛機利潤很低,B端用戶都知道價格,提高銷售價格根本不可能,而且也極不靠譜,一錘子買賣,售后工作會極其繁瑣。”在趙自超看來,常鋒的商業模式還有更深層的考慮,那就是在飛行過程中公司派駐的團隊能收集更多的區域數據,調整區域特點,制定特定的區域服務方案,將會是下一個精準農業最好的應用數據模型。

所以,趙自超把前兩年的主要精力都放在新疆生產建設兵團、黑龍江北大荒集團這些種植面積大的區域,很大程度上也減輕了市場推廣成本。

到目前為止,“天馬”還沒有準確的市場銷售價,在新疆,“天馬”的服務價格是每畝7塊錢。僅此一項,趙自超算了一筆賬,原來拖拉機每天能作業大概300畝到400畝,而“天馬”的單天作業面積達到1500畝,極限可以達到3000畝,大大提高了作業效率,為植保服務商節省了成本。如果市場運營同步跟上,光是新疆生產建設兵團的耕地噴灑服務就可以給常鋒帶來數十億元的營收。已經開始洽談的北大荒集團,按基本規模概算市場差不多也在30億元左右。

趙自超的底氣來自于技術優勢,“我們的飛機性能正好適合新疆和北大荒用,而我們的競品則不行,所以我們的未來,一定是不可限量。”

至于農業之后,會把“天馬”應用到什么地方,趙自超的回答是“保密”,不過他也補充了一句,“你想一下,這玩意架上機關槍、架上火箭彈,會是什么效果?”

【考試點編輯:點點小編】

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