40公斤重载氢无人机首飞

全国十大省实验室之一的天目山实验室氢鹏科技 (浙江) 近日进行了40 公斤重载氢无人机首次测试,标志着我国在低空经济领域迈出了重要一步。

天目山实验室氢无人机团队负责人徐伟强在北京航空航天大学飞机系任教。今年,他和团队为了要在老家新昌完成这项首测任务,放弃了回家过年。

这次是徐伟强团队研发的重载氢动力无人机雏形机首次起飞测试。相较于之前研发的巡检类无人机,这架无人机的载重从 10 斤提升到了 40 斤,堪称氢动力无人机中的 "大力士"。

目前,国内低空领域长距离重载运输大多采用纯电动力,续航是普遍存在的短板,而他们的目标是实现续航 1 小时。

首测数据与"减重"攻坚

氢鹏科技 (浙江) 有限公司在这次重载氢无人机研发中承担关键角色,其技术人员参与到天目山实验室的无人机项目中。天目山实验室为其提供技术、人才、资金等创业初期支持,助力其成长发展。

这次首飞的重载氢动力无人机产生了大量飞行数据,如电堆的电压、电流、温度等,需要技术人员从中找出细微的异常波动。

氢鹏科技的技术人员指出:这边有个电压尖峰,会把它放大去看,观察这个电压尖峰是否超出安全范围。现在搭载中实际的功率消耗,比预期大得多。

功耗过高会缩短续航能力,因此给重载氢动力无人机 "减重" 成为项目下一步的重点。然而,无人机每减轻一克都可能牵一发而动全身,需要对整机结构进行重塑。在天目山实验室创新机制下,多个其他项目的科研人员加入到 "大力士" 的攻坚中。

飞行控制系统团队负责人郑琛正带领团队开发全新的控制算法,让 "大力士" 的飞行控制器从分体式加装升级为机身集成,实现减重。

多团队协同与年内型号测试

他表示:"在软件层面已经验证通过,现在需要搭载到整机上面做系统的联调测试。在这个过程中,可能会遇到新问题,到时候我们会根据具体问题解决。"

不仅是飞行控制,导航、燃料电池等多个团队也在为重载氢动力无人机研发新算法和新技术,将分体式设计的多块电路板集成到一块电路板上。

团队需要对每个系统进行梳理分析,哪些可以整合,哪些可以优化掉。这需要不断做设计仿真、测试,飞行次数超 200 个架次。

多兵团作战、交叉研究,发挥实验室各团队特长,这款重载氢动力无人机预计将于年内完成型号测试,填补市场空白。

徐伟强表示:"要占据前沿,就要把氢无人机在各种特殊场景下的应用,做成实际可用的产品,做氢无人机行业的引领者。"

目前,天目山实验室已构建起 "4 + 5 + N" 的科研组织格局,建设四个研究中心、集中打造五个重大科技基础设施或公共服务平台,协同推进垂起固定翼子母无人机、超级混动货运无人机、岛际物流水上无人机等项目,加速抢占低空经济新赛道。

国内重载氢无人机竞争格局

除了天目山实验室氢鹏科技,国内还有众多参与重载氢无人机研发的企业和机构,以及它们的重载重量记录如下(部分):

北京中斗科技股份有限公司:取得 "一种具有大载重的氢能无人机身组件及氢能无人机" 专利,不过暂未公开具体的重载重量数据 。

北京氢源智能科技有限公司:依托北京理工大学技术优势,掌握全球领先的 MOFs 固体储氢核心技术以及国内领先的无人机抗干扰融合导航技术,成功完成全球首款固体氢动力无人机首飞,目前公开资料较少,未提及具体载重数据。

图2

陕西同尘和光低温科技有限公司等联合研发团队:包括陕西同尘和光低温科技有限公司、追梦空天科技(西安)有限公司、北京嘉清新能源科技有限公司等,联合开发出国内首架吨级液氢电动垂直起降无人机,载重能力为120公斤至160公斤,起飞重量1.2吨,单次续航有望突破1000公里。

浙江氢航科技股份有限公司:拥有国内首个且唯一通过中国电力科学研究院认证的氢动力无人机,今年年初,该公司还成功获得了德国莱茵TÜV颁发的IEC认证证书,这是全球首张空冷型燃料电池安全模块证书。其生产的氢动力大疆运载无人机实现跨海岛物资运输飞行,载重为 15 公斤 。

图3

协氢(枣庄)氢能科技有限公司:生产的氢动力无人机载重大、续航时间长,已应用于快递包裹运输场景测试,其 H100 擎天氢能无人机可载重超过 60kg。