随着DHL和顺丰高调宣布研发无人机技术,科技巨头们也纷纷涌入了这一领域,谷歌(Google)收购了美国新墨西哥州的无人机制造商泰坦航空(Titan Aerospace),而脸书(Facebook)则将英国的无人机技术开发公司“Ascenta”招至旗下。可见,在摆脱“战争机器”标签后,无人机不止是富人们的玩具,更有可能创造更多的价值,比如影视、军警、农业植保、工业、测绘等领域的专业航拍----正在大陆热播的《爸爸去哪儿》,很多航拍镜头就是利用了无人机技术实现的。

在民用无人机的制造领域内,最强势的本是美国和以色列,直到有一家叫“大疆”(DJI)的中国企业占领了无人机市场的半壁江山,人们才意识到,一场飞行革命已悄然发生。
四旋翼结构:中国无人机的“杀手锏”
遥控无人驾驶飞机最早出现在第一次世界大战期间,这种技术一直是朝导弹和无人靶机这两个方向发展。在整个20世纪50年代,无人机几乎都被当作靶机用于军事训练,而其核心控制技术的发展则全用在了导弹上。
放眼当今世界,军用无人机正处在一个技术发展日新月异的时代,新的技术和作战用途层出不穷。而民用无人机在近几年的发展也颇为抢眼,全球各地的无人机制造商都试图把他们的“杰作”变成人人都能买得起的消费品。
目前的民用无人机多数采用四旋翼结构。所谓“四旋翼”,就是指飞机上有四个旋翼,这是一种最简单直观的稳定控制结构,配合飞控系统控制可以轻松实现无人机的各种飞行姿态。不过,这种结构也有缺点:如果操作者不熟练,“坠机”则是家常便饭的事。民用无人机的控制主要分为两个部分,一是用户使用手中的遥控器(或者加上中继器)对无人机发出指令,指挥无人机飞东飞西,飞上飞下;二是无人机内置了一些控制单元,保证无人机在飞行过程中的姿态稳定,实现诸如空中悬停、返回原点等功能并且确保飞行安全。
随着微处理器技术、微机电系统等设备的发展以及飞控技术的进步,四旋翼结构的优势日渐凸显。首先,飞控系统不再臃肿,制造商把控制程序输入进指甲般大小的微处理器芯片里,操作者通过简单的“升空下降”和“上下左右”的指令就能让无人机在天空中肆意翱翔。其次是“减重不减量”的锂电驱动系统延长了无人机的续航时间。这两项技术的不断更新,使得四旋翼无人机的优点被不断放大。
四旋翼无人机,其机身都是斜十字形,发动机一般都布置在十字位置的四个顶点上。其余的部件比如电池、飞控系统、遥控系统、摄像系统等统统集成在悬臂架或者中央机身上。在信号方面,为了增大无人机和控制器之间的有效无线传输距离,部分无人机还配备了中继器用于放大手持操控器的信号。除此之外,此类无人机上还被布置了大量的传感器,比如三轴陀螺仪用于探测飞机姿态、三轴加速器用于探测当前加速度、GPS传感器用于定位当前位置、高度传感器用于探测高度、气压传感器等用于探测目前的大气环境等。它们能让用户更全面地了解无人机当下的运行情况,对飞行路线进行更准确的预判,提高无人机的飞行质量。
中国“苹果”逆袭美国
2015年1月26日,一架型号为“大疆幻影”的中国制无人机,飞过栏杆降落在白宫地面。虽然最后证实该无人机未造成安全威胁,但这起事件却引起外界对白宫安保能力的担忧。随后,人们在汪峰向章子怡求婚的现场,再次领略了中国无人机的独特魅力。为汪峰送来订婚钻戒的,正是那部“大疆幻影”无人机。
据美国消费电子协会预测,2015年全球民用无人机有望售出40万架。而路透社的统计数据显示,大疆的产品在美国商用无人机市场占据领先地位,市场份额达47%。《彭博商业周刊》(Bloomberg Businessweek)更称,大疆控制着全球民用飞行机器人市场约二分之一的份额,它是“21世纪我们应该首先关注到的中国公司之一”。《连线》(WIRED)杂志前主编克里斯•安德森(Chris Anderson)将大疆比喻为无人机行业的“苹果”,暗指它是唯一能与苹果抗衡的中国公司。
其实在赞誉和追捧的背后,离不开中国制造的无人机本身简单实用。美国的房地产经纪用它来拍摄物业全景,让顾客更直观地了解其购买的房产周边环境以及外貌状况。有人预测,不用多久,无人机对房产中介来说就会跟分类广告和门厅里的糖果与饼干一样重要。
“中国制造”还能用来救命。康尼狄格州的几个高中生研发出一套救生方案,用无人机投递救生圈,并承诺溺水者最多只需等待30秒,而在其演示视频里,所用来投递救生圈的无人机还是“大疆”。
无人机的“唯中国论”还能撑多久
中国缘何能用无人机发起新的飞行革命?一方面,中国大陆有像深圳这样的城市作为创新科技的生产基地。其丰富的人才资源和完善的电子产业供应链,使得生产和销售性能类似的硬件产品,中国企业投入的成本比国外企业低得多。另一方面,中国企业的软件技术先发优势明显。无人机领域的关键技术包括飞控技术、云台技术、图像传输技术等,这些基本都源自高校和军事研究所,中国的技术型人才早已实现了长期的技术储备和积累。
不过,这一切都只局限在“四旋翼”这个结构里。人类对飞行的梦想是与生俱来的,无人机技术正处在变革世界的前夜,四旋翼结构虽然被证明是现阶段最完美的无人机结构,但假以时日,四旋翼结构被另一种结构颠覆和代替,那么中国企业在无人机制造----特别是四旋翼无人机制造所累积的经验就会“贬值”。
既然暂时只能“拼”四旋翼无人机,那么继续完善它的功能也是各国无人机制造商的当务之急。在未来,民用无人机的发展将不只局限于客观技术和设备的改善,对民用无人机的认识程度及主观的监管政策才是推动民用无人机普及的最终因素。如今看来,中国仍处于领航地位,但并非不可动摇,无人机“百花齐放”的时刻其实还是值得期待的。
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