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『军营里的摄影』| 文末福利，通飞航空总工程师刘宾：中国无人机技术没那么强大？( 二 )


破釜沉舟 ， 突破无人机技术难题
与中国无人机同轨而行 ， 刘宾曾攻破过无数技术难关 。
在无人机技术问题上 ， 刘宾于1996年从可以垂直起降的直升机上开始入手 。
第一个专利：30级甲醇动力竞技直升机
由于当时国内还没有油动直升机的生产工厂 ， 刘宾自己首先在对国外成熟的机体进行改进优化 ， 并且思考研发新的机型 。 比如 ， 最先接触到的日本生产的竞技直升机 。 这种国际F3C竞技比赛使用的正规飞行器 ， 全套最低成本约合1.6万元人民币 ， 磕坏的配件需要从国外定购 ， 为了节省时间 ， 刘宾开始手工制作配件 ， 慢慢地又开始开模具做易损坏的直升机配件 。
在制作竞技直升机的配件过程中 ， 刘宾发现这种国外生产的遥控直升机本身仍存在一些问题 ， 比如：控制飞行动作的拉杆部分 ， 一根推拉杆的安全性差 ， 剧烈飞行时容易造成飞行的意外 。 于是刘宾就开始计划设计更安全的双推拉结构直升机 ， 筹措了大约100多万元 ， 生产出了第一款30级甲醇动力竞技直升机 ， 并申请到了他的第一个专利 。 这是国内最早的直升机量产品类 。
刘宾早期的专利设计双推拉结构单旋翼直升机
后来 ， 刘宾又设计量产了摔不坏的竞技直升机壳 ， 采用泰国料制作的全包流线运动型直升机外罩 ， 每套仅售价50元 ， 而当时日本生产的竞技直升机的玻璃钢外罩每个售价在1600元 。
从竞技飞行过渡到工程应用
在竞技飞行领域做成这件事后 ， 刘宾开始思考向工程应用进发 ， 因为毕竟技术要落地到工程应用中才算是真正有了用武之地 。
他说道 ， 他的研究方向从竞技飞行过渡到工程应用是偶然也是必然 。 2003年 ， 当时大连进行四环路线路改造 ， 需要在原供电线路基础上再架设一条新的电缆 ， 刘宾改装后的遥控架线直升机通过挂绝缘绳、合理布线等方法飞越了供电线路 ， 执行了不断电情况下的架线作业 。 这是国产无人直升机第一次进行工程应用 ， 同时也是国内第一次采用遥控直升机进行架线 。
2005年左右 ， 国内有人提出可以将无人飞行器玩具化以谋求更大的经济价值 ， 刘宾却更加坚定选择了将无人飞行器进行工程化的道路 ， 尽管放弃了巨大的市场利润这块蛋糕 ， 但他认定工程化应用更能解决飞行平台的结构核心问题 。 也可以说 ， 无人机从竞技飞行过渡到工程应用 ， 刘宾之前完成的设计和制作材料的选型加工过程 ， 成为了后来无人机平台技术的基础 。
做无人机的设计研发工作 ， 遇到技术难关是常事 。 在工业级层面 ， 他首先遇到的问题就是应用 ， 刘宾生活在北方 ， 最迫切的问题就是如何让无人机在每年春天5-6级常态的大风天中飞行 。 最有效、最有代表性的还是“共轴双桨直升机” 。
“共轴直升机的抗风能力、任务载荷、操作的安定性都非常强 ， 但共轴结构一直被俄罗斯所掌握 ， 国内一直没有比较成熟的可变距共轴直升机结构 ， ”他回忆道 。
没有就自己想！
于是 ， 从设计无副翼的论证机等 ， 到图纸及样机的定型 ， 再到筹集研发资金 ， 尽管有了单旋翼布局直升机的量产经验 ， 但这又是一次漫长的旅程 。
在这款设计上 ， 刘宾投进了身家性命 ， 在共轴样机测试过程中 ， 转速时高时低 ， 甚至发生莫名其妙的坠机事故 。 就在痛苦不堪的时候 ， 他突然发现了俄罗斯的卡系列共轴直升机的航向控制结构如果应用放在40公斤以下的无人机上也是会存在同样的隐患 ， 也就是说俄式共轴直升机的变距原理应用在轻型无人机上是存在问题的！
如果继续按照传统的方法来走下去 ， 就必然走入死胡同 。 既然共轴有载荷优势 ， 那就保留；航向控制有问题 ， 那就改变更安全的尾旋翼转向工作原理 。 很快 ， 这款具有两层主旋翼 ， 带着尾旋翼的“不论不类” ， 不符合国际上共轴直升机概念的共轴直升机就诞生了 。
说到刘宾目前为止最具有代表性的无人机设计作品是哪个 ， 他毫不犹豫地回答说是复合式共轴反桨直升机系列 ， 这是具有国际先进水平的同类无人机产品 。
经科技情报所的技术查新 ， 复合式共轴反桨直升机是国内首创 ， 它改变了俄式共轴直升机通过桨距差控制航向的结构缺陷 ， 可在结构上实现俄式共轴体积无法小型化的弊端 ， 甚至还可使直升机在不炸桨的情况下安全完成伞降回收 。
此外 ， 采用共轴双主旋翼形式 ， 以及复合尾桨设计（刘宾的专利技术）使安全和飞行的稳定性、环境适应性均有所提高 。
『军营里的摄影』| 文末福利，通飞航空总工程师刘宾：中国无人机技术没那么强大？
文章图片
复合式共轴双旋翼直升机设计图|图片已获授权
另外 ， 这样的设计还使得在低空发动机熄火的情况下 ， 可不依靠飞行经验就能使共轴直升机平稳着陆 ， 提高了发动机熄火后迫降的生存机率 ， 结构上的自稳设计 ， 使直升机在低温条件下飞行 ， 机械增稳也比电子增稳可靠 ， 比如在零下5度 ， 很多电子陀螺就已经出现失效的反应了 ， 在燃料上也可以使用低成本的普通93号汽油 ， 或者使用飞行过程稳定性更高、更环保的锂电池；姿态控制上无需复杂昂贵的飞控、平衡仪等电子设备即可进入悬停姿态 ， 适合更多的中低端民用市场 。 军工客户因其姿态稳定 ， 还可将现有的低成本且成熟的固定翼飞控技术进行移植 ， 弥补目前工程固定翼监控无人机无法实现的低速、低空 ， 且无法悬停的缺陷 。


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