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90后碩士團(tuán)隊研發(fā)全球首款燃油直驅(qū)多旋翼無人機(jī)

來源:網(wǎng)絡(luò)瀏覽次數(shù):1475發(fā)表于2016-05-28

[摘要] 2016年5月,90后的哈爾濱工程大學(xué)碩士生趙自超和他的創(chuàng)業(yè)伙伴去新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)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(fā),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(wǎng)05月28日】2016年5月的第一個星期,90后的哈爾濱工程大學(xué)碩士生趙自超和他的創(chuàng)業(yè)伙伴去新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)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(fā),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?dāng)?shù)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(xù)航的燃油多旋翼無人機(jī)就是他的神兵利器。

2015年8月31日下午1時,趙自超團(tuán)隊研發(fā)的全球首款燃油直驅(qū)多旋翼無人機(jī)“天馬”在深圳龍崗上空進(jìn)行首次試飛。此次“天馬”無人機(jī)采取半自主起飛,經(jīng)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(jī)的革命性意義在于,極大突破了電動無人機(jī)載重和續(xù)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(jī)一般為10-20公斤;續(xù)航時間能達(dá)2.5小時,電動無人機(jī)一般為15-30分鐘。而相比同樣性能的燃油直升機(jī),“天馬”的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單,操作維護(hù)便利,造價也只有其三分之一。

六軸燃油無人機(jī)“天馬”,具有超大載重超長續(xù)航等特性。

這段用手機(jī)拍攝的簡陋試飛視頻,在無人機(jī)論壇和QQ群落里傳播之后,瞬間引起了無人機(jī)行業(yè)的震動,新疆當(dāng)?shù)氐闹脖7?wù)商也主動聯(lián)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(nóng)作物植保作業(yè)——相對于普通電動植保無人機(jī)十幾千克的載重和20分鐘左右的續(xù)航時間,“天馬”的出現(xiàn),無疑令新疆、東三省、江漢平原等農(nóng)業(yè)大片地塊用燃油無人機(jī)進(jìn)行播撒、植保作業(yè)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(jī)對外宣布2015年農(nóng)業(yè)作業(yè)面積達(dá)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(jī),市場反饋續(xù)航時間短,載重小,滿足不了建設(shè)兵團(tuán)這樣的千萬畝級別種植基地的植保需求,“電力驅(qū)動無人機(jī)只能服務(wù)家庭式的、小型種植農(nóng)場。”趙自超考確信,新疆客戶為什么要繞開已經(jīng)在廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的電力驅(qū)動無人機(jī)服務(wù)方案,而主動找上他們,恰好驗證了他當(dāng)初做燃油動力方案的方向沒錯。

骨灰級無人機(jī)玩家

在創(chuàng)業(yè)之前,趙自超是資深的航模玩家,就讀于哈爾濱工程大學(xué)自動化專業(yè),并加入航模協(xié)會和E維協(xié)會,大三、大四就開始開發(fā)無人機(jī)飛行控制系統(tǒng),“我覺得無人機(jī)以后會有比較廣泛的應(yīng)用,多旋翼無人機(jī)的操控很方便,如果載重和續(xù)航加以改善,是一個很好的空中平臺。”他說。

2009年,趙自超團(tuán)隊研發(fā)的第一代無人機(jī)原型參加“2009Altera亞洲創(chuàng)新設(shè)計大賽”,奪得大賽唯一特等獎。“我們算是國內(nèi)很早就做出來這種多旋翼無人機(jī)的,只不過當(dāng)時更多的是作為高校學(xué)術(shù)研究,并沒有商業(yè)化。”趙自超表示。

那時候,國內(nèi)無人機(jī)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(shù)大咖會在論壇上出售DIY成品。但趙自超并沒有往商業(yè)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(jīng)成長為無人機(jī)創(chuàng)業(yè)市場“獨角獸”企業(yè)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(chuàng)業(yè)想法被激發(fā)出來。2012年,神州通信旗下一家運(yùn)營數(shù)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(jī),30臺無人機(jī)外帶培訓(xùn)小白用戶服務(wù),單臺的采購價1萬元。趙自超看到了商業(yè)的可能性。

差不多同時期,存在5年的大疆井噴式爆發(fā),獲得市場和資本雙向認(rèn)可,從而也帶動了消費級無人級創(chuàng)業(yè)風(fēng)潮,保守估計最高峰時達(dá)到300-500家。而風(fēng)投機(jī)構(gòu)也顯示了對無人機(jī)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(jī)、人人戰(zhàn)略投資了星圖、順豐和北極光投資了智航……

將技術(shù)從實驗室搬至市場,也就再理想當(dāng)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(tuán)隊創(chuàng)業(yè),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(dāng)年一起的大學(xué)無人機(jī)社團(tuán)核心成員則成為了趙自超的創(chuàng)業(yè)搭檔。對已經(jīng)殺得血流成河的消費級無人機(jī)市場,趙自超并不感冒,他瞄準(zhǔn)了一個更廣闊的應(yīng)用市場。

他想玩一把大的,針對B端市場,做工業(yè)應(yīng)用級無人機(jī)。這意味著,研發(fā)需要大額的持續(xù)投入,幸運(yùn)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(jìn)行研發(fā),方向正是行業(yè)里不敢輕易嘗試的燃油直驅(qū)多旋翼無人機(jī),這種機(jī)器,輕松載重幾十甚至上百公斤,連續(xù)飛行數(shù)小時,垂直起降,無需跑道,操作維護(hù)又遠(yuǎn)比直升機(jī)簡單。

但一直以來,燃油多旋翼無人機(jī)幾乎沒人敢嘗試。因為多個燃油發(fā)動機(jī)的強(qiáng)烈震動對傳感器及其信息處理算法是很大的挑戰(zhàn),發(fā)動機(jī)緩慢的響應(yīng)速度加上非線性特性使得飛行控制算法的設(shè)計要比電動無人機(jī)復(fù)雜的多。

另外,傳統(tǒng)無人機(jī)GPS定位精度低、指南針容易受干擾,無法應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境,而目標(biāo)為工業(yè)應(yīng)用的燃油多旋翼無人機(jī)必須克服上述缺點。趙自超團(tuán)隊在研究了國內(nèi)外很多的解決方案后最終決定采用RTK定位測向技術(shù)和毫米波雷達(dá)測距避障技術(shù)來解決這個問題

最后,經(jīng)過18個月的攻關(guān),趙自超和他的90后小伙伴們重新設(shè)計研發(fā)了一套燃油發(fā)動機(jī)專用的控制系統(tǒng),包括發(fā)動機(jī)電啟動單元和發(fā)動機(jī)電子調(diào)速單元,實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的自主啟動和調(diào)速,極大改善了無人機(jī)的飛行性能,最終,一臺比普通餐桌還大的燃油直驅(qū)六旋翼無人機(jī)“天馬”被造出來了,并成功試飛上天。

農(nóng)業(yè)切入,多行業(yè)應(yīng)用

相比消費級無人機(jī)定位航拍的功能,至少目前工業(yè)級無人機(jī)應(yīng)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(yīng)用場景如城市物流,在可靠性穩(wěn)定性沒有徹底解決之前,是無法大規(guī)模流行的。這些領(lǐng)域中,唯獨農(nóng)業(yè)無人機(jī)的應(yīng)用不需要任何質(zhì)疑。

農(nóng)業(yè)無人機(jī)的安全門檻最低,而且需要使用農(nóng)業(yè)無人機(jī)的條件成熟。部分專家甚至認(rèn)為,農(nóng)業(yè)才是無人機(jī)的真正剛性需求市場,中國有18億畝耕地,噴灑服務(wù)的市場至少在百億級別。

趙自超的商業(yè)策略是,先農(nóng)業(yè)再切入其他場景。農(nóng)業(yè)積累的大量實測數(shù)據(jù)后,再探索其他應(yīng)用,將會幫助到無人機(jī)提升可靠性和穩(wěn)定性。

至于終端服務(wù),常鋒科技與流行的“出售+培訓(xùn)+售后”的模式完全不一樣,他們提供的是植保服務(wù)方案,而非出售硬件產(chǎn)品,通過與當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)行商合作,向客戶提供植保服務(wù)。

“直接賣飛機(jī)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(yè)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(tuán)隊能收集更多的區(qū)域數(shù)據(jù),調(diào)整區(qū)域特點,制定特定的區(qū)域服務(wù)方案,將會是下一個精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)最好的應(yīng)用數(shù)據(jù)模型。

所以,趙自超把前兩年的主要精力都放在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)、黑龍江北大荒集團(tuán)這些種植面積大的區(qū)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(zhǔn)確的市場銷售價,在新疆,“天馬”的服務(wù)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(jī)每天能作業(yè)大概300畝到400畝,而“天馬”的單天作業(yè)面積達(dá)到1500畝,極限可以達(dá)到3000畝,大大提高了作業(yè)效率,為植保服務(wù)商節(jié)省了成本。如果市場運(yùn)營同步跟上,光是新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的耕地噴灑服務(wù)就可以給常鋒帶來數(shù)十億元的營收。已經(jīng)開始洽談的北大荒集團(tuán),按基本規(guī)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(shù)優(yōu)勢,“我們的飛機(jī)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(nóng)業(yè)之后,會把“天馬”應(yīng)用到什么地方,趙自超的回答是“保密”,不過他也補(bǔ)充了一句,“你想一下,這玩意架上機(jī)關(guān)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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