無人機(jī)根據(jù)飛機(jī)形態(tài)大體上分為直升機(jī)、固定翼、多旋翼,現(xiàn)在比較常見的是多旋翼無人機(jī)。它操作簡便,起降靈活,多用于消費(fèi)級(jí)市場。固定翼和直升機(jī)相對(duì)載荷較高、續(xù)航時(shí)間更長,不過機(jī)體結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,多用于軍用和專業(yè)級(jí)民用市場。
除了以上三類無人機(jī),其實(shí)還有一類我們相對(duì)陌生的機(jī)型正在逐漸進(jìn)入民用市場——“涵道式飛行器”,從外觀上看它是在常規(guī)的螺旋槳外罩一個(gè)圓筒狀涵道而成的。雖然聽上去有些陌生,但國外涵道風(fēng)扇無人飛行器的研究從20世紀(jì)80年代就已興起,尤其以美國研究技術(shù)最為領(lǐng)先。由于技術(shù)難度高,資金投入大,并且尚未有明確的市場應(yīng)用,因此國內(nèi)主要是少數(shù)高校和科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行涵道式飛行器領(lǐng)域的研究。
酷黑科技(北京)有限公司是市面上為數(shù)不多的專注于涵道飛行平臺(tái)的研發(fā),并希望將其商業(yè)化的公司之一。而酷黑科技的終極目標(biāo),是開發(fā)出基于涵道飛行平臺(tái)技術(shù)的飛行汽車。
酷黑科技CEO Larry表示,其研發(fā)的雙涵道飛行平臺(tái)的升力體主體包括涵道圈、螺旋槳、電機(jī)、導(dǎo)流片四個(gè)主要組成部分。涵道圈內(nèi)包括提供主要升力的螺旋槳,電機(jī)提供動(dòng)力,舵面負(fù)責(zé)改變氣流方向。酷黑科技的第一款產(chǎn)品是載重2kg左右的輕型涵道式飛行機(jī)器人,其改進(jìn)升級(jí)版本正在迭代開發(fā)中。
在路徑規(guī)劃和避障方面, Larry表示由于涵道式飛行機(jī)器人的飛行環(huán)境都比較復(fù)雜,因此不能像其他類型的無人機(jī)一樣僅依靠GPS進(jìn)行導(dǎo)航,而需要使用包括雙目、慣導(dǎo)、激光雷達(dá)等在內(nèi)的多傳感器融合方案??岷诳萍家押推渌麄鞲衅鞴窘⒘撕献麝P(guān)系,共同開發(fā)定制的低功耗、低重量、和飛行機(jī)器人匹配的SLAM傳感器。
在應(yīng)用方面,Larry強(qiáng)調(diào),他們并不是和現(xiàn)有的無人機(jī)產(chǎn)品搶蛋糕,而是在創(chuàng)造增量市場。涵道飛行器擁有三個(gè)核心優(yōu)勢,使得它可以在狹小的環(huán)境中進(jìn)行起降和作業(yè),非常適于復(fù)雜城市環(huán)境的飛行。首先,其在相同載重下,相比于其他類型的無人機(jī),涵道飛行器的結(jié)構(gòu)更加緊湊,其安全通過空間尺寸需求僅為多旋翼無人機(jī)和直升機(jī)的1/4-1/6。第二個(gè)優(yōu)勢在于涵道結(jié)構(gòu)有效的減小了氣動(dòng)干擾和噪聲,使得它具有良好的隱蔽性,能夠?yàn)樾畔⒉杉⑶閳?bào)偵察、人質(zhì)救援、城市特種反控等警用領(lǐng)域內(nèi)的難點(diǎn)問題提供更加有效的解決實(shí)施方案。第三個(gè)優(yōu)勢在于它能夠在復(fù)雜狹窄的環(huán)境下“零距離”接觸障礙物作業(yè),加入機(jī)械臂等外部操作機(jī)構(gòu)后,即可對(duì)高空中目標(biāo)作業(yè)對(duì)象開展如傳感器布置、接觸式測量、清理障礙、閥門閘刀操作等物理層面接觸式的作業(yè)。
除了酷黑科技,包括洛克希德馬丁、霍尼韋爾、哈爾濱盛世特種飛行器等公司也在進(jìn)行涵道飛行器的開發(fā)??岷诳萍糃EO Larry告訴36氪,除了飛行控制技術(shù)門檻高,涵道式飛行器的研發(fā)難點(diǎn)還體現(xiàn)在涵道的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,其相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了涵道升力系統(tǒng)的效率,比如涵道出口滑流面積與螺旋槳槳盤面積之比,涵道剖面翼型以及涵道截面的長寬比等。
Larry表示,他們最大的優(yōu)勢其實(shí)是團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢??岷趫F(tuán)隊(duì)已在涵道飛行平臺(tái)研發(fā)領(lǐng)域深耕多年,擁有數(shù)年的技術(shù)先發(fā)期。另外,涵道式飛行器此前多應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,在民用領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用比較少,沒有形成成熟的設(shè)計(jì)流程。而且涵道式螺旋槳?dú)鈩?dòng)設(shè)計(jì)融合了多個(gè)行業(yè)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),涵道和槳之間有強(qiáng)氣動(dòng)耦合關(guān)系,但是現(xiàn)在尚沒有特別明晰的定量的設(shè)計(jì)與計(jì)算方法??岷诳萍荚谶@兩個(gè)方面也有比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。
從現(xiàn)實(shí)角度講,飛行汽車產(chǎn)品達(dá)到真正成熟落地可能依然需要5-10年的研發(fā)投入期。在此之前,酷黑科技的主要盈利模式是涵道式飛行平臺(tái)及周邊產(chǎn)品的銷售。Larry表示,預(yù)期首款產(chǎn)品的主要購買客戶是高校和科研院所,用來進(jìn)行復(fù)雜三維環(huán)境內(nèi)機(jī)器人技術(shù)研究,現(xiàn)已有預(yù)售訂單。這些研發(fā)型種子用戶不僅可以幫助酷黑科技進(jìn)行技術(shù)和產(chǎn)品的迭代,還可以幫助酷黑科技拓展涵道式飛行平臺(tái)的應(yīng)用方向。
酷黑科技已入選首批騰訊AI加速器,并于今年初獲得英諾天使數(shù)百萬元的天使輪投資,現(xiàn)在正在尋求千萬級(jí)Pre-A輪融資,主要用于技術(shù)研發(fā)和團(tuán)隊(duì)擴(kuò)充。團(tuán)隊(duì)共十余人,均是研發(fā)人員。CEO Larry,加州大學(xué)伯克利博士后,有近十年陸空兩棲平臺(tái)技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn),曾主持或參與多項(xiàng)國家級(jí)相關(guān)項(xiàng)目。