中国无人驾驶载人航空器研制进展

约翰·莫里斯　格拉汉姆·沃里克

无人驾驶载人航空器是无人机领域最新热点，但是在多年前，来自中国的亿航公司就开始了无人驾驶载人航空器的逐梦之旅。现在，中国已经走在无人驾驶载人航空器研制大潮的潮头之上。

亿航推出iPad自主驾驶版载人飞行器

中国小型无人机制造商亿航计划于明年推出其单座电动垂直起降自主驾驶飞行器（ AAV）的商用版，商用版飞行器不需要飞行员，通过一个即插即用的iPad进行控制。

新版飞行器预计将更大更重，现有的“亿航”184载重限制是单人220lb。新版飞行器是否会有双座版还不清楚。

自2016年1月在拉斯维加斯CES展上首次公开亮相以来，这是这种载人8旋翼飞行器首次向航空专业观众公开展示。亿航联合创始人熊逸放说：“在最终完成商用版飞行器之前，我们希望向最狂热的航空迷展出我们的飞机，奥什科什EAA航展的参观者就是这样的人群。”

该机目前处于比较尴尬的定位，其重量大大超出了FAA对于商用无人机55lb的重量限制，但又不能按试验飞机进行认证，因为它是自主驾驶的，没有飞行员，又是载人飞行器。因此没有相关的FAA规定可以适用。“我们正在与FAA商讨这一问题，”熊逸放说。

他透露，如果有足够的需求，可以开发有人驾驶版。在这种情况下，飞行员需要飞行执照，而由iPad自主驾驶搭载一名乘客则不需要。

自该公司于三年多前成立以来，在研发过程中已有超过20架“亿航”184参与了试飞。虽然熊逸放对其中是否有飞机坠机不予置评，但他表示，“我不能说我们没有失败过，发现问题正是试飞计划的目的。”

该机已进行过载人飞行，搭乘过该机的包括广州市副市长，以及迪拜的高级官员。有一些飞行器自今年1月以来就已经在迪拜的沙漠中进行试飞。

一旦该机获得该国当局许可，迪拜市政府和亿航将马上在迪拜开展私人空中出租车试运营。熊逸放不能确定这将在何时实现，只透露说该机增加了一些安全设计，包括失去1-2个螺旋桨可以安全降落以及其它安全冗余。“迪拜市政府对我们的产品很有信心”他说。

亿航同时拥有在人口稠密区进行多机同时飞行的能力，其创始人曾为2008年北京奥运会开发过一个指挥控制中心，该系统被用于管理、监视和控制北京市的直升机、警察、医疗和应急服务，至今仍在使用。该系统未来将安装到各地，用于对亿航的飞行器进行管控。

该公司在A轮和B轮融资中累计获得5200万美元融资，有足够的经费继续研发其空中交通产品和系统，与未具名投资者进行的C轮融资也在洽谈中，熊逸放表示。

亿航计划为那些想要购买个人自主驾驶飞行器的人推出一项购买计划，自主驾驶版飞行器的定价将在20万美元左右。“我们正在寻找那些想成为首批用户的人，无论是支持者还是尝鲜者，也许在自主驾驶飞行器航展现场的人群中就有一些这样的人。”熊逸放说。

亿航进行自主驾驶空中出租车载人试飞

中国无人机制造商亿航表示，其“亿航”184电动垂直起降自主驾驶飞行器在研发阶段的试飞中，已搭载过约40名乘客。试飞视频显示该公司至少试飞了两个版本的多旋翼飞行器。

总部设在广州的亿航表示，该公司在2016年1月的拉斯维加斯CES消费电子展上首次公开展示的这种自主驾驶飞行器已进行了1000多次试飞。视频中能看到当时展出的单座8旋翼版，和一种双座16旋翼版。

两型飞行器均采用安装在机臂末端的双电机分别驱动同轴反转旋翼的设计，单座版采用4机臂X型布局。双座版有8个机臂，视频中的16旋翼版还有另一种机臂布局，采用4个T型机臂，横臂两侧末端通过两根支撑臂与机身相连构成三角形结构。

“亿航”184的同轴反转旋翼是一种安全冗余设计，任何一对旋翼中的一个旋翼失去动力仍可安全降落。计算机电传飞控有足够的安全冗余设计，在视频中的某些试飞场景中，可以看到安装在机身底部的两个电池组。

亿航表示，为了测试其自主驾驶飞行器，该公司获得了中国民用航空局的特别飞行许可。从视频中可以看到，该公司的飞行器在多种场景下进行了试飞，包括在亿航连云港基地的空地上空，在广州的一处建筑物的后院内，还在野外进行了一次航程8.8km的飞行。

亿航表示，该机在试飞中飞行速度最高达到了130km/h，高度最高达到了300m，载重最高达到了230kg。单座版“亿航”184设计载重100km，巡航速度为60km/h，续航时间25min。双座版能载重280kg，视频中搭载该公司两名高管的情况下实际飞行载重为210kg。

亿航的自主驾驶飞行器设计具备自主飞行能力。乘客在驾驶舱内的平板风格大屏幕上选择目的地以后按下起飞按钮即可起飞，飞行器将自动完成全程飞行，并通过视觉识别系统降落到用亿航LOGO标注的降落点。

但在视频中，亿航创始人兼CEO胡华智在单座版飞行器中展示了类似直升机的飞行控制方式：操纵杆、方向踏板、和控制升降的总距杆。胡华智表示，该飞行器操纵简单，飞行稳定，感觉比直升机的操纵更精准。

亿航没有透露其自主驾驶飞行器将于何时投入商业运营。“这是一个循序渐进的过程，”胡华智说。该公司正在与中国民用航空局合作，为“自主驾驶空中出租车”制定适航认证标准。“在涉及任何变革技术的开发和应用时，首先是技术创新产生影响，然后是相关政策的制定和完善，”胡华智说。他同时透露该公司计划2018年在全球展示“亿航”184。

和多旋翼无人机一样，自主驾驶飞行器通过改变电机速度和桨距来控制飞行。视频中“亿航”184进行了比较剧烈的机动，并在台风天的7级风中进行了飞行，以验证其操控性和稳定性。视频中还进行了雾天和夜间的试飞。该公司表示，“尽管取得了初步的成功，但“亿航”184仍将进一步改进，下一步的改进将更加注重改善乘客体验和增加可选的手動控制选项，让有飞行经验的乘客能进行手动飞行。”

億航通过特别审批在中国开始自主驾驶载客飞行试运行

亿航已获得中国监管机构批准，允许其在国内特定地点使用其自主驾驶飞行器进行初期载客试运行。亿航方面表示，在亿航和客户方面特定地点的飞行将用于收集数据，以帮助中国民航局制定针对城市空中出租车的认证和运营规定。

亿航首席财务官刘剑表示，此次得以在特定地点进行初期载客试运行，是因为中国民用航空局采用了欧洲无人驾驶系统规章制定联合会（JARUS）制定的具体活动风险评估（ SORA）方法。

欧洲无人驾驶系统规章制定联合会制定的具体活动风险评估方法提供了一套安全地创建、评估和进行需要监管方批准的无人机飞行活动的方法，包括大型无人机，比如额载2人的“亿航”216。

“这给了我们公司一个机会，因为传统的新型飞机认证方式需要相当长时间，”刘剑在4月10日在亚特兰大举行的首届城市空中交通会议上表示。

他说，“中国民用航空局对这种新方法的采用让我们看到了缩短流程，提高效率的希望，中国民用航空局已批准我们在特定地点，包括我们自己和客户的设施内进行初期试运行。”

自去年10月获得这一批准以来，亿航已加快了飞行测试并开始接受预订。“展望未来，我们将继续尽可能多地进行试飞，包括在我们自己和客户的设施内，这样我们才能向中国民用航空局提供测试数据，以便他们制定相关标准，”刘剑说。

其中一个客户是中国的一个滨海度假村，他们计划使用自主驾驶飞行器开展空中观光业务。“他们不想在城市里使用它。他们想在他们的度假村使用它，这不是典型的城市环境。但从运行风险的角度来看这样更简单，有助于有关部门降低给我们审批的标准。”他说。

近期将开展的另一种应用场景是岛屿间的短途飞行，使用自主驾驶飞行器在岛屿间进行点到点飞行。“我们在中国已经收到了这两种用户的预定，”刘剑说。亿航方面同时也在与多个城市商讨开展城市内的初期试运行。

该公司正与其所在的广州市合作开展一项城市空中交通试点服务，自主驾驶飞行器将在河岸两侧往返飞行，作为位于市中心的一座长1km的大桥的替代交通方案。高峰时期由于拥堵问题，通过该桥用时可长达30min。

自2016年以来，亿航一直在对其全电动多旋翼自主驾驶飞行器进行飞行测试，首先是8个螺旋桨的“亿航”184，现在是双座的“亿航”216，该机为8轴16旋翼结构。“亿航”216现在是该公司的主打产品，刘剑说，因为其价格仅稍高于单座版的“亿航”184，但可以乘坐两人。

亿航对实际运营的概念设想是，乘客进入座舱后，在触摸屏上选定自己要去的目的地。飞行器将自主完成飞行全过程，并由指挥控制中心全程持续监控飞行状态。指挥控制中心可以由亿航或是客户方面运行。

“如果客户预订量达到一定金额，我们将为他们提供一套指挥控制系统。但现在，客户是在指定的地点内用于特定用途，这就像一个封闭环境，而不是城市内那种开放环境。”他说。

亿航已经与奥地利航空材料与结构供应商——奥地利未来先进复合材料公司（ FACC）达成合作，在欧洲认证和生产其自主驾驶飞行器。刘剑说：“从我们的角度来看，我们擅长整机、子系统和软件，但坦白说我们不是结构方面的专家。未来先进复合材料公司是碳纤维结构制造领域的专家，”

他说，“我们的想法是，来自欧洲的任何潜在订单都将由未来先进复合材料公司提供结构组件，未来先进复合材料公司也将帮助我们在欧洲进行认证，他们可能也会去中国，因为未来先进复合材料公司的主要股东之一是航空工业（ AVIC）。”

欧洲航空安全局（ EASA）已经拿出小型垂直起降飞机认证规定的草案。“我们知道如果起飞重量在600kg内，认证的要求将会宽松一些，超过600kg则可能会纳入普通飞机的适航性认证范围。”刘剑说。

“我们的“亿航”216属于600kg以下级别，所以这也可能将帮助我们缩短通过最终认证的时间，”他说。“中国民用航空局也有一个600kg的门槛，任何在这一重量以内的飞行器都将适用新的具体活动风险评估（ SORA）审批方法。”

虽然载人测试飞行正在进行中，但刘剑认为使用自主驾驶飞行器进行货物运输将比城市空中交通应用更早实现。亿航正在准备向美国的UT公司（UnitedTherapeutics）交付几架自主驾驶飞行器供测试，该公司是一家生产人体移植器官的生物科技公司。其子公司LungBiotechnology正在与几家公司合作，使用自主飞行的垂直起降飞行器将移植器官从实验室运送到医院。

UT公司在加拿大有一个基地，我们将运送几架自主驾驶飞行器到那里，以便他们能在今年晚些时候开始测试飞行。在加拿大的测试完成后，下一步就是在美国实际应用。

（李韵编译自AW&ST，2018-2-8;2019-4-12）