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4月15日上午,中國航空工業集團自主研制的新舟鴻鵠HH-200航空商用無人運輸系統在陜西渭南完成首飛。首飛歷時22分鐘,順利完成全部預定科目,實現了我國大型商用無人運輸裝備領域關鍵性突破。4月23日,HH-200無人運輸機正在開展后續適航取證相關的飛行試驗。
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記者:飛機的機長大概有多長?
董建鴻:機長是12.2米,機寬是16.8米,機高是3米多。這個飛機在這個尺寸中,貨艙比例比較大。
2021年9月,中航西飛民用飛機有限責任公司正式啟動“新舟鴻鵠”系列無人機的研制工作。董建鴻作為技術負責人,深入參與。而在HH-200研發過程中,董建鴻更是身兼航空工業西飛民機副總經理、總設計師雙重身份,全程主導這款機型的總體設計與研發推進工作。
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記者:飛機沒有駕駛艙的門。
董建鴻:沒有,無人。有人飛機有駕駛艙、飛行儀表、操縱系統和生命保障系統等,所有這些系統全都沒有,完全不需要。它使用的是柴油,我們現在也在做多種能源體系的,包括新能源體系的。
記者:這架飛機和其他的大型運輸飛機比,它的經濟成本會有多大差距?
董建鴻:無人化以后,整個飛機從產品到研制成本以及后續的使用維護成本,綜合成本下來是有人飛機的三分之一。
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HH-200的貨艙標準容積為12立方米,可擴展為18立方米,最大商載1.5噸,最大巡航速度310千米/時,最大航程2360千米。從研發啟動到最終立項,HH-200既是回應市場需求,也是對國家戰略的響應。
董建鴻:整個航空物流裝備體系,目前主要集中在干線和次干線。航空物流從目前來講,仍然是高價值物流。
記者:有人的運輸系統很多地方無法到達。如果通過無人運輸系統,可以解決這個問題嗎?
董建鴻:是的,如果只從中國來講,中國目前通航機場有好幾百座,但是這些機場遠遠沒有發揮整個經濟互聯、物流互聯、產業互融的目的。“十五五”規劃提出,在建立整個運輸體系里面,要做到干支通、全網聯的要求,也就是干線和支線相通,全網互聯。哪里有經濟發展,哪里就應該有物流運輸業。讓偏遠地區、經濟不發達地區享受同樣的物流待遇,讓不管在中國什么地方的老百姓,都能夠享受同樣的生活品質。這個對物流、對航空運輸無人系統來講,是它最大的職責。
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作為產品,新舟鴻鵠HH-200無人運輸機的目標在于填補骨干物流覆蓋不到的區域空白,連接二線、三線、四線城市及偏遠地區的物流運輸。因此,它的很多設計細節都是為了這一需求而服務。
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記者:飛機的尾翼為什么會這樣設置?
董建鴻:這架飛機布局的最大特點,可以看到是一個上單翼,后面是雙尾撐,一個π字形的尾翼。這么設置的目的,就是為了讓出裝卸貨的空間。飛機的低趴構型最大好處是能夠把飛機的阻力降到最小,飛機可以以一個比較經濟的巡航速度飛行。采用這個技術以后,HH-200的最大飛行速度可以超過300公里。在這個級別的飛機里面,這是第一陣營,是領先的。這項技術從運營效率上來講,是一個關鍵性設計。
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董建鴻:整個機艙內沒有窗戶,全封閉的。貨物鋪在機艙內軌道上,人可以很輕松地將貨物推進來。這兩邊是輥棒,還有側導軌。人只需要把貨物推到限定的位置,鎖系統就可以把貨物鎖住。我們投放的時候,可以通過電控,包括傳感器就可以釋放貨物。
記者:這種設置,會讓整個裝卸的時間有很大差別嗎?
董建鴻:這架飛機可以在地面五分鐘以內,把貨物全部裝到位,達到繼續起飛的條件。
記者:通俗講,在我們眼里它就像一個空中的運輸客車。
董建鴻:我的團隊給它起了一個名字叫“飛卡”,就是空中飛行卡車。它能像地面的卡車一樣,在運輸路途中川流不息。
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從整體上看,HH-200可以全程智能自主飛行、AI智能避障,壽命達5萬飛行小時、1.5萬飛行起落的技術性能,指向的則是在全壽命周期中,大幅降低運營成本的目標。
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董建鴻:HH-200不是遙控飛機,它是一個能夠自主飛行的飛行器。不管在航路上遇到什么樣的天氣,它會按照設定的要求該避讓就避讓,該承受就承受。它也有鏈路,也有遙控的功能。這些遙控的功能是遇到問題以后,臨時變更要求會通過鏈路進行傳遞。在沒有這些情況下,飛機是按照預定計劃去自主飛行的,但必須保證飛機在這個環境下是安全的。
記者:應對氣候、應對不同情況的設定,是如何能夠產生這種智能化的?
董建鴻:實際上它是在人的智慧基礎上賦予機器的類人智能。飛機上有好幾個系統,其中一個是環境感知系統,專門感受外界環境,比如感知天氣和飛行環境中有沒有別的飛行器。還有飛行管理系統,就是按照預定的飛行計劃進行飛行管理。這架飛機目前駐留了一百多項已經設定的風險防范的模式,再加上地面的安全性管控,這樣才能保證飛機能夠安全飛行。
記者:可不可以這樣理解,人類飛行員所產生的應對各種環境的經驗,通過人工智能方式,植入到這架飛機上。
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董建鴻:對,是這樣的,它必須植入。從技術上來講,我們最大突破是高階的、高安全性自主飛行能力。第二個是要執行政府所頒布的試航安全條例,我們所采用的標準都是高于目前國家頒布的標準。這架飛機必須能夠在隔離區運行,也能夠在融合區運行。
針對無人操控無人機可能出現的飛行意外,研發團隊在設計之初就將安全放在首位,專門打造了一套全流程、多層次的應急處置體系,能夠全方位防范各類失控風險,保障飛行安全。
記者:在失控情況下,怎么保證這架飛機的安全?
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董建鴻:假如這架飛機失控了,我們有一套強制它在安全區迫降或者是自毀程序,絕對不能傷及公眾利益。這架飛機如果出現這種情況,在設置航路的時候有迫降區。如果出現了不可控事件,這架飛機可以保證在一個短時間中,仍然具備一定的操控能力,它不會一下爆掉的。一個單臺發動機停掉了,它不能急劇爬升,但它仍然具有平飛和小坡度爬升能力,這是對它的要求。我們設計都是有余度的,方向舵是兩塊,升降舵也是兩塊,掉了一個,另外一個還能起作用。哪怕就是雙發全部停掉,它仍然能夠飄過去。
記者:如果出現這種極端情況,是靠它自我進行智能判斷處理,還是有地面系統進行指揮?
董建鴻:有自主程序,也有空中引導程序,兩個程序都有。
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安全性是董建鴻團隊在研發新舟鴻鵠HH-200過程中,最為關注的核心要點,這與他的過往經歷密不可分。董建鴻出身軍機研發領域,軍機研發對安全性的要求嚴苛,而商用無人機的研發,則需要他在性能、安全和成本之間尋求權衡。
記者:之前你的履歷大部分是設計軍用機,現在突然從軍用機轉到民用機,會不會有糾結和矛盾?
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董建鴻:最大的一個轉變,是成本與產品共用性能的結合。我們為了解決這個問題,提了很多工程技術原則。這架飛機上用了很多技術,雖然說也用了大量的復合材料技術,復合材料技術和金屬結構相比,航空的復合材料是比較貴的。我們把復合材料所使用的地方、位置、使用的級別進行了分級處理和部位處理。我能用工業級的用工業級,能用航天級的就用航天級,能用民用級的就用民用級,進行分級處理。
記者:你內心的底線是什么?
董建鴻:我內心底線就是在我認知的范圍內,在我知識儲備的范圍內,必須保證它的安全性。
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董建鴻坦言自己是個嚴厲的人,也正因為這份嚴謹與嚴苛,在每一個重大試驗項目中,他都會親自到場、全程跟進,確保項目順利推進、不出紕漏。而在驗證機的一次內蒙古試飛中,他們就遭遇了一場超出預期的極端考驗。
董建鴻:有一次在內蒙古試飛的時候,當時天氣預報傍晚有暴雨。飛機起飛以后,雷暴天突然提前了。飛機起來以后才發現,遠處已經黃沙漫漫,這就預示飛機不可能正常返航。這個時候,我們團隊做了決策,執行緊急避讓程序。飛機直接向高空飛,從一千多米,一直飛到了三千多米高度。由于當時航線的限制不允許再往上飛,所以一直在雷暴天氣的云中飛行。那天閃電、雷暴、冰雹、下雨全都有。
記者:你當時在現場是什么心情?
董建鴻:剛好利用這樣的一個條件來檢查一下飛機是否能夠在這種環境下,具有一定的承受能力。但是我有責任讓飛機回來,畢竟是公司的資產,是整個團隊的結晶。所以那天我們團隊想了很多的辦法,當天的實際航路不是計劃航路,是我們地面應急指控飛出來的。
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目前,新舟鴻鵠HH-200各系統運行良好,后續工作聚焦適航取證與商業化落地。按規劃,該機型有望2027年取得型號合格證。隨著規模化應用逐步推進,作為核心保障的地面方艙,作用也將愈發凸顯。
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記者:在這個方艙里面,主要指揮什么?
董建鴻:我們設置了三個工作席位。第一個是飛行監控,第二個是任務監控,第三個是鏈路監控。飛行監控主要是安全飛行員,比如說起飛、著陸、高風險區,這個時候安全飛行員,時刻準備處置現在的意外情況,其余時候基本上不用去管這架飛機。鏈路監控是從地面站到飛機之間,鏈路狀態是不是完好。在自主飛行的過程當中,全階段都被方艙監控,從它起飛那一刻一直到著陸都在監控,必須保證它的安全,以及和計劃任務不能偏離。
記者:新舟鴻鵠HH-200還在驗證飛行階段,沒有拿到適航證。還要經過多長時間,才能真正投入商業運營?
董建鴻:我覺得應該在明年的二季度以后,應該能看到了。目前的想法是先建立示范區,在示范區有限投入一部分飛機進去,在這個示范區里面圍繞商業目的去做示范運行。示范運行是可被復制的,逐個區域都做完以后,再做區域整合,這樣就為更大的運營商進入做準備。
原標題:《成本低、安全性高 HH-200到底有多強?總設計師揭秘》
欄目主編:蔣竹云
文字編輯:傅璐
本文作者:央視新聞客戶端
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