北航无人机进军物流市场

刘英姿

菜鸟“驼峰计划”的北航物流无人机，并非在有人机的基础上进行简单的改装，而是专为物流创新定制的无人机。它的效率、空间、性能都以满足货物运输为终极目的。

中国物流业快速发展至今，无人机的作用显得愈发重要。业界在思考运营何种无人机来提升物流业的运输效率？如何降低运输成本，创造市场利润？

在持续蓬勃发展的无人时代，北航始终保持敏锐的洞察力，时刻把脉物流行业发展趋势，在深入研究物流业的市场需求后，自主研发最大起飞重量3.6t的物流无人机，进军支线物流市场。2018年5月31日，阿里巴巴菜鸟网络主办的2018全球智慧物流峰会在杭州国际博览中心隆重举行，会上，菜鸟网络、北京航空航天大学、长鹰信质科技股份有限公司（以下简称长鹰信质）三方联合重磅发布了系列物流无人机，并与一汽解放、速腾聚创等众多合作伙伴共同推出以无人时代为主题的“驼峰计划”。长鹰信质董事长尹巍出席论坛并发表主题演讲。

公开资料显示，北航作为中国无人机界的先驱，一直致力于发展大型高性能无人机，先后自主研制成功大型靶机、高空高速无人侦察机和中高空长航时无人侦察机，拥有雄厚的技术实力。不仅积淀了丰富的型号研发经验，而且承担了大量预先研究等前瞻性课题，掌握了一系列先进无人机、飞行控制、空管系统的关键技术。2016年北航无人机所改制成北航无人机公司，由长鹰信质控股，开始面向国内外市场研发先进的无人机系统解决方案。2017年10月，在浙江台州下线的“天鹰”无人机，是北航无人机公司力推的第一款军民两用中高空长航时无人机新品，目前已完成相关设计工作，转入试飞阶段。此次对外公布的物流无人机，是北航无人机公司正在开发的第二款大型先进无人机。

激荡物流发展新思潮

分论坛伊始，菜鸟ET物流实验室主任张春晖发表“感知世界、计算未来”主题演讲，向现场嘉宾及媒体记者宣布菜鸟“驼峰计划”。菜鸟正在联合院校、企业合一打造无人技术时代新物流，张春晖表示，未来3年无人机、无人车、无人仓在内的10万台无人设备将问世。

与此同时，长鹰信质科技股份有限公司董事长尹巍，站在全局高度，围绕技术、战略、产业、市场和管理的核心任务，提出北航无人机关键技术核心路线。尹巍认为，未来物流無人机应满足高效、智能和安全三方面要求，物流无人机的终极目标之一是解决支线物流的时效性和经济性。公司物流无人机谱系将涵盖大型固定翼无人机、无人直升机和无人飞艇等产品，将携手各方打造物流无人机的空中运输网络，打造物流行业的天网。

提及物流无人机的发展路线。尹巍表示，物流无人机要真正融入物流体系，需要物流无人机系统和无人机监管系统高度融合，共同构成无人机物流体系，物流无人机才能真正发挥作用。

尹巍披露，北航物流无人机系统是专为物流场景设计的无人机，真正为物流而生，它并非在有人机的基础上进行简单的改装，而是以满足货物运输这个最重要的功能为目的，专为物流创新定制的无人机。它的效率、空间、性能都将超过预期。此外，将与北航无人机公司、菜乌深度合作，基于物流大数据，对数据进行深度挖掘，研发出经济性最好，最实用的物流无人机。运营方面，无人机物流系统配货、规划线路，高效运转等，也都基于大数据进行辅助决策。最终实现物流运营的无人化、智能化和决策信息化。

谈及无人机监管系统，尹巍说，“我们首先建立无人机适航体系，研发物流无人机的同时，与民航局等主管部门密切沟通，使物流无人机满足民航局无人机适航体系要求，同步开展无人机适航审定工作，建立物流无人机适航体系。然后，构建无人机管控体系，为物流无人机提供便捷高效的无人机空中交通管理系统，为实时获取飞行数据、航线云端服务、自主集群协作等提供管控手段”。物流无人机安全运行，一定需要完善的航保体系，长鹰信质将与合作伙伴共同建立满足物流无人机运行的气象、机场、固定运营基地、飞行服务、维修维护等无人机航保体系，保障物流无人机的安全运营。

北航物流无人机的技术突破

第一，飞行器平台由常规布局向非常规布局创新与发展。北航物流无人机大胆采用了非常规的布局形式，称之为全升力体布局。这是因为物流无人机设计面临几个突出的挑战：首先物流运输具有低密度、大体积的特点，要求无人机拥有一个庞大的机身，这样会显著增加飞行阻力，降低飞行性能和燃油经济性；其次无人机需要快速巡航和低速短距起降；最后是大载荷与结构重量之间的矛盾。设计方案中，物流无人机最终的载重系数接近50%，这是一个非常大的技术突破，北航无人机公司正是通过非常规布局设计，较为完美地解决了技术瓶颈。

第二，飞行控制技术由自主控制向智能控制方向发展。目前北航无人机已实现全自主、全权限的飞行控制，能够全程自主飞行，自动起飞降落。物流无人机的技术将更前进一步，引入智能控制技术。一方面，无人机能够感知外界环境，自主进行决策，一定程度上能够自动规划航线、航迹；另一方面，引入全寿命周期健康管理系统和自主应急处置能力，自主应对各种险情。比如在空中进行实时健康诊断、评估和自主决策。如发生单点故障，则予以隔离；如发生局部故障，系统能自动重构；如发生严重故障，自动判断返航或寻找备降场；发生致命故障，能够自动应急迫降。尤其是无人机的智能化，将使地面系统实现一站多机、一人多机的控制模式，最大限度地减轻飞行操控工作量，节省人力成本。

第三，无人机系统由封闭式系统向开放式系统发展。现在的无人机大都在隔离空域运行，单一控制。而物流无人机不再独立，通过组网控制技术，无人机之间可建立协同通信，共享信息，互相避让；同时还将接人民航空管体系，最终实现融合空域的运营。物流无人机系统和无人机空管系统将同步开发，共同构成无人机物流体系。

北航物流无人机的技术特点

北航物流无人机是一种专门应用于物流场景的平台，采用正向开发思维设计的无人机，重点考虑了物流运输低密度、快速转运的需要。具有高效、智能、安全三个显著特点。

高效是创新气动布局带来的高气动效率和燃油经济性，物流应用场景更加强调容积效率和装卸转运效率。北航物流无人机采用了集装箱式运输方式，通过标准规格的物流箱，实现物流无人机、物流无人直升机和地面物流车之间的空地一体快速联运。借鉴C-5和An-124这类超大型军用运输机才会采用的机体设计，北航物流无人机头部和尾门均可开启，形成一个无障碍的贯通空间；机体采用上单翼布局，降低地板高度，并在地板上设置导轨、滚道、系留点、自动锁止机构等专业设施。贯通式无障碍空间占到机身体积的70%。以上，超过16m3；其中仅固定装载货物的容积就高达13.5m3，被誉为“超级空间设计”，在3吨级的无人机上实现了5吨级无人机才有的体积空间。此外，这种贯通式空间设计还带来了其它的优势，使物流无人机可以加装自动空投系统，通过尾门完成空投任务，在应急救援、防灾减灾等场景发挥重要的作用。

所谓安全，除实时健康诊断和自动应急处置外，就是关键系统的余度设计与配置。如采用双发、双电源系统、双余度导航系统、多余度飞控系统、视距/卫通链路系统等，极大提高无人机的可靠性。采用双发设计，当单发失效时，保证无人机仍能持续飞行。

探究物流无人机市场空间

近年来，中国居民消费能力不断提升和消费方式的改变，快件、特种货物运输持续高速增长，带来了航空运输的旺盛需求，業界开始建立“干线、支线、末端”三级物流体系。国内快递对航空货运飞机需求空间巨大，其中干线运输主要是枢纽对枢纽的大宗货物运输，一般采用改装的货机如8757来完成；末端运输主要面对消费者，由快递员送货上门，打通“最后一公里”的配送问题；而支线运输目前还相对空白。其主要特点是在省际的中长航段上，点到点，中小规模货运量，突出考虑在中西部偏远地区、山区、海岛等地区使用。我国支线运输在物流业仍存在短板。一些市场预测数据显示，支线物流无人机潜在的市场需求量在600架以上。

支线运输一方面设定了较高的技术门槛，另一方面又非常适合无人机的应用。依托雄厚的技术实力，北航物流无人机将在支线运输中发挥预期的作用。

发展历程

2017年，北航无人机公司开始酝酿物流无人机项目，先后与主要物流企业对接用户的需求，初步形成无人机的设计要素，并开展了第一轮概念方案设计；2018年5月正式启动研制，目前正紧锣密鼓地进行方案设计。

北航物流无人机规划分为3年3步走：2018年完成方案设计；2019年完成详细设计，样机制造；2020年完成系统首飞，开展应用验证。

同步开发智能控制系统和无人机空管系统，预计2025年初步建成无人机物流体系。

未来规划

北航无人机公司将进一步完善无人机物流体系，除支线物流固定翼无人机外，还将开发用于短途、市内或郊区、山区使用的物流无人直升机；用于运输重型、大件物品和战略物资的无人飞艇；用于海岛间或岛礁间等特殊应用场景的水上物流无人机等产品，所有机型都将具有通用的地面系统，并纳入无人机空管系统，实现覆盖各种应用场景的无人机物流体系。

继续发挥北航学科优势以及在高性能、长航时无人机方面的技术优势，继续开发更大、更先进、飞行高度更高、续航时间更长的先进无人机。

初夏5月在杭州举办的本次论坛峰会，对于任何关心物流无人机及物流业发展的人士而言，都是一场非常有分量的盛会，也再次让我们看到北航雄厚的技术实力。更具深意的是，北航无人机公司不但创造了新的市场，综合实力也将全方位提升。祝愿北航无人机在物流市场像巨龙般腾飞。