劉英姿 顏思銘

田剛印，中航智董事長兼總經(jīng)理。畢業(yè)于北京理工大學(xué)飛行器設(shè)計與工程專業(yè)，北理工自動控制專業(yè)博士在讀。2002年在校期間，潛心研究無人直升機飛控、微電子技術(shù)，創(chuàng)立了拓云海工作組,成功研制出國際領(lǐng)先的無人機自動駕駛儀。2006年創(chuàng)立拓云海智能設(shè)備技術(shù)有限公司并繼續(xù)工程化 HeliAP 自動駕駛儀。2012年創(chuàng)立北京中航智科技有限公司, 2014年先后主持 TA、TC、TD220、T333等系列無人機的研制工作?，F(xiàn)任中央軍委裝備發(fā)展部無人機專家、中央軍委科技委無人機專家、中國人民解放軍陸軍裝備部無人機專家、北京理工大學(xué)無人飛行器自主控制研究所所長、南京航空航天大學(xué)無人飛行器研究所所長、全國工商聯(lián)科技裝備業(yè)商會副會長、北京工商聯(lián)/商會副會長。

北京中航智科技有限公司（下稱“中航智”），是一家非比尋常的專注無人智能裝備系統(tǒng)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)及通航服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，總部位于北京亦莊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。中航智在無人直升機研發(fā)領(lǐng)域獨樹一幟，其無人直升機系統(tǒng)的多項核心技術(shù)已獲得20多項國際技術(shù)發(fā)明專利，是我國民營性質(zhì)的某無人機型號總體總師單位。

無人直升機技術(shù)的難度系數(shù)之高常使初創(chuàng)企業(yè)望而卻步，創(chuàng)業(yè)者通常需要正確衡量自身技術(shù)實力和外部競爭因素，才會決定是否研發(fā)無人直升機，依靠哪些核心技術(shù)研發(fā)無人直升機。2012年是田剛印團隊重大轉(zhuǎn)折的一年，基于前十年的研發(fā)基礎(chǔ)，研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)、核心技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平的電控共軸無人直升機。此時，田剛印敏銳洞察到無人直升機潛在的巨大市場，誰占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢、誰將獲得競相逐鹿的重要市場。這一年，田剛印創(chuàng)立了北京中航智科技有限公司，走上了無人直升機整機研發(fā)、制造及服務(wù)的產(chǎn)業(yè)化之路。

在田剛印的帶領(lǐng)下，中航智團隊對成功的追求、高效的研發(fā)能力、勇于創(chuàng)新的拼搏精神非常令人欽佩。如今，中航智憑借多年積累的無人直升機飛行控制系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗及技術(shù)實力，歷經(jīng)五年的創(chuàng)新與探索，掌握了無人直升機的多項自主創(chuàng)新技術(shù)，尤其是飛行控制系統(tǒng)的算法、無人直升機旋翼技術(shù)兩項核心技術(shù)，并成功研制出多種型號無人直升機，贏得了超過預(yù)期的市場良好反饋和回報。最值得關(guān)注的是，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的中航智無人直升機技術(shù)正在趕超世界先進水平，并向起飛重量15000kg的無人直升機技術(shù)發(fā)起了挑戰(zhàn)。

截至2016年，中航智銷售額已達5億元人民幣，每年凈利潤實現(xiàn)高速增長。據(jù)多家投資機構(gòu)評估，其市場估值已突破150億元人民幣。2020年，預(yù)計年銷售收入可達30億元人民幣。

主力機型TD220共軸雙旋翼無人直升機。

這五年，中航智在中國無人直升機領(lǐng)域取得了驕人的業(yè)績：參與了“863”航空地球物理勘察技術(shù)與裝備項目，開創(chuàng)了無人直升機在地質(zhì)勘探領(lǐng)域應(yīng)用的先河；在電力行業(yè)，中航智無人直升機率先應(yīng)用于國家電網(wǎng)浙江省電力公司的高壓輸電線路精細(xì)化巡檢，獲得用戶好評；系列無人直升機多手段監(jiān)測系統(tǒng)在海洋維權(quán)執(zhí)法中的應(yīng)用研究，獲得國家海洋局立項。TD220無人直升機作為海上平臺，加快了無人直升機在海洋維權(quán)應(yīng)用的研究；2015年末，成功中標(biāo)海關(guān)總署無人機項目，中國海關(guān)利用中航智無人直升機成功執(zhí)行孔道巡查、緝私等重要任務(wù)。

在中國無人直升機發(fā)展史上，中航智已經(jīng)踏上奮斗的足跡，產(chǎn)品涵蓋起飛重量300kg、3000kg、15000kg的無人直升機，固定翼無人機和發(fā)動機系列產(chǎn)品。

中航智市場估值。

中航智自主研發(fā)的飛控及電控共軸系統(tǒng)。

技術(shù)與專利

中航智擁有四項無人直升機自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，即飛行控制技術(shù)、整機總體設(shè)計技術(shù)、旋翼技術(shù)和多余度航電及控制技術(shù)。其中，總體設(shè)計架構(gòu)的操縱及傳動系統(tǒng)實現(xiàn)了全自主設(shè)計并獲得專利。

HeliAP自動飛行控制系統(tǒng)

總經(jīng)理田剛印一直深入研究無人直升機飛控算法，精通飛控技術(shù)。HeliAP是中航智自主研發(fā)、目前國際領(lǐng)先的自動飛行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了高可靠多余度航電系統(tǒng)、國際領(lǐng)先的自適應(yīng)H∞控制算法及分步PEM辨識算法，在保證精確控制的同時，實現(xiàn)了無人機全程自主飛行。同時，能夠在人工遙控和自主飛行之間自由切換。中航智擁有自主知識產(chǎn)權(quán)軟件代碼，可針對不同的飛行場景，進行代碼編程。

先進的旋翼技術(shù)

田剛印在采訪中介紹，中航智無人直升機的兩項核心技術(shù)分別是飛控系統(tǒng)的軟件代碼和旋翼技術(shù)。中航智沒有前三代旋翼研發(fā)的技術(shù)背景，直接創(chuàng)新并超前研發(fā)了第四代旋翼。為提高旋翼升力，中航智選用先進的國外翼型，操縱系統(tǒng)采用無軸承旋翼，解決了旋翼轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的震動。同時，一直努力優(yōu)化翼尖氣動及設(shè)計，降低噪音。最近的試飛測試結(jié)果表明，降噪效果良好。中航智旋翼技術(shù)的先進性已通過專家嚴(yán)格評審。由于無人直升機旋翼的技術(shù)含量非常高，只能依靠自主研發(fā)并生產(chǎn)。為此，中航智在合肥投資了一億多元人民幣，建立了復(fù)合材料旋翼生產(chǎn)車間。

TD220無人直升機正在進行輸電線路巡檢。

創(chuàng)新的電控共軸技術(shù)

中航智無人直升機均采用電控共軸式結(jié)構(gòu)設(shè)計，產(chǎn)品性能從理論到工程得以全面提升，隨著飛行狀態(tài)可調(diào)整槳葉之間的距離。通常，共軸結(jié)構(gòu)存在兩方面技術(shù)瓶頸：

（1） 機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩片旋翼需同時轉(zhuǎn)動；

（2） 氣動復(fù)雜，兩片旋翼之間會產(chǎn)生干擾，當(dāng)無人直升機做高機動飛行時，兩片旋翼容易碰撞、互相打擊。

雖然無人直升機的共軸結(jié)構(gòu)存在明顯的技術(shù)瓶頸，但卻擁有獨天得厚的優(yōu)點，比如機身尺寸小、沒有尾翼，是正常機身尺寸的1/2或1/3,操縱系統(tǒng)重量可減輕50-70%，無尾槳結(jié)構(gòu)可減少10-15%的功率損耗，增加10-15%任務(wù)載荷重量。在共軸結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上增加尾推，可增快無人直升機的飛行速度。

中航智的研發(fā)團隊攻克了共軸結(jié)構(gòu)的多項技術(shù)瓶頸，采用電控共軸技術(shù)解決了機械復(fù)雜性。中航智的技術(shù)人員僅以一個非常簡單、低成本的技術(shù)措施，一下就解決了技術(shù)難題，即以幾個電機代替了眾多的機械零件，使零件數(shù)量與單旋翼的零件數(shù)量相當(dāng)。在研發(fā)過程中，技術(shù)人員以豐富的設(shè)計經(jīng)驗解決了氣動復(fù)雜性，并沒有增加制造成本。

全自主研發(fā)無人直升機

中航智的創(chuàng)業(yè)過程中，總經(jīng)理田剛印一直強調(diào)要完全擺脫照抄、仿制的產(chǎn)品設(shè)計思路，以自主創(chuàng)新的進取理念發(fā)展公司無人機型號。在自主研發(fā)理念的支撐下，中航智的飛行控制技術(shù)、整機總體設(shè)計技術(shù)、旋翼技術(shù)和多余度航電及控制技術(shù)取得了重大突破。中航智已自主研制成功TD220、TD333共軸雙旋翼無人直升機，這兩種無人直升機新穎的外形設(shè)計，出類拔萃的產(chǎn)品性能和質(zhì)量贏得了客戶的認(rèn)可。

為實現(xiàn)全自主研發(fā)無人直升機，中航智采用了與國外現(xiàn)有技術(shù)截然不同的創(chuàng)新技術(shù)方案。在研發(fā)過程中，田剛印及其團隊查閱了大量技術(shù)資料，反復(fù)論證產(chǎn)品技術(shù)可行性。在舉步維艱的產(chǎn)品設(shè)計初期，田剛印也想過直接購買歐洲直升機公司的專利，但是，上億美元昂貴報價的國外專利讓田剛印徹底打消了購買的念頭。于是，田剛印下定決心，一定要開辟自主研發(fā)產(chǎn)品的道路。在成功的背后，田剛印與他的技術(shù)團隊不知道付出了多少艱苦的努力。2015年，中航智獲得多項國際技術(shù)發(fā)明專利和軟著權(quán)，取得的科技成果為推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

采用先進電控共軸設(shè)計的TD220無人直升機。

主力機型

TD220是中航智研發(fā)的第一架電控共軸無人直升機。具有長航時、大載荷、全自主、高精度懸停、模塊化設(shè)計、結(jié)構(gòu)緊湊等技術(shù)特點。目前可應(yīng)用于電力巡檢、農(nóng)業(yè)植保、海關(guān)緝私、公安維穩(wěn)、應(yīng)急減災(zāi)、海監(jiān)海事、地質(zhì)勘探、地形測繪、科學(xué)研究和影視拍攝等領(lǐng)域。在執(zhí)行通信中繼任務(wù)時，TD220可搭載50kg載荷，成為高空基站，供1000部手機通信，尤其適用于山區(qū)手機信號受到阻礙時的通信。軍用方面，可取代特種兵執(zhí)行偵察任務(wù)、激光照射、火力校射，TD220無人機已在摩洛哥完成火力校射試驗，獲產(chǎn)品出口許可。2015年TD220無人直升機曾在迪拜阿布扎比航展亮相。

起飛重量3000kg的T333無人直升機。

TD220無人直升機技術(shù)規(guī)格

T333是中航智研發(fā)的起飛重量3000kg的無人直升機。采用自主研發(fā)的多余度航電系統(tǒng)，輕質(zhì)模塊化設(shè)計，具有故障檢測與健康診斷功能；采用無軸承復(fù)合材料旋翼，后三點可收放輪式起落架，創(chuàng)新的設(shè)計大幅減少了機械零部件數(shù)量，提升了動力效率，保證了系統(tǒng)可靠性并延長了使用壽命。該款飛行平臺有兩種型號，一種是無人直升機，裝配活塞發(fā)動機，另一種是有人駕駛直升機，動力系統(tǒng)采用渦軸發(fā)動機。

T333無人直升機技術(shù)規(guī)格

產(chǎn)品規(guī)劃

據(jù)總經(jīng)理田剛印介紹，在短距離貨物運輸方向，與固定翼無人機相比，無人直升機具備良好的垂直起降能力，無需建造機場，僅需改造樓頂為無人直升機提供起降場地，使用成本更低，未來將為用戶帶來可觀的經(jīng)濟效益。公司從2009年決定研發(fā)無人直升機到2010年項目立項，已規(guī)劃無人直升機系列化發(fā)展戰(zhàn)略，即研發(fā)起飛重量300kg、3000kg、15000kg、30000kg的無人直升機。目前起飛重量為3000kg的T333無人直升機已研制成功。

中航智在研的無人直升機。

中航智在研的起飛重量15000kg無人直升機，是一種續(xù)航時間5h，任務(wù)載荷重量5000kg，可選擇駕駛方式的無人飛行平臺。如果15000kg無人直升機研制成功，將是國內(nèi)大型無人直升機技術(shù)的又一次重大創(chuàng)新突破，也是一種性價比更高的無人直升機。

除了現(xiàn)有無人直升機型號的研發(fā)，中航智已啟動航空發(fā)動機的研制工作。在研的三款發(fā)動機功率分別是75kW、120kW、280kW。其中，280kW發(fā)動機主要裝配起飛重量3000kg無人直升機，120kW發(fā)動機已批量生產(chǎn)并裝配起飛重量300kg無人直升機。

市場前景

令人振奮的是，中航智今年已拿到2000多架起飛重量300kg的無人直升機訂單。據(jù)總經(jīng)理田剛印透露，在國內(nèi)民用市場，起飛重量3000kg的無人直升機，市場每年需求約100架，十年預(yù)計累計銷售1000架。海外市場對無人直升機需求也相當(dāng)旺盛，中航智已取得出口許可，雖然目前尚未推廣產(chǎn)品，但國外已有眾多意向客戶。

產(chǎn)業(yè)布局

中航智擁有三個無人直升機總裝生產(chǎn)線，分別位于北京、深圳、合肥。北京亦莊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的生產(chǎn)基地占地35000m2，可年產(chǎn)300-500架無人機；深圳龍崗區(qū)阿波羅產(chǎn)業(yè)園的生產(chǎn)基地，每年可生產(chǎn)約200架無人直升機；合肥生產(chǎn)基地正在籌建，未來主要為培訓(xùn)、維修、售后提供場地，同時也是旋翼制造基地。

中航智公司產(chǎn)業(yè)布局。

為加快發(fā)展海上無人飛行平臺，中航智已與中船重工集團公司開展合作，雙方共同設(shè)立合資公司“中船重工?？罩悄苎b備有限公司”，注冊資金十億元人民幣。中船重工及下屬三家單位共占51%股份，中航智占49%股份。據(jù)悉，中航智正在開展無人直升機的海上測試和飛行試驗。田剛印介紹，國內(nèi)無人直升機發(fā)展的近十五年，飛行平臺基本是在陸地起降、測試性能、執(zhí)行任務(wù)，可以說無人直升機的陸地起降技術(shù)已相當(dāng)成熟。然而，目前幾乎沒有無人直升機在海域大規(guī)模應(yīng)用，日益蓬勃發(fā)展的海上使用需求，為無人直升機制造商提供了市場機遇?？梢灶A(yù)見，未來十五年，無人直升機有望大規(guī)模應(yīng)用于海洋。

軍民融合中求發(fā)展

2012年，中航智抓住一次偶然機會，參加了軍方的某次試飛，產(chǎn)品性能得到軍方認(rèn)可，隨后獲得軍方訂單，開啟了軍民融合發(fā)展的第一步。中航智在軍民融合發(fā)展中煥發(fā)出的創(chuàng)造力，成為民營企業(yè)進入軍方市場的翹楚。目前，國家軍民融合政策對民營企業(yè)的發(fā)展非常利好，確實讓中航智感覺到國家的支持力度。

2012-2017年是中航智走向成功的五年，總經(jīng)理田剛印及其團隊下一程該怎樣走？勇于創(chuàng)新、抓住機遇、迎接挑戰(zhàn)，或許正是他們心中的未來。談及無人機技術(shù)的發(fā)展，田總呼吁：中國無人直升機的核心技術(shù)要實現(xiàn)從追趕到引領(lǐng)的跨越，必須擁有自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，雖然發(fā)展自主研發(fā)產(chǎn)品的道路漫長，任重而道遠(yuǎn)，但是唯有掌握自主核心技術(shù)，中國才有望成為無人機技術(shù)強國。 ■