亲历无人机诞生：取舍重量平衡，它的脑洞有多大?

　　“它(无人机)其实是我们大脑、眼睛和手的组合延伸，帮助我们更好地突破空间的限制。”2015年8月，在北京微软孵化器，亿航战略总监、北京分公司总经理李智源对《二十一世纪商业评论》(下称《21CBR》)记者说。

　　研究机构EVTank近期发布的《2015年度民用无人机市场研究报告》数据显示，2014年全球民用无人机销量为37.8万架，其中专业级无人机销量占33%，消费级无人机销量占67%。预计2015年全球民用无人机将同比保持50%的增长态势。到2020年，全球无人机年销量有望达到433万架，市场规模将达到259亿美元。

　　一时间，竞争者蜂拥而至。

　　正要从微软孵化器毕业的亿航凭借首款产品Ghost智能无人机的量产，在8月24日获得4200万美元B轮融资，公司估值较16个月前成立时翻了100倍。不过，亿航尽管宣称已经开始大规模生产销售，但并未对外公布总体销售数据。和估值同样凶猛的“APP”们不同，无人机的生产和销售在消费者眼里还算新鲜事物，而且涉及到复杂的制造领域，门槛更高。

　　“粗看，每家产品好像都差不多，但一台无人机的定位和总体体验由无数细节组成，而差别就在这些细节上。另外，对那些相对成熟的无人机制造企业而言，每家的技术和设计方案其实无所谓好坏，关键在于从企业要做个什么产品出发，所做的取舍和平衡。” 李智源说。

　　轻一克，值千金

　　2014年6月起，亿航先后在点名时间和淘宝尝试了两次产品众筹，其时，还没加入亿航但已经是多年模玩爱好者的李智源先买了一架尝鲜。不过拿到手的兴奋劲儿还没过，他就给亿航官方写信反馈意见了。

　　李智源的第一反应是：这不是做车模，是做航模，要那么重干吗?不过可以肯定的是，手里这款飞行器肯定耐摔，从10米、20米的空中掉下来都估计不会坏掉。

　　这其实是消费无人机制造过程里要考虑的第一个平衡点：续航与安全。

　　在理论上，一款无人机一定是在足够轻的情况下兼顾结实，因为机身太重一定会影响续航时间。而一款无人机的重量构成通常分为三个部分：电池、电机、机身。以Ghost航拍版为例，其整体重量为1266克，电池(5400毫安锂聚合物电池)和电机重量占据一半以上。电池技术突破是目前整个IT制造业面对的难题，事实上即便Ghost把整机做到1公斤，其飞行时间也只在15-23分钟。因此，在电池、电机、云台重量几乎没有下降空间的前提下，从减重角度，机身基本成了企业唯一可以发挥的地方。

　　不过，专攻农业植保领域、生产商用无人机的东海君航航空科技有限公司董事、副总经理王亮对《21CBR》记者介绍，当上升到商用领域，除了考虑续航外，还必须考虑载重量，因为只有载重量上去了，才能有效率地实现各种功能：“我们的产品目前有效载重负荷是80公斤，除去机体本身的重量(20公斤)，还可以搭载60公斤，这是一些功能比如灭火、喷洒农业效率的基础保证。”此外，君航的商用无人机本身体积也远比消费级无人机大，大约为1.5长和1.5米宽，而亿航Ghost航拍版的长度仅为455毫米。

　　在机身重量做“减法”包括两个途径：

　　首先是材料选择。国内消费级无人机通用的材料多为一种高强度复合型的工程塑料，兼顾韧性和强度。而业界公认制造无人机非常理想的材料是碳纤维的复合材料：更轻、更坚固，燃点也更低，但以国内目前的技术而言，碳纤维还无法实现大规模低成本生产，需要人工完成。君航选择的材料就是碳纤维。当然，他们面对的难点还是碳纤维目前在国内还没办法机械量产，只能依靠手工把“碳布”(碳纤维制造材料的业内俗称)贴合。君航采用碳纤维材料全部手工作业，半年时间也只做出来4架无人机，定价在25万元以上——这个制造效率和价格显然不是消费级市场可以承受的。

　　其次就是设计工艺和取舍。正如李智源所说，企业需要考虑的是如何在“飞行时间更长但碰一下可能就坏了”或者“飞行时间更短，摔个10次8次都没事”之间找到平衡。此外，工艺和设计上的改进也能帮助机身降低重量，王亮介绍，君航产品在工艺上十分先进，整个机身没有一颗螺丝钉，对普通人而言，拿到包装的3分钟内，只要严格按照说明书，就能把产品组装起来。

　　每一“点”的平衡

　　机身重量的博弈只是无人机制造中的取舍难题之一。李智源的观点是：只能在诸多需求和设计节点上尽可能做到平衡，然后突出其中某一个方面，而这个突出的点就是产品的市场定位，比如有用户问“Ghost为什么不能做大一点”，那亿航只能回答：“我们要考虑用户的便携性。”

　　而最核心的命题是：在电池技术还难以突破的今天，如何考虑一款无人机从成本到续航再到操控体验三个维度之间的平衡?

　　动力系统是影响飞行体验的基础条件，也是进阶要素。而动力系统也面临着体验和成本的差异。李智源介绍，亿航目前电机供应商是老虎电机，虽然是国内厂商，但也是海内外知名的老牌企业，而对非专业人士来说，可能看着电机指标都差不多，但在加工精度、一些关键部件的使用(比如轴承)等因素上，一点点差距可能就会影响到飞机在航拍时候的稳定性。

　　另外，飞机在航空时会遇到瞬息万变的风向、气压，理论上飞机动力系统的响应时间越快，传感器精度越高，带来的飞行体验和应急处理就越好，但所有都做到最好就意味着成本大幅度上升，比如目前最好的传感器价格就高于一个飞机价格(目前Ghost航拍版售价4699元)。“归根到底，就看厂商的定价策略和评估一个零部件的提升带来的效益值得不值得了。“李智源对《21CBR》记者说。

　　还有一些设计属于“怎么都有理”的类型。目前消费级无人机都属于多悬翼类别，螺旋桨设计在机体上方和下方分别有不同的优势和劣势。李智源介绍，把螺旋桨设计在机体上方的好处是可以做大一点，给飞机更强的动力，同时因为所有的电机在上面，下面的装载空间会更大一些，设计方案也更灵活。同时一旦发生了坠机事故，由于电机的位置在上，使得电机不容易受到伤害。

　　至于相应的弊端是：螺旋桨朝上防水效果不是很好，尽管目前无人机做得都不错，但仍然存在渗水导致电条短路的可能性。而上旋桨由于距离地面之间还有一个机体，产生的气流会相对紊乱一些，影响螺旋桨的利用效率。亿航选择的是下旋桨解决方案。

　　而到了君航生产的农林植保机级别，考虑的就不是上旋桨和下旋桨的取舍了，其采取的方案是“四轴八桨”，机体分四个航道，每个航道都有上下两片螺旋桨，通过对桨片旋转转速的控制，来提供更大的动力。

　　大脑与场景

　　在李智源看来，无人机最重要的部分其实是“大脑”，也就是控制系统，而这正是亿航最拿手的地方。这种控制系统包含两个层面：

　　其一是亿航一直推广的手机操控解决方案，能够通过手机一键完成起飞、解锁、返航、降落、跟随、悬停，并同时完成飞行和云台任务：“传统遥控器的方式还需要一定的飞行训练，甚至在一些翻滚悬停等操作上需要很长时间的精度训练。但我们的目标是在手机上用傻瓜化的一键方式解决，当然也不影响喜欢遥控器的拼操控技术。”

　　其二，就是各种各样的飞行功能，比如失联的时候自动返航、接近地面的自动提醒，甚至包括类似黑匣子的飞行记录功能，而不只是消费级无人机，“大脑”在商用级别的飞机中也非常重要。

　　王亮介绍，君航和亿航实际上是兄弟企业。前者擅长制造，后者擅长软件与算法。后者对其推广农林植保机也起到非常关键的作用，比如农药喷洒，如果需要效率最大化，那么就需要无人机至少和地面保持一样的高度，才能保证作物被均匀喷洒。此外，还需要计算有一定喷洒面积的路线设计，这在平原地区，方方正正的农田自然不是问题，无人机几个来回按照既定路线就能完成任务。但是在不规则的丘陵甚至山地地区，无人机要始终保持和陡峭不平的地面一样的高度，以及在农田不规则的边界范围内有效率的作业，就需要“大脑”的支持了。

　　“大脑”对无人机的支持还有一个更重要的价值，就是防止飞行器成为恐怖袭击工具。王亮介绍，除了做买卖备案以防范风险外，通过和高德这类地图厂商的合作，在技术上是有可能规避成为恐怖袭击工具的：“关键的地点已经被设定为禁飞区了，无法通过导航到达，即便你想设定一个笔直的方向，但真到了禁飞区，飞机会‘自己’绕过去。”

　　李智源认为，无人机就像个机器人，能帮助你实现“从A到B”，而且这个行程是脱离地面的，同时飞机又是一个负载的平台，本身就带了各种传感器、仪器，其实现的功能一定会比智能手机更多，应用更广。他介绍了一个让他自己都想象不到的案例：“我们一个买家拿无人机来海钓，因为海钓需要在船体较远的地方投放鱼钩和鱼饵，而在海上操作起来又有一定的风险，这时候就可以靠无人机投送。甚至未来还可能感应鱼是不是会咬钩，直接把鱼钓上来。”

责编：admin