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有成长烦恼的亿航 会继续我们的梦想

2017-09-10 08:11

  亿航184电池的设计经历了3次产品迭代,目前电池管理系统(Battery Management System,BMS)采用工业级的设计方案,可所有电芯的参数, 包括如电芯的温度、当前的容量、电压等,进行主被动均衡,可以有效的管理电池性能和寿命。而电池管理单元(Battery Management Unit,BMU)用于管理BMS,负责BMS的数据与飞控、地面站的实时通讯。

  飞行控制系统是一架飞行器的大脑。目前市面上是没有可以让亿航184直接采纳的飞控方案。亿航通过创新大量算法,自主研发了一套极为复杂精细的飞控系统,此套系统可以大体量多旋翼飞行器和大型大惯量飞行器的有效控制与稳定飞行。

  简单来说,这个指挥调度中心不仅可以实现空中的乘客与地面人员的实时视频/语音通话,也可以实时接收到每一台空中的亿航184飞行器的飞行传感器数据,从而让乘客任何时候,都可以和我们的地面人员进行一对一的天地通话,了解飞行实时状况,消除乘客对于飞行的紧张感。

  而对于亿航184机体以外的辅助系统和工程,同样至关重要。亿航184作为一款载人的飞行器,安全始终是最高级别的要求。我们对于亿航184的设计目标是:它可以在航程范围内稳定地从一个地点飞行到另外一个地点并自动降落,这个过程中飞机本身不仅要可以做到抗风、避障、适应各类天气等,也需要让乘客知道,飞机内部任何元件的异常,或者航上任何的突发状况,我们的相关人员都将第一时间知悉并做出相应反馈措施,能够让乘客以及飞机尽快安全地降落到地面,安全。

  在这个新落成的指挥调度中心内,亿航的地面工作人员可以实时地收到每一台亿航184所传输回来的控制数据、飞行数据、机舱内/外实时视频等,这些数据包括:

  电机驱动器设计经历3次迭代,第一代采用方波电调;目前正在使用的第二代电机驱动器采用的是无感FOC方案,整体可靠性和驱动性能明显提高,可检测电机运行状况,在空中不会出现因信号失调导致的停转,可以让飞机的运行更加平稳。

  在过去的一年,在不断研发和测试的过程中,我们也针对亿航184包括软件和硬件在内的各个零部件做了迭代和升级。

  目前亿航184的飞控具有充分的冗余设计——具有两套飞控,每套飞控均配有两套传感器,且两套传感器之间具备互相通讯的功能。在下一版的飞控系统中将更换在可靠性、抗干扰能力和精度上表现更好的传感器,从而可以得到更准确的飞机姿态,使得飞机自动控制更加稳定。

  在对电池进行设计测试时,首先会对电池、BMS、BMU进行测试,然后再进行组合测试, 经过多个循环,确认通过后再装上飞机,电池的整个生产流程严格、规范。

  对于一款多旋翼飞行器,螺旋桨是最重要的动力驱动器,它关乎着飞行器的动力性能、飞行稳定性和噪音等多项核心指标。

  而对于亿航184动力系统的测试,我们自主研发了相应的专业测试台,包括螺旋桨的测试台以及动力系统组件的测试台。其中专门测试螺旋桨的测试台,挂载27千瓦的大动力电机,可以测试百公斤级的拉力与扭矩。测试用的上位机软件是针对亿航184进行自主设计研发的,可对亿航184的桨叶进行针对性的数据采集,方便对采集出来的原始数据进行频谱分析与算法处理,可测量在哪个频率的震动耦合最多。

  为了让亿航184的零部件更加的可靠、安全,亿航在配套测试设备的设计研发上投入了巨大的人力物力。为了更好地测电机、电机驱动器的功率,亿航与专业的检测仪器开发公司合作研发了测功机。并针对具体测试对象进行定做,可测量各个工况下电机、电调的扭矩、转速、效率、输出功率,同时可输出整体效率云图。

  作为可能是全世界有着最大螺旋桨的多旋翼飞行器,为了让亿航184在自动飞行时候不出现“控制发散”的情况,我们需要对飞行控制系统做各种算法优化,从而如此大体量的多旋翼飞机能够稳定地在空中飞行。在过去的2016年中,我们的工程师在过往工作的基础上,大量优化了算法,基于不间断的测试,优化了各部分硬件的性能,让亿航184进一步增强了飞行的稳定性,并实现了全自动指令化飞行,增强了悬停的精度、航线的精度的同时,也使得飞机在飞行过程姿态更加平稳,得以给乘客提供更加良好的乘坐体验。

  这也意味着在今天以及未来的一段时间内,亿航184尚未实现一定规模的商业化之前,都是一个投资以及运营成本远远大于收益的一个项目。即使如此,因为我们相信自己在做的事情,因为它是未来亿航184系统中不可或缺的重要一环,我们花了一年的时间,建立起了这个指挥调度中心,并投入运营。

  无人机民用化,让我们知道天空离我们可以这么近。最近备受关注度的亿航184终于公布了最新进展,下面就来一起来看看吧。

  亿航184的机体本身方面,并不是简单的将多轴飞行器放大,对于如此大惯量、大载荷的多旋翼无人机系统,本身所能够参考的数据和经验就非常有限。在过去的几年里,我们的工程师做了大量的工作,逐步从最开始的原型机验证,底盘测试,定高,定点悬停,到今天在做的航线测试,甚至到未来我们希望做到的全自主4G网络控制飞行,这过程中我们面临着无数的技术挑战,也在一点一滴通过我们的不断研发优化和技术测试来克服。

  通过指挥调度中心,亿航的工作人员会全天候实时监测飞行器数据,随时与乘客进行通话连线飞行器的每一次起飞与降落。这是一个长期而至关重要的工作,也是一个投资巨大的工程。我们前期高昂的硬件软件的投入,日常的运营都投入了大量的成本。

  亿航184的背后,不仅仅是一部可以安全地在空中无人驾驶飞行的载人飞行器,也包括了保障飞行安全的整套系统和解决方案。飞行器机体方面,包括了飞行器自身的安全,性能,续航时间,航程等;而在飞行器之外,更是涉及了大量的辅助系统和工程,包括空中指挥调度系统、保养、充电网络的建立等。

  电机是螺旋桨的动力源,通过电能为机械能,产生驱动转矩,它直接影响着螺旋桨效率和最大拉力。

  第三代完全自主研发的电机驱动器设计制作遵循工业驱动器标准(包括配套上位机及调速软件),不仅可以进行电机的扫频实验,还能实时检测到电机的转速以及电机当前旋转方位,在运行当中更加直接、全面地部件的运行状况。

  我们针对亿航184的螺旋桨前后一共自主设计并迭代了3个版本, 第一代螺旋桨主要是满足了亿航184早期时候的飞行测试需求,在第二代的时候其性能进一步提升,单支桨可以提供的最大拉力达到了87公斤,得以满足亿航184在多种下飞行的需求。而第三代的桨叶优化设计不仅使气动效率10%-15%的提升,也降低了旋转时所产生的噪音。

  因此在2016年,我们开始筹划并建立了专门针对亿航184所设计的飞行指挥调度中心,一个可以精准监测亿航184各项数据回传,并对空中航线交通进行调度的地面指挥中心。

  由于亿航184的体量和惯性都很大,我们的机械工程师通过理论计算、实际测试,实时计算桨与电机的惯量和整机的惯量,生成准确的数学模型传送到飞控,目前的飞控系统可以根据虚拟样机做仿真测试,未来会做整机仿真测试。

  亿航184的电机经历了3代自主设计的产品迭代,第一代为13830,磁缸高度比第二代要矮一点,拉力以及其他各方面性能都未完全达到设计标准;第二代电机为13845,磁缸高度有所加高,性能更加稳定,拉力也能达到亿航184的设计要求;最新的第三代电机为18030,电机的功率更大,效率和最大拉力都有所提升。