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无人机项目全球夺冠,清华五博士这样打破国外垄断   分享到:

创业四年,五位出自同一实验组、同学飞行器制造、同样拥有飞机梦的清华博士,书写了一串亮眼的成绩单:他们创立清航装备公司,研制出世界首架交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机,打破国外垄断;先后融资近1.2亿元,获得专利69项,量产和重点规划出四款无人机。

本月中旬,在第五届中国大学生“互联网+”创新创业大赛总决赛上,凭借硬核技术和漂亮的“肌肉秀”,他们成为“明星团队”,并以交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机项目,从全球457万大学生、109万项目中突出重围,一举夺得总冠军。

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第五届中国大学生“互联网+”创新创业大赛总决赛上展示的交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机

清华“硬汉”赛场秀肌肉

爱飞机、学飞机、造飞机,清华求学九年,从本科到博士,“85后”工科男李京阳在飞机之梦上一路向前。说来也是奇遇,他创业融资的起点,也始于一次飞机旅途。那是2014年,双创浪潮开始兴起,出差路上,他正修改飞机设计PPT,邻座恰好是一位投资人,细聊之后,认定有前景,萌生投资意向。李京阳的公司还没注册好,投资款已经打过来了。

2015年,李京阳拉上实验室里一起摸爬滚打的铁哥们儿王贤宇、印明威、包长春、海日汗,成立清航装备,开始造无人机之旅。

经过周密调研,他们得知,原来,我国尖端无人直升机研制落后美国近半个世纪,军用对无人直升机更是空白,需求极为迫切,于是瞄准这一领域研制军用产品。

传统的直升机设计中,主旋翼不能耦合,既提供推力又提供升力,通过查阅国内外文献,他们决定突破常规,采用功能解耦,以交叉旋翼提供升力,并增加新式尾浆,保证推力,即所谓的交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机。

五个人从一开始就分工明确,动力系统、飞控系统、机械系统、测试系统和总体设计,每人负责一部分。

清华航院老楼的实验室,成了他们最初的根据地,因为飞机测试动静儿太大,为了避免干扰他人,他们干脆搬到实验室外一处废弃的停车场做测试。每天从傍晚吃完饭,一直忙活到凌晨三四点钟,车镗转铣磨,搬砖、和水泥、电焊,样样都要上手,印明威开玩笑说,“半年熬下来,发际线都后移了。”

一天夜里,五个人忙得热火朝天,干脆脱掉上衣,光膀子上阵组装零件,这一幕被抓拍下来,成为赛场上广为流传的“肌肉秀”, 画面中独独少了印明威,他是抓拍者。

创业路上,这样的欢乐时刻还有不少:第一次发动机点火成功,高兴得集体呐喊;第一次双桨起舞、交叉旋转,激动得半夜向导师报告喜讯。

搞无人机,危险也时刻相伴。一次,在刚性旋翼试验中,因试验台发生故障,剧烈震动之下,飞机脱离试验台,一支旋翼飞出来打在地上,腾起的桨叶将护栏砸出一个大窟窿,要是没有护栏,李京阳差点就没命了,“我们只能乘着夜色灰溜溜地拖走残骸,在实验室分析归零。”从那以后,每次试验,他们都要在方舱外加上防弹玻璃。

四年间辗转六地试飞

首款交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机,李京阳命名为JZ-300,JZ意为建设中华。按照计划,他们要攻克交叉双旋翼的构型设计、刚性旋翼和高性能电传飞控系统三大技术难关。


李京阳在第五届中国大学生“互联网+”创新创业大赛总决赛赛场路演

与传统的旋翼由一颗螺丝锁住的设计不同,清航装备的无人直升机,采用了刚性旋翼,它是固定的、结构部件一体化,可减少局部无效率的晃动,从而保持飞机整体升力方向的一致性。

要让两个桨交叉且不相撞,须保证两者之间的相位相隔90度,这需要超级强大的飞控系统来实现。

为此,印明威构建了一套完整的动力学模型,测算出两个旋翼之间的干扰率,通过半物理仿真、全物理仿真,设计了一套可靠的控制律,之后再利用系列实验完善参数和模型。

为了给无人机安上这套“最强大脑”,边读博边创业的印明威也是拼了。2015年冬天,意外骨折的他,打着石膏来到昌平接受无人机培训,两个月后以全国第一个理论与实操均满分的成绩,取得了无人直升机机长证。随着无人机驾驶技术的精进,他对无人机飞行有了更多感性认识,对设计控制率的理解也更加深入,在那之后,他带头突破了飞控系统的控制律。第二年9月,做完骨折手术才两天,他就和团队伙伴们一起去学校做试验了,女朋友心疼得只有偷偷抹眼泪。

在无人机试验之余,印明威只能利用深夜和别人休息的时间来撰写博士论文。为了挤时间,去年除夕,他没回家,大年三十还在实验室写论文。

随着项目推进,无人机需要更加开阔的试验场地,学校的停车场已不能满足需求,他们开始了频繁的“迁徙”,先到昌平、顺义的厂房过渡了一年多。一次,目睹无人机气流把地毯全部掀起后,他们一致决定,继续“搬家”。去年1月2日,五个人开车从顺义去太原,走了一天没吃饭,只好在路边的小卖部买了泡面充饥,最终在太原找到一处通航机场,可用于试飞。也是在那里,他们的首款飞机JZ-300完成悬停试验,首飞成功。那次走的时候,女朋友问啥时候回,印明威说去几天,结果在太原待了好几个月,之后来到石家庄一处厂房,又待了一年多。

去年国庆,印明威结婚时,作为证婚人,李京阳把这段经历编成段子,“你说走三天,我等了三个月。你说走三个月,我等了一年。你还会回来吗?”

在石家庄,科研进展迅速,JZ-300完成了四边航线的飞行、高度飞行、带载荷飞行,研发的两款60公斤级的新产品也完成首飞,进入中试阶段,JZ-500完成了总体设计。


清航装备研发团队与他们研制的无人直升机

今年10月,清航装备迎来第六次“迁徙”,如今延庆八达岭新能源谷的一处灰色小楼,成为公司新的研发总部,大厅里陈列着多款自主研发的无人机机型,办公设备也已到位。

融资上亿规划四款产品

虽然创业过程曲折,但在融资上,清航装备还算顺利:融资3轮资金将近1.2亿元,获得专利69项,如今在福建大田建立的研发基地占地100亩,空域52.7万亩,公司规模超过50人;2017年,首次实现清华大学“校长杯”创新挑战赛全满贯。

在这次的互联网+双创大赛上,李京阳骄傲地宣布,目前团队研制的世界首架交叉双旋翼+推力尾桨复合推进直升机,具有载重大、操控稳、突防快优势,载重相比传统构型提高约30%,速度相比同级机型提升约100千米/小时,打破国外在复合推进高性能直升机领域近半个世纪垄断,填补国内空白。公司还完成了直升机三大动部件核心技术突破,并构建了直升机软硬件测试体系,开展了旋翼空气动力学实验分析、CFD模拟仿真分析并拥有核心技术,旗下两款型号均以竞标第一名成绩获陆军装备预研和科研经费支持,并列入全军武器系统采购网。目前,他们规划的产品包括交叉双旋翼武装无人直升机、系留无人直升机、仿生人工智能飞行器等,今年企业采购订单约2000万元。

回顾创业历程,李京阳坦言,“创业确实是一件很苦的事儿,需要抛弃很多东西。” 五年间,双创浪潮越烧越旺,不少人年轻的创业弄潮儿已实现“财务自由”。造无人直升机,周期长、投入大,清航装备的创始团队从一开始就做好了做苦日子的准备,印明威记得,刚开始五个人每个月就拿两千块,有三四个月甚至发不上工资。等到2017年,新的融资进来后,投资人说“你们工资太低了,至少应该提到一万多,保证一下基本生活”,他们才把工资涨到六七千,到了今年,工资有小幅提升,即便这样,也不及同级同学薪水的一半。印明威说,大家心里想得很明白,“造无人机投入大、风险高,我们不能把投资人的钱都装到自己口袋里。不拿高薪,也是表明我们的态度。”

从手指被齿轮铰进去,在试验厂房遭遇蛇和老鼠,到在零下25度的满是坟地的荒谷里试飞……逐梦之路,挑战一路相随。

问及创业动力,李京阳朗诵了一首诗:在创业的日子里,不知道什么是苦,什么是甜,只知道确定了便义无反顾。要输就输给追求,要嫁就嫁给幸福。为了心中的美好,不妥协,直到变老!

此前报道:

打破美国垄断造无人机,清华大学团队一举夺冠!





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