科技日?qǐng)?bào)記者 金鳳 通訊員 吳涵玉

“嗡嗡嗡”……1月23日下午，隨著空中傳來(lái)一陣螺旋槳攪動(dòng)空氣的聲音，一輛飛行汽車(chē)穿過(guò)東南大學(xué)九龍湖校區(qū)的粼粼湖面，穩(wěn)穩(wěn)降落在湖畔一棟樓的戶(hù)外平臺(tái)。

艙門(mén)開(kāi)啟，一封紅色信封映入眼簾。東南大學(xué)首席教授、飛行汽車(chē)科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人殷國(guó)棟打開(kāi)信封，道出了這款“空地一體”飛行裝備的設(shè)計(jì)初心：“讓飛行汽車(chē)走出實(shí)驗(yàn)室，成為應(yīng)對(duì)運(yùn)輸、應(yīng)急等實(shí)際場(chǎng)景的可靠工具。”

這款飛行汽車(chē)，便是東南大學(xué)全新推出的“東大·鯤鵬2號(hào)”。在1月23日下午東南大學(xué)召開(kāi)的發(fā)布會(huì)中，殷國(guó)棟介紹，“東大·鯤鵬2號(hào)”以“輕松載物、便利行駛”為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，創(chuàng)新性地采用了可折疊機(jī)臂結(jié)構(gòu)，解決了停放與行駛的痛點(diǎn)，并憑借冗余安全的飛行構(gòu)型、強(qiáng)大的負(fù)載能力、創(chuàng)新的智能底盤(pán)及高精度導(dǎo)航系統(tǒng)，構(gòu)建了一個(gè)高效、可靠、空地?zé)o縫銜接的專(zhuān)業(yè)作業(yè)平臺(tái)，為物流、巡檢、應(yīng)急等低空應(yīng)用場(chǎng)景提供了有力工具。

“團(tuán)隊(duì)首次提出的廣義車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，形成了高性能車(chē)輛底盤(pán)設(shè)計(jì)與協(xié)同控制的理論框架，已被知名學(xué)術(shù)期刊《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》作為封面文章發(fā)表，為飛行汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)提供了重要的理論基礎(chǔ)?！币髧?guó)棟說(shuō)。

“東大·鯤鵬2號(hào)”飛行汽車(chē)?？萍既?qǐng)?bào)記者 金鳳 攝

折疊翼讓飛行、行駛自由切換

“東大·鯤鵬2號(hào)”擁有四軸八槳，起飛時(shí)，螺旋槳會(huì)自動(dòng)折疊，并收納進(jìn)車(chē)體里，這時(shí)的“汽車(chē)”看上去只有一個(gè)大號(hào)旅行箱那么大。

“作為國(guó)內(nèi)首款折疊翼陸空一體飛行汽車(chē)，東大·鯤鵬2號(hào)的一大亮點(diǎn)就是折疊翼?！币髧?guó)棟介紹，折疊翼可以讓飛行汽車(chē)靈活地根據(jù)任務(wù)需求和場(chǎng)景變化切換通行模式，而且折疊翼也能讓它在行駛時(shí)，占用空間少、更靈活地穿梭于室內(nèi)外。

但折疊翼的設(shè)計(jì)意味著機(jī)翼有很多關(guān)節(jié)，這就會(huì)削弱東大·鯤鵬2號(hào)的機(jī)臂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而如果增加強(qiáng)度，就會(huì)讓飛行汽車(chē)增重，這將減少載重量、縮短續(xù)航時(shí)間，增加運(yùn)行成本。

殷國(guó)棟介紹，為了讓東大·鯤鵬2號(hào)“強(qiáng)筋健骨”又不至于太重，團(tuán)隊(duì)精確計(jì)算出折疊翼在起飛時(shí)的最大受力，同時(shí)通過(guò)大量仿真計(jì)算，選取多種材料，優(yōu)化飛控系統(tǒng)，破解結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和折疊翼的設(shè)計(jì)矛盾。

經(jīng)過(guò)不斷的性能優(yōu)化，東大·鯤鵬2號(hào)自重壓縮到75公斤，載重量達(dá)25公斤，單次航程達(dá)15至20千米，續(xù)航時(shí)間為20分鐘。

安全性是低空飛行器翱翔天際的生命線(xiàn)。殷國(guó)棟介紹，“鯤鵬2號(hào)”四軸八槳“X”型設(shè)計(jì)，既能穩(wěn)定它的飛行姿態(tài)，又為它筑起安全防線(xiàn)。

“我們根據(jù)八個(gè)槳葉構(gòu)成的動(dòng)力布局，進(jìn)行了冗余設(shè)計(jì)，即便單一槳葉或電機(jī)發(fā)生故障，它仍能維持基本的穩(wěn)定飛行與安全降落。而‘X’型機(jī)架也優(yōu)化了動(dòng)力分配與氣動(dòng)效率，可以讓它兼具抗風(fēng)性與機(jī)動(dòng)性，既能在惡劣天氣中平穩(wěn)懸停，也能靈活穿梭于樓宇之間?！币髧?guó)棟說(shuō)。

“東大·鯤鵬2號(hào)”飛行汽車(chē)。杭添 攝

復(fù)合轉(zhuǎn)向全驅(qū)底盤(pán)+智慧大腦，助力一路暢行

能爬坡、會(huì)拐彎，還能原地掉頭，“東大·鯤鵬2號(hào)”的運(yùn)動(dòng)能力讓它在城市復(fù)雜的道路環(huán)境中也能游刃有余。

1月23日，在東南大學(xué)“東大·鯤鵬2號(hào)”發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，播放的一條演示視頻中，顯示出“東大·鯤鵬2號(hào)”的應(yīng)用潛力：只見(jiàn)一位真人跑腿員小張與這位陸空一體的“外賣(mài)員”同臺(tái)競(jìng)技。最終，“東大·鯤鵬2號(hào)”以更快的響應(yīng)與通行能力，率先完成訂單。

“這得益于‘東大·鯤鵬2號(hào)’創(chuàng)新采用的‘復(fù)合轉(zhuǎn)向全驅(qū)底盤(pán)系統(tǒng)’以及智能化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)?！表樦髧?guó)棟手指的方向，記者看到，飛行汽車(chē)底部安裝了4只輪子，與眾不同的是，前兩只輪子分別安裝了一只大扭矩電機(jī)，后面兩只車(chē)輪則為麥克納姆輪，可以隨前輪轉(zhuǎn)向。

“兩只前輪各由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以讓它們運(yùn)動(dòng)更靈活、便捷。”殷國(guó)棟舉例說(shuō)，飛行汽車(chē)上坡時(shí)，扭矩的分配很重要，而輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大優(yōu)勢(shì)是提高傳動(dòng)效率、減小轉(zhuǎn)彎半徑，這能讓它輕松實(shí)現(xiàn)原地掉頭，特別是在狹窄巷道中，調(diào)頭效率提升70%以上；而在坡道、碎石路等非鋪裝路面，智能扭矩分配系統(tǒng)也能幫“東大鯤鵬2號(hào)”“披荊斬棘”。

更重要的是，復(fù)合轉(zhuǎn)向全驅(qū)智能底盤(pán)系統(tǒng)也留了“后手”，如果其中一個(gè)輪子行駛中出現(xiàn)故障，其他輪子也可以通過(guò)相互協(xié)調(diào)的縱向力帶動(dòng)“東大鯤鵬2號(hào)”繼續(xù)行駛。

而“東大鯤鵬2號(hào)”能快速地“指哪打哪”也離不開(kāi)智慧大腦的調(diào)度。殷國(guó)棟介紹，“東大·鯤鵬2號(hào)”的訂單系統(tǒng)集成了大語(yǔ)言模型，用戶(hù)信息傳輸后，飛行汽車(chē)即可快速生成導(dǎo)航路徑，自動(dòng)前往取貨地點(diǎn)。

“東大·鯤鵬2號(hào)”飛行汽車(chē)。杭添 攝

定位感知和自主導(dǎo)航，讓飛行汽車(chē)擁有“火眼金睛”

作為一款飛行汽車(chē)，“東大·鯤鵬2號(hào)”的“迷你”造型讓它可以在室內(nèi)外靈活穿梭，變換身段，那么，定位感知和自主導(dǎo)航就尤為重要。

殷國(guó)棟介紹，為了讓“東大·鯤鵬2號(hào)”能在各個(gè)場(chǎng)景中絲滑穿行，團(tuán)隊(duì)在它的頂部和底部，分別安裝了激光雷達(dá)和相機(jī)，這相當(dāng)于讓鯤鵬2號(hào)擁有了一雙“火眼金睛”。

依托高精度環(huán)境感知與建圖能力，鯤鵬2號(hào)定位精度可達(dá)2至5厘米，同時(shí)具備自主避障與繞障能力，并支持與閘機(jī)、電梯控制設(shè)備等裝置的智能聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、室外、地面及空中場(chǎng)景的全域自主導(dǎo)航，賦能物流配送“最后100米”的場(chǎng)景應(yīng)用。

“如果說(shuō)一年前，‘東大·鯤鵬1號(hào)’完成了飛行汽車(chē)從0到1的原理驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)飛行與地面行駛兩大系統(tǒng)的基礎(chǔ)集成。那么，‘東大·鯤鵬2號(hào)’的誕生，則是從1到100的跨越式成長(zhǎng)。它不再是實(shí)驗(yàn)室里僅供觀(guān)摩的技術(shù)原型，而是邁出了從試驗(yàn)驗(yàn)證到規(guī)模化、商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵一步。”殷國(guó)棟說(shuō)。

在團(tuán)隊(duì)看來(lái)，低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為“東大·鯤鵬2號(hào)”提供了豐富的使用場(chǎng)景?！吧絽^(qū)物流‘最后一公里’，傳統(tǒng)車(chē)輛阻力重重，難以到達(dá)；高壓線(xiàn)塔巡檢，工人爬上去面臨安全與效率雙重挑戰(zhàn)；災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，往往急需快速投送救命藥品和通信設(shè)備，這都給‘東大·鯤鵬2號(hào)’提供了用武之地?！眻F(tuán)隊(duì)成員東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副研究員徐利偉說(shuō)。

談及未來(lái)，殷國(guó)棟表示，團(tuán)隊(duì)將探索超靜音、適應(yīng)極端氣候的鯤鵬系列飛行汽車(chē)的專(zhuān)用構(gòu)型，推動(dòng)它的智能等級(jí)從“自動(dòng)化”邁向“自主化”，實(shí)現(xiàn)“一鍵任務(wù)、全程自主”，更要構(gòu)建“單平臺(tái)+云端調(diào)度+地面設(shè)施”的低空作業(yè)系統(tǒng)，讓飛行汽車(chē)融入物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)協(xié)同作業(yè)。

責(zé)任編輯：冷媚

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