說起無人機(jī),大多數(shù)人腦海中最先浮現(xiàn)的可能小型的消費(fèi)級航拍無人機(jī),如大疆的產(chǎn)品,一些軍事愛好者可能會想到一些軍用級的無人機(jī),如國產(chǎn)的彩虹、翼龍、翔龍等,不過這次要聊的是許多人知之甚少的工業(yè)級無人機(jī)。
如果說消費(fèi)級無人機(jī)是大疆一家獨(dú)大,那么在工業(yè)領(lǐng)域中,則是群雄爭霸,同時近幾年來, 工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模不斷擴(kuò)大,據(jù)FrostSullivan數(shù)據(jù)顯示,2015年工業(yè)級無人機(jī)在中國無人機(jī)市場份額僅為19.31%,到了2020年預(yù)計已經(jīng)達(dá)到了45.61%,同時,預(yù)測在2025年,中國工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到450億元。
數(shù)據(jù)來源:FrostSullivan|電子發(fā)燒友整理
工業(yè)級無人機(jī)是生產(chǎn)力工具
通常而言,一個行業(yè)的發(fā)展,大多是由軍事轉(zhuǎn)為工業(yè)級,再轉(zhuǎn)為消費(fèi)級,如電話、電視等,但無人機(jī)市場很不相同,消費(fèi)級市場反而率先崛起,然后再傳導(dǎo)至工業(yè)級市場。
消費(fèi)級無人機(jī),如大疆精靈、零度逗比、昊翔臺風(fēng)等,不過這些產(chǎn)品集中在航拍領(lǐng)域,而其他產(chǎn)品的無人機(jī)則更多類似于玩具。但隨著國內(nèi)監(jiān)管趨嚴(yán),同時行業(yè)中的產(chǎn)品也暴露出安全性不足、穩(wěn)定性較差、同質(zhì)化嚴(yán)重的問題,短時間內(nèi)就讓消費(fèi)級無人機(jī)市場似乎陷入了困境,前幾年行業(yè)翹楚零度智控的大裁員,將這個行業(yè)面臨的窘境暴露無遺。
消費(fèi)級無人機(jī)所面臨的問題在于,許多消費(fèi)者是以玩具心態(tài)來購買產(chǎn)品的,新鮮感過后大多都是放在家中吃灰,只有專業(yè)的航拍公司或者需要使用到無人機(jī)的婚慶公司,可以依靠無人機(jī)進(jìn)行獲益,顯然最大的問題在于,消費(fèi)級無人機(jī)對于普通人而言并非是剛需。
而工業(yè)級無人機(jī)則是切實(shí)的為行業(yè)賦能更大的價值,提升生產(chǎn)效率,在小編參加完2021深圳國際無人機(jī)展覽會暨深圳國際無人系統(tǒng)展覽會后,這一體驗(yàn)更加深刻。
目前的工業(yè)級無人機(jī)可以代替人工進(jìn)行進(jìn)行許多難度大、高風(fēng)險以及繁瑣的作業(yè),如高空巡檢、精準(zhǔn)測繪、農(nóng)業(yè)植保、消防、建筑等。
垂直起降固定翼無人機(jī)|電子發(fā)燒友拍攝
舉幾個具體例子,如電力巡檢。當(dāng)遇到電力傳輸發(fā)生故障時,斷定是電線受損,但不知道具體位置,在過去是需要電力工程師對整個電力傳輸線路進(jìn)行檢測,確定受損位置,然后進(jìn)行更換。當(dāng)然為了提升效率,通常會采用二分法來盡快縮短檢測時間,如直接在中間線段進(jìn)行檢測那邊有損,縮小檢測范圍,盡快進(jìn)行維修。但即便如此,也需要不斷的時間,尤其是重要區(qū)域的斷電,如果能夠更短時間進(jìn)行修復(fù),就能挽回更多的經(jīng)濟(jì)損失。
采用無人機(jī)巡檢,能夠讓無人機(jī)快速對整條線路進(jìn)行巡航,極大縮短檢測所需要的時間。切實(shí)解決了人力巡檢造成的工作效率低、經(jīng)濟(jì)成本低、不能對故障精準(zhǔn)定位、安全隱患較大等缺點(diǎn)。
還有如風(fēng)電設(shè)備的智能巡檢,目前全國有50000臺以上的風(fēng)電機(jī)組,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及葉片需要定期巡檢,風(fēng)機(jī)葉片的氣動效率決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組利用風(fēng)能的能力。但問題在于,風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常在偏遠(yuǎn)地區(qū),風(fēng)機(jī)也比較分散,人工巡檢時將會遇到安全性差、工作量大、效率低等問題。同時由于受到觀測角度影響,工程師通常很難全面及時的發(fā)現(xiàn)問題。
而使用工業(yè)無人機(jī),就能夠很好的完成這些工作。無人機(jī)可以不受地貌限制,進(jìn)行快速無障礙的巡檢,搭配的高清攝像設(shè)備,能夠?qū)收线M(jìn)行細(xì)節(jié)拍攝,工程師根據(jù)回傳圖像快速排出安全故障,讓檢測效率得到極大的提升,同時節(jié)省大量人力、物力,提升檢測人員的安全系數(shù)。
除了這些明面上的受益以外,加入了無人機(jī)檢測系統(tǒng),能夠極大提升風(fēng)電場自動化管理系統(tǒng)的集成度,同時有效促進(jìn)作業(yè)效率的提升。
此外還有無人機(jī)測繪,相比過去人工實(shí)地測繪,無人機(jī)高空測繪搭載高清攝像頭,同時長時間在空中懸停,可以更加精準(zhǔn)的對地圖進(jìn)行測繪,讓效率大大提升。還有環(huán)境保護(hù)監(jiān)測、石油天然氣管道監(jiān)測、動植物保護(hù)等等。就比如前段時間杭州野生動物園金錢豹走失,便是通過工業(yè)無人機(jī)幫助相關(guān)人員對豹子進(jìn)行搜索及監(jiān)測。
過去,無人機(jī)在消費(fèi)領(lǐng)域中僅能作為航拍或者玩具來使用,但玩具很難產(chǎn)生大的價值。如今,許多企業(yè)已經(jīng)明白,人們需要的是一個生產(chǎn)力工具,而不僅僅是個玩具。許多企業(yè)開始轉(zhuǎn)型工業(yè)級領(lǐng)域,如極飛、大疆、成都縱橫、成都飛馬、中科靈動甚至??低?/u>、大華、中海達(dá)、順豐、京東等非無人機(jī)企業(yè)都開始涉足這一領(lǐng)域,工業(yè)無人機(jī)市場正在迎來爆發(fā)。
續(xù)航7小時,旋翼時代到來 ,無人機(jī)正在走向輝煌
固然無人機(jī)如今能夠幫助相關(guān)行業(yè)提升作業(yè)效率,并且極大的降低人力、物力成本以及減少作業(yè)人員的安全風(fēng)險??梢哉J(rèn)為這就是一種完美的替代人力解決方案,除了續(xù)航。
就像無人機(jī)市場是先消費(fèi)級后工業(yè)級一樣,在續(xù)航上,無人機(jī)最先采用的是純電動方案,但問題在于使用電池進(jìn)行續(xù)航,通常時間僅在數(shù)十分鐘而已,對于消費(fèi)級無人機(jī)是夠了,但工業(yè)級無人機(jī)而言,顯然時間過短。
因此為了無人機(jī)更長的續(xù)航,許多企業(yè)開始八仙過海各顯神通。一個是從形態(tài)上進(jìn)行改變,如使用固定翼無人機(jī),相比多旋翼無人機(jī)而言,固定翼無人機(jī)載重更大、航速更快、擁有更長的續(xù)航時間。
但固定翼無人機(jī)有一個缺點(diǎn),對于場地要求較嚴(yán),如同普通飛機(jī)一樣,固定翼無人機(jī)需要通過長跑道進(jìn)行滑行才能夠起飛,許多場景下并沒有這種條件。
因此可以發(fā)現(xiàn),近些年,垂直起降的固定翼無人機(jī)正在取代過去的傳統(tǒng)固定翼無人機(jī),垂直起降固定翼無人機(jī)便是在過去固定翼的基礎(chǔ)上添加了幾個旋翼,能夠讓無人機(jī)先垂直起降,再轉(zhuǎn)換成固定翼飛行的模式。
據(jù)深圳明德新材的相關(guān)人士介紹,目前垂直起降固定翼無人機(jī)訂單火熱,即便是現(xiàn)場展示的無人機(jī)機(jī)架也已經(jīng)被客戶預(yù)定,市場行情一片大好。
除了采用固定翼以外,想要更長的續(xù)航主要從能源方面著手,一個是改善當(dāng)前的鋰電池性能,但改進(jìn)的空間有限,另一個則是使用油電混合的方式增加續(xù)航時間。
相比電動方式,汽油帶來的能源更加高效。如中科靈動的多旋翼無人機(jī)在采用油電混合動力,創(chuàng)下了7小時38分鐘的航時紀(jì)錄。其靈動鷹-15能夠在加滿3L油時,載重3KG續(xù)航時間達(dá)到2小時,同時還能夠抵抗7級大風(fēng)。
而采用固定翼油電混合無人機(jī),續(xù)航時間更長,如廈門漢飛鷹的SD-60B,最大起飛重量可以達(dá)到55KG,最大任務(wù)載荷(燃油+載荷)達(dá)到15KG,在載荷為6KG時,續(xù)航時間可達(dá)6小時。
各動力對比|氫航科技
除了油電混合動力以外,另一個值得注意的是氫燃料電池,相比鋰電池及燃油發(fā)電機(jī)而言,氫燃料電池在能量密度、使用壽命、使用成本上都具有極高的優(yōu)勢。
在上文提到的杭州金錢豹走失一事,有多家無人機(jī)廠商都派出了自己的無人機(jī)進(jìn)行搜尋,但由于續(xù)航問題,只能在較短的時間內(nèi)進(jìn)行偵測,而氫航科技的無人機(jī)使用氫燃料電池能夠支持3.5小時的續(xù)航,為金錢豹的找回提供了有效的幫助。
采用氫燃料電池的無人機(jī)|電子發(fā)燒友拍攝
針對氫燃料電池的安全性問題,氫航科技的工作人員對小編介紹到,目前氫燃料電池已經(jīng)相對較為安全,也做過一些安全性試驗(yàn)。如豐田汽車曾經(jīng)將兩輛裝載氫燃料電池的汽車進(jìn)行對撞,也并沒有發(fā)生氫燃料電池泄露或者有其他安全問題的情況。
氫航科技也對氫燃料電池進(jìn)行過安全測試,在空曠場景中,將電池進(jìn)行穿刺,讓氫氣泄露,再用明火靠近,也并未發(fā)生爆炸等危險情況。據(jù)氫航科技人員解釋,這是由于氫氣一旦泄露在空氣中,會迅速擴(kuò)散上升,氫燃料電池并沒有人們想象中的那么危險。
真正困擾氫燃料電池普及的地方在于成本,一個是氫氣的運(yùn)輸成本,由于氫分子是最小的分子,再密閉的容器也很難保證不會輕微泄露,只能盡量控制,比如豐田采用的便是70MPa三層結(jié)構(gòu)的高壓容器,此外在于氫罐連接的閥門、管路等相比其他燃料要求更高,維護(hù)保養(yǎng)成本高昂。
另一個是催化劑,鋰電池主要用的是鎳鈷錳或鎳鈷鋁,而氫燃料電池催化劑則是鉑,價格昂貴。同時能源本身也比較貴,能源利用率也僅在50-60%左右。這些問題都在阻礙氫燃料電池的推廣。
目前氫航科技正在著手解決氫燃料成本問題,一旦解決,不僅是無人機(jī),汽車、手機(jī)、智能家居等用電產(chǎn)品都將迎來新的革命。
小結(jié)
隨著人們開始意識到無人機(jī)并非是一個玩具,而是可以當(dāng)做生產(chǎn)力工具來使用后,工業(yè)級無人機(jī)市場開始快速的發(fā)展。農(nóng)林植保、安防巡檢等需求也在帶動雷達(dá)、傳感器等市場的發(fā)展。同時,由于是無人機(jī),因此可以在其上用更為激進(jìn)的技術(shù),如氫燃料電池,可以不斷進(jìn)行開發(fā)迭代。工業(yè)無人機(jī)市場,正在迎來黃金時代。
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