低空飞行器的高科技之翼

朱剑锋在查看低空飞行器的动力情况。照片由受访者提供

周谷越在检查无人机传感器。照片由受访者提供

赵龙飞所在团队的成员在野外试飞扑翼式无人机。照片由受访者提供

　　 这群正在擘画“汽车飞满天”图景的理工人，绝非空想家。

　　 在他们的努力下，曾被人们视为“黑科技”的无人机，早已融入日常生活，如同家用电器一般平常。

　　 今天，当人们惊叹于无人机在巡检、消防、遥感测绘等领域大展身手，在物流、低空文旅等更多场景中挥洒能量时，它们的创造者――低空经济领域的科技工作者，已把更多关注的目光投向eVTOL（电动垂直起降航空器）及更多低空飞行器。

　　 “只要有充足的资源和时间，想造什么造不出来？”采访时，厦门大学航空航天学院动力工程系副教授朱剑锋的豪情壮志让记者动容。他们敢想、敢做、敢试错，努力把人们想象得出的科技产品造出来，又努力让这些产品“飞得好、用得广、买得起”。

　　 “低空经济”对不少人来说还是个新鲜词，但低空经济领域的青年科技工作者们已耕耘多时，蓄势待发。这群拥有“理工思维”的青年人，也有诗一般的座右铭――“让人类的创造无限接近想象力的边界”。

　　仰起头看到了更广阔的世界

　　 从氢能汽车领域研究转到电动飞行汽车领域研究，浙大城市学院信息与电气工程学院智能工程系主任张新丰一直习惯于“走出舒适圈”。行业前沿的事物让他充满好奇，他相信未知的地方、新鲜的事物总是藏着更多希望。

　　 2021年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》发布，“建设现代化综合交通运输体系”的要求得以进一步明确。“道路上车水马龙，大家司空见惯。若要有些不同，那就只能让汽车飞起来了。”对专业发展有着敏锐嗅觉的张新丰，决定把研究对象“从地上转到天上去看看”，开始了电动飞行汽车的研究。

　　 “像是井底的青蛙跳上了井边。”张新丰说，“把头仰起来后，看到了更广阔的世界。”他在科研路上，看到了低空飞行器更多的应用场景，有国土安全的保护，有文旅开发，有水资源监测……多山、多河、多群岛的浙江自然环境，给他带来很多灵感。那些架桥铺路无法连接、汽车轮船难以到达的地方，他相信能用电动飞行汽车抵达。

　　 北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院副研究员赵龙飞则在“举目远望”时，望向了广袤农村。

　　 “一座山与一座山相隔几百米远，可汽车得走几个小时。”在各地调研时，他和团队切身体会到一些山区的交通不便。“如果飞行器能普及到这里，物流效率得高多少倍？”团队相信，无人机技术发展会对广大乡村带来深刻的变化，能让边远的地区通过空中网络和大城市紧密结合。

　　 赵龙飞目前正在研发的是一种新型的垂直起降飞行器，载重能力在百公斤级。他认为在未来，这些不需要跑道、可以在非铺装地形起飞的飞行器，也许会成为一种消费级通航产品。

　　 “这类飞行器能在沿海地区与中西部地区、城市和乡村之间，弥补公路铁路网络的局限性，让运输效率变得更高。”他课题研究的思路很朴素――“就是那句耳熟能详的‘要想富，先修路’”。只不过，他所说的“路”，是空中的路。它建成后，铺设于城乡之间的二维交通网络，将拓展至三维。

　　为将来的使用者着想，越细致越好

　　 2019年，朱剑锋所在的团队研发出“翔安一号”自转旋翼机，这款飞行器在无人驾驶、软件和组件设计等方面均取得突破。但他们不满足。“如果造出来的东西人们用不起，又有什么意义呢？”朱剑锋和团队关心成本问题。

　　 记者了解到，当前，一款普通的汽车发动机的成本在2万元左右，对应功率等级的航空发动机则要30万元左右，差距巨大。

　　 “关键在于，只有成本可控，飞行汽车才有机会进入流水线、进行大规模生产，才有可能成为新交通方式。”朱剑锋说，从此，团队开始在降低成本与保证功能之间寻找平衡点。

　　 朱剑锋和团队想了很多办法。他们论证了使用汽车发动机替代航空发动机的可行性，在此基础上解决了一系列问题。“两种发动机的工作原理是相似的，只不过航空发动机能为飞行提供更多、更稳定的动力。”朱剑锋介绍，飞行器的运动姿态更复杂，这就对动力系统提出更高的要求，他们为此在保障发动机的润滑能力等各方面深入研究。

　　 经过技术改进，朱剑锋和团队的发动机替代方案已经成熟。如今他们正进行不同级别和类型的实验，验证这套方案的可靠性。

　　 这些热衷挑战想象力、研究“飞起来”事物的科研人，做事很谨慎。

　　 对他们来说，时间、技术、成本，都是需要考虑的因素，一套实验方案，一定会经过反复的打磨和论证，才会投入实验。所以一向果断利落的张新丰常常“迟迟下不了决心”。没有把握的时候，他情愿回到文献中去，到同行的研究中找办法，在思考他人的困难时为自己的研究谋划。他知道，慢一点，是为了走得更稳，“总不能把这些隐患留给未来要使用飞行汽车的人”。

　　 “汽车也许可以抛锚，飞行汽车绝对不行。”张新丰回忆，有一次做实验，因为电池问题，飞行器的桨叶失控，撞翻在楼板上。人没有出现安全问题，但楼板被撞破的痕迹似乎烙在了他的心里。它时时提醒着张新丰，研究不可只追求速度，要更多为将来使用它的人着想，越细致越好。

　　朝着目标飞，也要“沿途下蛋”

　　 飞行器实现飞行运动，依赖的基本技术是相通的，研究人员不断升级技术，目的是让飞行器的运动强度、运动复杂程度越来越高。除此之外，面对不同的场景和需求，设计者们需要对飞行器做出相应的调整，让飞行器适应不同的环境，实现更多功能。

　　 赵龙飞一直研究的扑翼飞行器，模仿的是自然界的鸟类。这种扑翼飞行器隐蔽性强，能融入自然环境。“它一定能运用到更多的场景。”赵龙飞对自己的设计充满信心。他介绍，扑翼式飞行器可以进行自然保护区的环境监视、动物拍摄与计数等工作；可以伪装成猛禽，在机场使用有很好的驱鸟效果。

　　 “未来，扑翼式飞行器也许会在临近空间、火星等大气稀薄的场景中，拥有一席之地！”赵龙飞拥有远大的目标。

　　 低空经济领域的一些青年科技工作者把自己比作“飞翔的鸟”，又把研究时的阶段性成果和意外发现比作“沿途下蛋”。

　　 朱剑锋和团队常常因“沿途下蛋”而振奋。“看到飞行器上的旋翼，乘客会不会有不安全感？”团队为旋翼飞行器加装特别设计的包裹罩、提高飞行器“颜值”时，得到更多收获――不仅减少了噪音，还降低了旋翼故障引起的叶片掉落带来的安全风险。

　　 “进一寸有进一寸的欢喜。”朱剑锋说，有了一个个技术突破带来的积累，才可能会出现跨越式的质变。一项新技术从提出设想到落地，再到论证能被推广，会经历无数道关卡和无数次失败。

　　 “做几百个方案、经历几百次失败之后，才可能得出一个可行的结论。这是我们做科研的常态。”朱剑锋说，但再小的成果，也意味着大家又朝着“那个满是飞行汽车的未来世界”迈进了一步。

　　 他们深知飞向未来的路充满未知和艰辛，没有捷径。他们在“起飞”前就知道：在这个人们带着迫切愿望探索低空飞行相关知识、投入精力研发低空飞行设备的时代，他们身处最前沿。

　　 （记者 彭景晖 刘习 通讯员 刘昱琛）