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清华五博士瞄准军用无人直升机领域 从全球457万大学生中脱颖而出

2019-11-01 14:17 编辑:TF017 来源:北京晚报

创业四年,五位出自同一实验组、同样拥有飞机梦的清华博士,书写了一份靓丽的青春答卷:创立公司,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“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛上,凭借该技术,他们成为“明星团队”,从全球457万大学生、109万项目中脱颖而出,一举夺冠。

突破常规

瞄准军用

无人直升机领域

爱飞机、学飞机、造飞机,在清华求学九年,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,也始于一次飞行。2014年双创浪潮兴起,出差路上,李京阳正修改飞机设计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,开始了无人机之旅。

经过周密调研,他们得知,我国尖端无人直升机研制落后美国近半个世纪,军用无人直升机更是空白,需求迫切,于是他们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,无法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,并增加新式尾桨,保证推力,也就是交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机。

深夜街头

废弃停车场里忙测试

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,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”,抓拍者正是印明威。

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,大家高兴得集体呐喊;第一次双桨起舞、交叉旋转,激动得半夜向导师报告喜讯。

造无人机,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,“我们只能趁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。

四年磨砺

才下手术台又进试验场

首款交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机,被李京阳命名为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。

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(飞行控制系统形成控制指令的算法),之后再利用系列试验完善参数和模型。

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,对设计控制律的理解也更加深入。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,女朋友心疼得直抹眼泪。

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,学校的停车场已经不能满足需求,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。但在一次试验中,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。当时走的时候,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,他们又在石家庄一处厂房待了一年多。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了段子,“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。

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。

燃情时刻

进入全军武器系统采购网

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100千米每小时,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,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。

第五届中国“互联网+”大学生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。 清华大学供图

创业者说

“不妥协,直到变老!”

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。” 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过苦日子的准备,印明威记得,刚开始五个人每个月就拿两千元,有三四个月甚至发不出工资。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元。今年,他们的工资有小幅提升,可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。”

手指被齿轮铰进去,在试验厂房遭遇蛇和老鼠,在零下25摄氏度满是坟地的荒谷里试飞……逐梦之路,从不是一帆风顺,挑战一路相随,但他们从未想过放弃。

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!

 

来源:北京晚报 记者 任敏

流程编辑:TF017

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