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作者丨卜松
编辑丨刘恒涛
图源丨玮航科技
随着无人机在农业、电力、能源勘探等领域的不断深耕应用，消防无人机也开始有商业化落地的探路者。
7月22日，玮航科技在全球新品发布会上，发布了全球首创的涵道风扇高空系留灭火无人机系统“敖钦”。这款被比喻为“空中消防车”的消防装备，凭借其救援效率和灭火能力，引起了业内的广泛关注。
玮航科技涵道风扇高空系留灭火无人机系统“敖钦”
“敖钦”所搭载的无人机，能够上升至100米以上，达到20-30升/秒的持续液体流量，灭火能力与大型传统消防车不相上下，且是业内现有旋翼灭火无人机的10倍以上。更重要的是，由于“敖钦”的整体尺寸小，接警后可快速抵达现场，灵活穿梭居民区，并在3分钟内完成部署和抬升，更能有效把握“黄金救援时间”。
在资本层面，玮航科技已在今年上半年完成了由鼎晖百孚、自贡创发集团联合投资的最新A轮融资，公司的历史投资方还包括启迪之星、顺为资本、变量资本、中科先进等。
技术转化：
从清华园到消防前线的转变
玮航科技创始人兼CTO张磊出生在辽宁沈阳，毕业于清华大学车辆与运载学院。2011年，他师从张扬军教授读博，研究方向为新能源及运载装备动力领域。
2020年3月，张扬军教授团队因论文“电动飞机涵道风扇与电机建模与初步集成设计”获得了国际自动机工程师学会颁发的“SAE2019莱特兄弟奖章”，成为该奖项自1924年设立以来首次获此殊荣的中国团队。
麻省理工学院（MIT）阿罕默德·高涅姆（Ahmed F Ghoniem）教授高度评价了这项成果。他认为，涵道风扇的优势在于，它的外部具备涵道体，结构紧凑，却能在同等功率下产生更强推力，显著提升效率。这种设计大幅降低噪音和热辐射，并兼具隐蔽性与安全性。因此，该团队的研究成果可大幅降低电动飞机能耗，是提高未来电动航空和城市空中交通运行效率的关键技术。
随着涵道风扇相关的关键研究成果具备产业化转化契机，玮航科技应运而生，张磊与师弟李也成为玮航科技最早的创始团队。在清华期间，张磊与李也在同一课题组，张磊主攻动力研究，李也则聚焦于飞行汽车的总体设计。
2017年至2018年，无人机配送市场炙手可热，许多物流公司尝试用旋翼无人机进行末端配送。在创业初期，两人将目光投向末端配送无人机市场。他们认为，涵道风扇在安全性和低噪声方面有优势，适合需要与人接触的配送场景。
然而，随着时间推移，他们发现末端配送无人机的市场以及商业化并不容易。相对固定的“点对点”配送、大中型城市对于空域管理的严格规定以及成本缺乏相对优势等问题，让应用场景受到限制，导致需重新思考该创业方向的可行性和价值。
这次尝试，让团队意识到，技术再先进，也必须找到一个刚需市场以及充分考虑成本可行性和可实现的商业化路径，并且这个需求必须能让涵道风扇技术发挥独特优势。尽管已经做出了末端配送的机型，公司仍需找到下一步的转型方向。
2020年下半年，消防进入了玮航团队的视野。
玮航团队发现，高层建筑火灾救援是一个全球性难题，传统消防装备“够不着、灭不掉、跑不快”的痛点尤为突出。“传统的举高消防车主要使用云梯，受限于机械结构，作业高度有限，且车身笨重，难以快速抵达现场；而现有的消防无人机普遍采用旋翼式结构，虽然灵活，但载荷能力太低了，只能喷射压缩空气泡沫，无法承担主战灭火任务，对火势的控制效果远远不如以喷水为主的传统消防车。”
而如果把涵道风扇技术应用到无人机上，通过涵道风扇的大推力优势，能够显著提升无人机的起飞重量，让无人机拥有大载荷能力，以实现大流量的灭火能力要求。这恰好能够弥补旋翼无人机在灭火能力上的不足，同时还有无人机“够得着、跑得快”的优势。
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最终，玮航科技将首个产品方向锁定在应急消防领域。
涵道风扇：
重新定义高空灭火的“黑科技”
玮航科技的核心竞争力，在于其掌握的国际领先的电动涵道风扇推进技术。采用这项技术的无人机，与传统的电动旋翼无人机相比，具备推力大、尺寸紧凑、噪音小、安全性好等独特优势。
依靠这项技术所诞生的产品，是一个以消防车为移动载体，由其搭载的大推力涵道风扇无人机实施灭火作业的系统。用张磊的定义来说，“这是一套完整的高层消防系统解决方案”。
这套系统，相比传统消防车或者旋翼式灭火无人机，有几大优点。
首先是大载荷能力。与同尺寸的旋翼无人机相比，“敖钦”搭载的涵道风扇无人机，额定起飞重量增加了5-10倍，超过800公斤。这意味着它能够挂载大口径消防水带，实现20-30L/s的喷水流量，达到传统主战灭火装备（如大型消防车）的水平。而旋翼无人机通常只能喷射小于3L/s的泡沫。
“该款涵道风扇额定推力达100公斤，峰值推力可达200公斤，通过优化气动设计和电机功率密度，兼顾了大推力和高效率，灭火能力远高于旋翼无人机。”张磊说。
其次，是高安全性。涵道风扇无人机的旋转叶片被涵道体包裹，桨叶不易被树木、电线等障碍物缠绕或损坏，降低了救援过程中的二次风险。
玮航科技在展会上展示涵道风扇无人机
第三大优势，是快速响应与部署。玮航科技与第三方消防车厂商合作，定制了与无人机适配的消防车辆。一台搭载无人机的定制消防车，由于仅需搭载无人机，整车长度被缩短至10米左右，相当于一辆中大型厢式货车。相比于动辄长16米的传统举高消防车，它能够灵活穿行城市区域，保证第一时间抵达火灾现场，且开展作业所需的空间大大缩小。
到达以后，消防车辆可一键启动，自动地打开无人机舱顶部舱门，车内液压系统将无人机平台抬升至顶部，经过玮航培训的操作员便能操控无人机立即起飞，在1分钟内快速飞至百米高度。张磊表示，其整体部署速度仅需3分钟左右，与传统云梯车相比，提升90%以上，将救援时间压缩到原来的十分之一。这种“跑得快”的特性，对于争分夺秒的火灾救援至关重要。
此外，由于采用系留供电和供水，无人机连接上供水管，连续作业时间不低于6小时。这意味着，只要来自消防车的供水和供电持续，无人机基本就能持续进行灭火作业，直到火情得到控制。
张磊介绍，无人机飞控系统还可根据高层建筑上空的风速，实时自主调整飞行姿态，提升了空中稳定性，实测在6级强风条件下仍可保持相对稳定的悬停。
城市的高层写字楼，通常都有大面积的落地玻璃，玮航科技的无人机可以发射高性能破窗弹，依靠搭载的高分辨率热成像与高清摄像头，可在浓烟遮蔽、视线受阻的复杂环境中，精准识别建筑玻璃结构，计算破窗的角度与力度，通过破窗弹把窗户击碎。
以涵道风扇技术迭代
撬动更多应用场景
据介绍，按照国家消防装备质量检验检测中心要求，“敖钦”已经在今年7月18日完成委托检验，有望成为全球首个在城市高层建筑消防领域具备主战灭火能力的规模化使用飞行平台。
张磊透露，产品发布之后，“消防系统多家单位都对这款装备表达高度期待和认可”。
市场拓展层面，玮航科技所瞄准的客户群体，一是全国各省市的消防总队和支队，二是对工厂灭火有需求的大型石油化工集团。张磊表示，玮航科技已与诸多地区展开了接洽和沟通，如成渝地区、长三角和珠三角。“这些地区高层建筑密集，火灾救援需求更为迫切，也很关注新技术和新装备。”
随着涵道风扇高空系留灭火无人机系统的成功测试，以及市场对其潜力的认可，张磊透露，今年年内有望与不少城市的消防部门签订订单，销售收入有望达到数千万人民币。
“我们后续的开发目标是实现自主飞行、自动起飞、自动降落、自动寻找火点目标等功能，降低对操作员的技术要求。”张磊说，为实现上述功能，团队正在开发一套多传感器融合解决方案，包括动态感知算法、红外和视觉识别技术等，以实现精准定位和灭火。
玮航科技低空应急场景产品规划图
张磊认为，在低空经济中的城市立体交通领域，涵道风扇技术是对旋翼的升级换代技术，是安全、安静、紧凑的飞行汽车能够实现的关键。在产品策略上，玮航科技的基调是“小步快跑”，从应急消防向更多领域延伸，除了高空消防，张磊希望玮航科技的产品在其他低空应急场景、国防装备、城市飞行汽车上都可以应用。玮航科技将持续投入电动涵道风扇推进系统的研发，致力于“成为电动航空下一代动力推进系统的领导者”。
