

当无人机从消费级娱乐走向工业级作业,无人机低空飞行动力作为其“心脏”,正以颠覆性创新重塑万亿级低空飞行经济市场格局。
广东庆达科技股份有限公司(以下简称“庆达科技”),以超临界流体冷却技术、拓扑优化设计等无人机低空飞行动力核心专利为根基,在该领域构建起从材料研发到适航认证的全产业链技术壁垒,推动中国无人机低空应用从“小范围试点”迈向“规模化落地”。
近日,凤凰网深圳专访庆达科技董事长陈金胜,围绕无人机低空飞行动力技术创新与产业发展展开对话。

凤凰网深圳:在您看来,无人机低空飞行动力技术为何是无人机产业发展的核心瓶颈突破口?它对不同类型无人机的性能有怎样的关键影响?
陈金胜:我一直认为,无人机能不能“飞得远、载得重、飞得稳”,全看低空飞行动力系统。它就是无人机的“动力中枢”,功率密度、重量、稳定性这些参数,直接决定了无人机的作业能力。我们团队针对性研发的百千瓦级一体化推进电机,就是专门适配中大型工业无人机的低空飞行动力核心设备。通过超临界流体冷却技术,我们把这款动力设备的功率密度做到了5kW/kg,比传统无人机电机提高120%;再用拓扑优化设计把重量控制在30公斤以内——这对无人机太关键了,机身轻、动力强,才能兼顾载重和续航。现在,搭载这款动力的物流无人机,有效载荷从200公斤跃升到500公斤,续航里程突破300公里,之前没法实现的“跨城无人机货运”“大规模植保作业”都能落地了;应急救援无人机也能载更多救援设备,飞得更远去偏远地区救人,这就是无人机低空飞行动力突破带来的实际价值。

凤凰网深圳:无人机作业场景往往很复杂,比如高原、高温、低温环境,要让低空飞行动力适应这些场景,材料和工艺创新是不是起到了关键作用?您能具体讲讲吗?
陈金胜:是的,无人机的作业环境比大家想的更苛刻——高原低温、沙漠高温、沿海高湿,普通动力系统根本扛不住,所以我们在材料和工艺上花了大功夫,就是为了让无人机低空飞行动力“耐造”“好用”。我们专门开辟了“非晶合金+纳米复合材料”的双轨研发路径,完全围绕无人机的场景需求来设计。材料上,非晶合金铁芯能让无人机动力电机的铁损降低75%,再配合纳米晶涂层技术,就算在-50℃的高原冻土区,或者200℃的森林火场周边,无人机低空飞行动力系统也能稳定运行,不会因为温度极端掉链子;工艺上,我们用3D打印做了异形绕组结构,还设计了“血管式”冷却通道——无人机在夏天长时间植保作业,电机持续高负荷运转很容易过热,这个设计能让散热效率提升3倍,温升控制在30K以内,保证无人机不会中途“罢工”。这都是材料和工艺创新给无人机低空飞行动力带来的优势。

凤凰网深圳:在推动无人机低空飞行动力技术研发和落地的过程中,广东提供了哪些支持?又带来了什么效果?
陈金胜:广东的资金支持绝对是无人机低空飞行动力技术快速突破的“助推器”。比如针对无人机低空飞行动力系统创新的专项资金,我们全部投到了“非晶合金+纳米复合材料”的研发里——这两种材料是无人机动力的“骨架”,之前高磁导率带材的量产一直卡脖子,进口材料又贵又受限,有了这笔资金,我们加速突破了量产工艺,现在材料性能比进口产品还提升15%,不仅让无人机动力成本降了,还摆脱了对国外材料的依赖。围绕无人机低空飞行动力适航技术的扶持资金,我们用它迭代优化了超临界流体冷却技术,不仅让动力电机的功率密度稳稳保持在5kW/kg,还缩短了适航认证的性能测试周期——要知道,无人机要合规飞行,动力系统必须过适航这关,周期缩短了,就能更快适配物流、应急等商业化场景,比如我们现在和物流企业合作的无人机,动力系统提前3个月完成适航资质。

凤凰网深圳:现在全球无人机市场竞争很激烈,尤其是动力系统这块,您觉得中国无人机低空飞行动力技术的差异化优势在哪里?
陈金胜:我们走的是“材料-结构-控制”三位一体的创新路子,每一环都紧扣无人机的实际需求,这就是我们的差异化优势。在材料层,我们主导使用的非晶纳米晶复合带材,磁导率能到41000@100kHz,这种材料用在无人机动力电机上,能让电机效率提升 5%,别看只是5%,对需要长时间飞行的物流无人机来说,就能多飞20公里;在结构层,我们的无轭轴向磁通电机用了空心导体设计,铜填充率提升到85%,比国际主流方案高10个百分点——铜填充率高,动力传输效率就高,无人机在载重相同的情况下,能耗能降12%,续航自然更长;
在控制层,我们研发的无位置传感器矢量控制算法,能让无人机低空飞行动力电机的转速误差小于0.1%——这对需要精准作业的无人机太重要了,比如植保无人机,转速稳定才能保证喷药均匀,不会漏喷或多喷;测绘无人机也能飞得更平稳,采集的图像更清晰。之前这个
控制技术被BRUSA等国外企业垄断,现在我们打破了壁垒,让中国无人机的“动力大脑”也掌握在自己手里。

凤凰网深圳:未来五年,无人机低空飞行动力技术会朝着哪些方向发展?您和团队在这一领域还有哪些具体规划,能进一步推动无人机产业升级?
陈金胜:我们的目标很明确,就是构建“材料-电机-运营”的无人机低空飞行动力产业闭环,让每个环节都能支撑无人机产业的规模化发展。在材料端,我们计划建成非晶合金带材产线,未来能满足70%的中大型工业无人机低空飞行动力电机需求——现在无人机动力材料还存在部分依赖进口的情况,这条产线建成后,不仅能降低成本,还能保障供应链稳定,比如植保无人机企业不用再担心材料断供,能扩大生产规模;在应用层面,我们会重点拓展无人机混合动力场景,比如推进燃料电池空压机电机的国产化替代——现在纯电动无人机续航还是有局限,混合动力能让无人机续航突破500公里,比如跨省物流无人机,之前要中途换电池,现在一次就能飞完全程,效率大大提升。基于这些规划,我们预计未来五年,我司无人机低空飞行动力相关产值会以30%的年复合增长率,让中国无人机不仅“飞得好”,还能带动整个低空经济“跑得稳”。

结语
从无人机低空飞行动力核心部件的纳米级工艺,到无人机空域管理的国家级战略,陈金胜和团队一步步从无人机动力领域的“技术追随者”变成了“标准制定者”。
无人机产业的竞争,本质就是低空飞行动力全产业链技术实力的较量——动力强,无人机才能突破场景限制;产业链全,才能在全球竞争中站稳脚跟。在这场由无人机低空飞行动力驱动的“空中革命”中,中国正以材料创新为矛、适航认证为盾,在万亿级无人机市场中,开辟出属于自己的“飞行航道”。
文/凤凰网深圳主笔 陶韵西 实习生 麦梓妍 张颂筱
图/受访方供图
总策划/谢银波