载人无人机

那些不可思议的飞行机器

个人自动飞行器盘旋于天际

《那些不可思议的飞行机器》

驾驶直升飞机可不简单，尤其是要悬停的时候。你要用左手上提或下放总距杆（控制攀升或下降），用右手操纵周期变距杆（前向、后向或侧向移动），双脚操纵抗扭矩踏板（用以保持航向）。起初，以上操作就像是一个难以完成的舞蹈，但经过大量练习和小心的协调还是能够掌握的。相较之下操纵无人机就属小菜一碟了。一些无人机仅需智能手机应用就能操纵，使用者经验有限甚至毫无经验都不在话下。所以，神通广大的人们开始考虑制造易于操作、大小足够载人的无人机就只是时间问题了。

一个名为Volocoptor VC200（见上图）的载人无人机正在进行一系列飞行测试。这个共有18个独立旋翼的奇怪装置也许看似不够精巧，但它的制造者——总部位于德国卡尔斯鲁厄的e-volo称，它比常规直升机要稳定得多。它的操作方式无疑要更简单，一只手就能进行。摇动操作杆可使其左转或右转，按动“上”或“下”按钮可使其攀升或下降。若要着陆，操作者只需按住下降按钮直至机器安全落地。

Volocoptor及其他研发中的类似飞行器的设计理念同无人机一样，它们配备有各种传感器，包括陀螺仪、加速计和磁力计，再加上机载电脑系统，意味着这种飞行器大体上都在自动飞行。飞行员（或许称他们为操作员更为准确）只发出基本指令，必要的操控则由无人机自行完成，如悬停时维持平衡、自动保持位置，并对突发侧风等环境变化做出补偿。

无人机技术已有长足发展，因而载人无人机会以不可阻挡之势飞向天空——前提是它们能达到和其他轻型飞行器一样的安全标准，并由受过训练的飞行员操控。这种小巧的机器价格大致与高档汽车相当，成本只相当于一架新直升机的一小部分，从而很可能在休闲航空及航空体育运动中受到追捧。

下一步就是说服航空部门，使之相信由于这种飞行器的高度自动化，人们只需稍加训练便能安全可靠地操纵。让官员们相信这一点也许会花上几年的时间，但总归有实现的可能。航空部门之前就已同航空公司及飞行爱好者们合作开发了针对其他新型飞行器的特别训练项目，比如动力悬挂滑翔机和超轻型飞机。

一些人甚至设想载人无人机会获准提供自动驾驶的空中出租车服务。和使用优步应用叫车有些类似，自动操控的无人机会响应召唤并将乘客迅速带至目的地。这就引发了很多关于保险、基础设施及公众责任的棘手问题，因而这种服务的实现要等很多年。但以此为目的的征程也许已经开始。

不用于载人的无人机已经可以在遵从现有指导方针的条件下使用。六月底美国联邦航空管理局（FAA）发布了55磅（25公斤）以下民用无人机的管理规章。其中规定，无人机必须在操作者视距范围内飞行，高度在400英尺（122米）以下并避开人群。操作者若出于商业目的要使用无人机，必须接受一项获批的训练课程。一些飞行如派送货物可以申请超视距豁免；但重量超过55磅的无人机需和常规飞机一样进行登记，并面临更为严格的监管。

“让我们再次舞动”

无人机的魅力在于它们操作简便。与大多数直升机不同，悬停中的无人机会用到多个旋翼。很多无人机都基于一种名为四轴飞行器的设计——它有四个旋翼，位于彼此呈90度的机臂上，每个旋翼都直接由一个电动马达控制。单旋翼直升机产生的扭矩会引发扭转效应（没有尾桨对抗扭矩，直升机就只能无望地转个不停），但无人机通过顺时针转动两个旋翼，逆时针转动另外两个，即可抵消这种扭力。此外，直升机飞行时需调整桨距（桨叶击打空气的角度），无人机的多个旋翼桨距则是固定的，飞行时只需依电脑的控制单独变换其中一个或多个旋翼的转速。由于这种设置所需的活动组件比直升机更少且更简单，无人机的生产和维护也会更容易、更经济，还有可能会更安全可靠。

总部位于中国广州的无人机制造商亿航正在研发的单人载人无人机也使用了四轴飞行器的设计，但增大了扭力。“亿航184”共有8个旋翼，每只机臂各有两个，但一个朝上，一个朝下，每个旋翼都由独立马达驱动。这种设计额外提高了安全系数——即使一个马达或旋翼发生故障，机器仍可飞行。按亿航创始人胡华智的计划，亿航184将于今年晚些时候在内华达州展开飞行测试，以获得FAA颁发的适航性认证。

亿航最终想实现的是，乘客只需在亿航184的控制屏上输入目的地，系好安全带，即可任由无人机载着他们全程自动飞行。这款无人机的设计速度是每小时100公里，电池续航时间23分钟，之后则需充电。以现有的电池技术，若要在耐久性和运载能力方面打败常规直升机，载人无人机还有很长的路要走。但空中客车等大型航空公司都相信，今后的载人无人机将使用电力及混合动力系统。

飞翔的芯片

Volocptor的18个旋翼把无人机的概念又向前推进了一步。芯片生产巨头英特尔今年年初收购的德国无人机公司Ascending Technologies，在控制旋翼的电子系统方面向e-volo提供了帮助（这款飞行器装有100多个微控制器）。旋翼数量越多，提供升力就越有效，且会在发生故障时保证更高的冗余度。万一有重大突发状况发生，还有降落伞可以仰仗——有了它，机上乘客只需坐定，完整的无人机连同乘客就能平稳地落地。

VC200今年初已从德国航空部门得到飞行许可。它总重450公斤，在现有状态下，一次能飞行30分钟。完成一系列飞行测试后，VC200应该会在2017年前获得名为“超轻型飞机”这一类别的全面认证。这家公司之所以采取这一路线，原因是这样可以让VC200尽快升空，并使公司得以积累宝贵的飞行经验。毕竟，为载人无人机创建一个合适的新类别尚处于讨论的阶段。

e-volo的一位负责人弗洛里安·罗伊特（Florian Reuter）说，除了休闲玩家外，应急服务也许也会使用到无人机。例如无人机可直接飞往事故发生地点，而无需依赖直升机和专业飞行员。四座版VC400也在计划中，同时还会有混合动力版本——它将配备汽油驱动的増程器。罗伊特补充道，他们的终极目标是能让Volocoptor为城市等拥堵地区提供穿梭航班的服务。积累了更多此类航行的操作经验后，监管部门便可以考虑载人服务是否可以享受完全的自主。

英国的马洛伊航空学（Malloy Aeronautics）公司则没有走寻常路。这家公司正在开发一种可以像摩托车那样供人骑乘的无人机。低空飞行摩托Hoverbike已发展到了第三代；起初它只有一前一后两个旋翼，但现已发展为四旋翼。然而，它的外观并不像一个典型的四轴飞行器。它的一对旋翼位于前端，另一对位于后部，每一对旋翼都是位置上下略微错开，并部分重叠。目前，这家公司已为该飞行器进行了飞行测试，但并没安排真人乘坐，因为它想在安装座椅及把手、生产出载人版本之前先全面完善软件和系统。但马洛伊公司已试飞了实物三分之一大小的遥控样机，上面安放了一个飞行员假人（见下图）。

Malloy的一位负责人格兰特·斯泰普尔顿（Grant Stapleton）说，研发Hoverbike的初衷是生产出结实耐用且操作简单的飞行器。该款无人机为长方形而非正方形，因此更易于用车辆或其他飞行器运输，并且可在复杂的环境中（如山脊）操作和着陆。这家公司同时也在和美国陆军研究实验室（ARL）合作开发Hoverbike。这个版本的飞行器会采用和摩托车一样的基本控制方式，如右手位置的节流阀手柄，并用把手进行其他操作。

载人无人机形式多样，可能会有广阔的市场。除军事和商业应用外，它们或许还可广泛用于休闲活动。此外它们还为载人飞行和不载人飞行的结合创造了新的可能。斯泰普尔顿已经知道他想怎么用自己的无人机了：飞到一座山上，降落，踩着滑雪板滑下山；Hoverbike已按要求在山下等候，马上就可载他上山再来一趟。

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