吃在福州又到台风季！记防汛抗台神器福建漳州无人机研发团队黑脸娃娃做几次有效

国网福建省电力有限公司无人机工作室。禹强摄。

　　6月13日，受今年第2号台风苗柏影响，福建省启动了防暴雨III级应急响应。处于台风多发地区的福建，电网企业正积极做好防汛防台各项工作，国网漳州供电公司无人机研发团队的小伙伴们也正在完善现有的放线机、清障机等，以应对不时之需。

　　2016年超强台风“莫兰蒂”灾后抢修中，有一架喷火清障无人机大显身手，今年“五一”期间还登上了中央电视台新闻联播。它正是这支队伍的作品。

　　现实难题催生梦想：自己“造”无人机

　　在漳州，有一个“国网福建省电力有限公司无人机工作室（检修基地）”。工作室里的数十台无人机，都是国网漳州供电公司无人机研发团队自主研发的。

　　这个团队，是由国网漳州供电公司无人机班组与班组外柔性成员组成的一支队伍。

　　漳州南部面海，中部、中东部及西北、西南部地处山区，原始热带雨林众多，输电线路运行环境恶劣。

　　若按传统巡检方式巡检，需要较多的人力，不仅危险而且效率不高。

　　在输电运检领域使用无人机，可以弥补人工巡线之不足。“从实践看，无人机巡线效率是人工的3-5倍，查找故障是人工的10倍。”老陈说。

　　老陈，是国网漳州供电公司运检部输电室副主管及科技项目负责人，也是研发团队队长，专门负责无人机的研发和运维。

　　“无人机原本是对工艺要求极高的航空体系。民用级别无人机，直到现在，体系都还不够严谨。”几年前，老陈研究分析了当时市面各类无人机，续航能力不足、飞行控制系统不完善等问题，使这些产品不适应于输电运检。

　　“并且，在后来消费级无人机市场进入‘红海’期后，市面上无人机很多细节用非常廉价的方案，导致应用中出现非常多的问题。每次出现问题后，要在整个系统查找到问题的根源，是一个庞大的工程，往往飞机坠机后再来找问题都于事无补。”老陈说。

　　“所以，只能自己去搞，按照严谨的航空工业要求，去制造适用于输电的工业无人机。”

　　为了用最少的资金办大事，为了将来可以更好地使用、维护，以便更好地开展输电线路巡检，更好地防灾减灾，他决定，自己“造飞机”。

　　2008年起，国家电网公司系统开始研发和使用大型无人机。国网福建省电力有限公司是国家电网公司无人机第一批试点单位，2008年开始无人机巡检科研项目研究。

　　当2012年6月，漳州供电公司率先开始研发小型、基于实用化、适用于输电的无人机时，目前国内市场上畅销的消费级无人机还没有问世。

　　“造”飞机，从何入手呢？

　　首先，构筑自己的理论知识体系。气象知识、空域知识、无人机构造知识，电子线路连接、飞行原理、遥控系统、无人机日常维护、民航无人机法规等等一系列课程，都是必修课。

　　与此同时，他们研究国际知名院校研发的消费级无人机，选用合适的原材料，选用合适的原理，进行组装，调试电路、焊接。甚至研发出更合适的重要组件，如电机等；制作一些用来“造”飞机的配件，如空气动力试验仪器等。

　　不论是配件，还是重要组件，老陈团队提供技术构想和试验，合作厂家“低成本”制造样品，双方实现技术共享。

　　接下来是实践试飞。经过无数次失败后，2013年10月28日傍晚6点左右，老陈团队自主研发的输电线路巡检用无人机，实现“飞巡”15分钟顶人工1小时，查看望远镜都看不清的线路“死角”。

　　2个月后，2013年底，国网漳州供电公司春节保供电应急演练中，老陈团队研发的小型无人机开展了“超视距”飞行——超出600米、肉眼看不见的飞行。飞行半径达3-6公里。

　　至此，自主研发宣告成功。更重要的是，他们构筑起了自己的知识体系，开启了自主创新的新征程。

运用自主研发的喷火清障无人机进行清障。陈锜摄。

　　艺高人胆大？——各有绝招的队员们

　　无人机，按形状分为多旋翼和固定翼。运用于输电运维领域，前者巡视线路本体，后者巡视线路通道。

　　老陈团队研发的无人机，按功能分为巡视类和工程类。工程类又包括清障机、放线机、勘测机。而清障又分为一代机和二代机。

　　一代机即热熔清障无人机。

　　在老陈团队里，每个人各有绝招。比如，小明为主改装消费级无人机，使其实用化。小平为主发明了热熔清障装置，这是在市场上无同类产品的情况下发明的。

　　2015年4月，热熔清障无人机首次用于清除220kV导线上的氢气球，完成福建省首例高空清障任务。

　　此后，研发团队主力小陈、小林等人继续创新之路，研发出清障二代机——喷火清障无人机。

　　2016年9月17日下午17点左右，抢修人员发现，受台风“莫兰蒂”影响，地面上的布条被风吹起、缠绕到220kV兴泰变导线上，需紧急处理。

　　在以往类似清障工作中，要在线路密集的导线上处理异物，需先停电，并使用软梯，步骤繁琐，仅单纯清障时间（不包括输电线路停、复电操作时间）就需40分钟以上。

　　当天，接到命令的小林等人火速到达现场。

　　勘察现场情况、确认可以操作，并经部门批准后，他们开始操作无人机，通过无人机向布条喷洒汽油，待布条充分吸收汽油后，利用喷火器使其自燃。

　　单纯清障过程，仅用了不到5分钟，极大提高了工作效率。

　　当时，在线路十分密集环境下——2条母线间只有大约3米距离，无人机螺旋桨外侧紧贴母线——执行如此高准度低空清障操作，在全国尚属首例。

　　这其中，还有一个细节是，无论何时何地，执行喷火清障任务时，他们都有专人执灭火器守在近处，随时做好灭火准备。

　　2016年，福建接连遭遇“尼伯特”、“莫兰蒂”、“鲇鱼”三场强台风袭击，防灾抗灾，不论是在本地，还是支援外地，老陈团队都大显身手——共完成台风灾前灾后特巡100余架次，加快了灾后电网抢修步伐。

　　随着无人机应用日趋广泛，“续航能力”成为一个越来越突出的短板。

　　为此，老陈团队又一次展开了头脑风暴。

　　老陈、小林向上海某科研所专家咨询后，通过不断测试，建立了无人机动力系统（包括无刷电机、电子调速器、螺旋桨等）测试体系。

　　目前，该团队已通过该体系分析得出100多份动力系统匹配数据，为多旋翼无人机提升续航能力23%——至52分钟，为固定翼无人机提升续航能力135%——至96分钟，较大地提高了行业实用型无人机的功效。

　　对无人机而言，相机与云台的搭配历来是技术难题。

　　云台承载力有限，如电梯；相机如人，太重则过载。而相机太轻，则像素不可能大，则拍照不精确。

　　这个团队还与厂家一起设计无人机的云台，使得云台能承载达30倍变焦、2000万像素的相机。

　　经过改造，他们操作的无人机，距离输电线路30米拍摄的照片，可以拍到销钉级别（直径2毫米）配件。

操作无人机。禹强摄。

　　“这不是娱乐，是要吃苦的”

　　“大家集中站一排，又黑又干又瘦的，就是搞无人机的。”接受记者采访时，老陈笑着说，“飞好无人机，也是要吃苦的。”

　　在同样遵守无人机相关法律、法规、规定的前提下，输电运维领域使用无人机，比玩家玩无人机要难得多。

　　“无人机是超低空飞行，特别是输电线路巡检，贴山飞行难度大。”

　　“24节气、气象学、空气动力学、无线电、材料学、电子学、自动化、重机……这些知识都得有。”

　　“无人机起飞，也要看‘黄历’。”老陈说，福建沿海、山多造成气候扰动、变化多端，眼睛看着这样，转一个方向又不一样。特别是农历十五前后，不适宜飞行。

　　老陈的团队，从早期的8个人，发展到现在的36人，平均年龄仅27岁。其中有21人考取中国民航总局的AOPA无人机资格证书，16人考取无人机机长证。

　　无人机班组的5名专职成员，全部有“机长”资格证。其中小林有无人机、无人直升机教员资格证，为AOPA最高级别。

　　2016年8月，平和110kV北常线在半个月内跳闸4次，15名运维人员巡查了3遍，还是查不出原因。

　　后来，无人机班组出动，分成4组，全线巡视。130多基杆塔、40多公里长线路——都跨到云霄了，仅用2天时间，即发现全部故障——主要是线树距离不足造成的。

　　平和输电运维人员后来感慨道：“1个人，一天爬4基塔是极限。130多基杆塔，相当于1个人30天极限工作量。使用无人机，效率明显高多了。”

　　今年4月的“海西杯”高压线路带电检修工（多旋翼无人机作业）技能竞赛中，国网漳州供电公司代表队使用自主研发的无人机参赛，以总分高出8分的绝对优势夺得团体冠军。

　　无人机的高度，以及更高的高度

　　近年来，国家大力推进“大众创业、万众创新”，国家电网公司提出创新驱动发展战略、推动青年成长成才。国网福建电力也持续推动全员创新，推进劳模、青年创新工作室建设，大力推广创新成果。

　　于2016年12月29日成立的“国网福建省电力有限公司无人机工作室（检修基地）”，开展国网福建电力系统无人机专业技术支撑、专业管理和技术服务。同年，国网福建电力系统有10家单位成立无人机专业班组或柔性班组。

　　目前，国网福建电力系统已全面实现多旋翼无人机常态化巡检。

　　老陈团队的“一种小型多轴无人机展放牵引绳的施工方法”等2项发明获得“发明专利”，“一种实现电热切割的飞行清障无人机”等6项发明获得“实用新型专利授权”。“输电超视距飞行巡视模式的研发”获得2016年福建省百万职工“五小”创新大赛一等奖。

　　现在，这个团队正着手做的，主要是根据电网工作需求，完善现有的放线机、清障机，完善固定翼的设计，应对福建山区狭隘空间和气流变化，应对各种特殊情况。

　　高度决定视野。也许老陈的团队，以及更多有志于创新的人，正在用无人机思维、无人机高度，以及更高级的思维模式、更高的高度，创造更加美好的生活。(刘丹青 禹强 陈锜 康烨）