中国工业报记者 郭宇
7月4日,“工信产业大家谈——低空装备创新发展交流会”在广东深圳举办。航空工业西安飞行自动控制研究所副所长张俊华带来一场极具颠覆性的技术分享,跳出传统飞行器硬件研发思维,以汽车电动化架构变革为对标,详细阐述了低空飞控系统的全新进化方式——用分层架构、解耦设计、微控制器服务化,让无人机飞控告别“一机一版、笨重固化、迭代缓慢”的老模式,迈入“可配置、可升级、可订阅、可通用”的智能时代。
长期以来,很多人认为无人机比拼的是机身、载重、航程。但在张俊华看来,低空经济飞行器不是传统航空的技术降维,而是结合航空与汽车产业链优势的升维重塑。而真正决定低空产业能不能爆发、能不能量产、能不能商业化的,是飞控体系设计与制造的技术提升。
张俊华说,传统航空飞控最大痛点非常明显,高度绑定机型、代码高度耦合、系统封闭固化。每一款新飞机、每一个新场景,几乎都要重新开发、重新验证、重新定型。需求一变、结构一改,整套系统就要推倒重来,研发周期长、成本高、无法快速适配物流、巡检、载人、应急等千差万别的低空场景,严重拖慢了整个行业的迭代速度。
针对行业挑战,张俊华提出了全新的破局思路——低空产业想要质变,必须先在研发方法论上完成质变。
“我们要在方法层面实现系统性提升,保证每一条设计变更,从需求、研发、代码到验证,做到全程可追溯、可闭环、可追责。”只有建立全流程标准化、可溯源的研发体系,低空装备才能从“手工定制时代”跨入“工业化量产时代”。
他用整个科技产业最经典的变革案例做类比,新能源汽车之所以能实现跨越式发展、快速迭代、持续升级,核心并不是电池、电机的单点突破,而是特斯拉彻底重构了整车电子电气分层架构,实现软硬件解耦、平台通用、功能可升级。
“汽车的变革是架构的变革,低空飞行的未来,同样是架构的变革。”张俊华直言。
基于这一思路,张俊华团队创新打造飞控三层分层架构,彻底打破过去一体化、封闭式飞控设计,将系统清晰划分为:系统平台层、本体控制层、载荷功能层,三层完全解耦、接口统一、各司其职。
系统平台层是通用“底层底座”,统一承载算力、调度、安全监控、硬件驱动,一套平台可以适配数十种机型;本体控制层专注飞行姿态、动力控制、航迹智能决策,适配固定翼、垂起、多旋翼等不同气动形态;载荷功能层是“场景插件”,面向物流、安防、巡检、测绘、救援等不同行业,按需拼装、自由配置。
架构升级带来的改变堪称革命性:过去造一款新机要重写一套飞控,现在只需更换功能模块。
“通过分层架构,我们可以依据客户需求灵活配置,快速响应定制化需求,真正实现飞控系统的柔性研发、快速迭代。”在此架构基础上,张俊华认为,新的微控制器服务体系,让飞控从“硬件产品”彻底变成“可订阅、可升级、可复用的低空智能服务”。
张俊华强调,低空经济不是单一企业、单一设备的竞争,而是全链条生态协同的竞争。为此,团队主动联动导航设备厂商、空域运营单位、整机头部企业,打通飞控、导航、感知、空域运行的数据壁垒,共建统一、开放、可复用的低空智能控制生态。
面向未来低空产业万亿蓝海,张俊华表示,航空工业自动所将持续发挥飞控导航领域的技术引领优势,以架构创新驱动产业变革,用标准化、平台化、服务化的全新技术体系,为低空经济高质量发展持续输出高可靠、可量产、可商业化的核心产品与解决方案。
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