垂直起降复合翼无人机的特点及应用实例分析

　　近几年来，无人机在防震减灾中发挥着越来越重要的作用，在“十四五”国家防震减灾规划编制工作中，明确指出要以防震减灾现代化建设为目标，在精准上下功夫，针对中央巡视指出的问题和防震减灾工作存在的短板，着力提升地震灾害防治能力。在科技力量助力防震减灾的新时代，工业无人机的应用得到了重视和大规模应用推广，可以有效提升地震预测预警能力，并在震后救灾、灾后重建等工程中提高效率和科技创新能力。

　　在防震减灾中用到的无人机主要有多旋翼无人机、无人直升机、固定翼无人机、复合翼无人机等，近年来兴起的垂直起降复合翼无人机在实际应用中逐渐脱颖而出，其优势主要体现在以下几个方面。

　　1、垂直起降，续航时间长。垂直起降固定翼无人机结合了固定翼和多旋翼无人机的优势，不需要跑道即可垂直起降，执行飞行任务时切换至固定翼姿态，拥有更长的续航时间，可进行大范围的航测作业。

　　2、高精度数据采集。垂直起降固定翼无人机因其载重可达2-6KG，可搭载五拼相机、激光雷达、双光吊舱等任务设备，获取高精度影像图或视频资料，为现场救援、灾后重建等工作提供重要的参考数据。

　　3、机动灵活，适应复杂的灾害环境。目前垂直起降固定翼无人机一般采取模块化设计，可快速拆装，机动性能强、使用方便，在复杂的灾害环境下可迅速投入工作，不间断地跟踪事件的进展，为指挥中心提供及时有效的实时信息。

　　我国最早研发生产垂起无人机的公司为成都纵横大鹏无人机公司，目前，该公司已形成七大系列数十种细分型号，广泛应用于防震减灾、测绘与地理信息、巡检、安防监控、应急等领域，细分市场占有率超过50%，是国内技术领先、产品谱系齐全、具备自主研发制造能力、应用规模最广的无人机企业。

　　中国大陆地震最多的地方是川滇一带，因其处在印度洋板块和亚欧板块交接地带，印度洋板块每年会向亚欧板块移动、碰撞，导致此地带地震频发，汶川地震、芦山地震，雅安地震、九寨沟地震、长宁地震等让四川被冠以了地震大省的称号。作为川企，成都纵横大鹏无人机经常出现在抗震第一线，下面就以实际案例来谈一谈垂起无人机在防震减灾中的重要应用。

　　垂起无人机在地震预警系统中的应用

　　尽管我国灾害预警系统建设已经取得了一定成效，但仍然处于起步阶段，灾害监测预警、工程防御、信息化建设等综合防灾减灾能力建设，存在短板。

　　而无人机参与地震预测系统是“科技应用于防震减灾”的突破，实现了运用创新技术提升多灾种预警科技和服务水平，做到快速响应、及时控制，最大限度地减轻灾难对人民和环境的影响。

　　2020年6月，成都纵横公司与成都高新减灾研究所签订战略合作协议，双方本着“优势互补，资源共享，互信双赢，共促发展”的原则，在无人机地灾预警、地灾大数据、应急处置领域，开展全方位深度的交流合作。双方将共同推出无地灾综合应用系统，整合天、空、地、地下传感器数据，实现全区域、多灾种、全渠道的灾害预警服务能力，探索灾害预警技术方案、标准体系、管理机制，面向我国、乃至全球灾害预警系统的建设与服务。

　　垂起无人机在抗震救灾中的创新应用

　　无人机在抗震救灾中的应用范围广泛，数据采集、通信中继、生命搜寻、调度指挥、物资运输等都可以使用无人机提高救援效率。垂起无人机凭借其大载重、长航时的优势，在救援中更是如虎添翼，除了上述提及的灾区勘测、生命搜寻、实时监控等功能外，还能为精准救援、高效救援提供强大的技术支持。

　　2018年5月，新北川县城震害可视化预测系统上线，通过该系统可以直观地查看地震中城市建筑群如何晃动，哪些建筑破坏得比较厉害，为抗震救灾提供参考，做到准确施救。该系统为抗震防灾新成果。

　　该震害可视化预测系统前期的数据采集工作，就是利用垂起无人机CW-10大鹏和CW-30大鹏，搭载多拼相机对北川新县城进行倾斜摄影所得。据了解，此次航测作业有效面积6平方公里。其中，CW-30大鹏搭载五拼相机（全画幅），飞行1个架次，飞行时长2个小时，飞行高度280米，拍摄照片1万2千余张，照片总容量容量超过400G。CW-10大鹏搭载五拼相机（半画幅）飞行4个架次，飞行高度200米，拍摄照片2万张，照片总容量300G。

　　依据每次地震波的不同类型，该系统可以预测地震后城市楼群的损伤程度，从而推算出抗震救灾的重点区域，从而实现准确施救。

　　“新北川县城震害可视化预测系统”成果目前已经开始应用在地震救灾的实践中，由于该方法显著的优势和原创性，得到了众多国际知名专家的高度评价，成为了美国国家科学基金重大项目“多灾害模拟平台”核心模块之一。

　　垂起无人机在灾后重建中的重要作用

　　灾前预警、灾后救援等都有了无人机积极参与的身影，此外，在灾后重建、隐患排查的重大工作中，无人机以其机动灵活、高空航测的优势，可以全面了解灾后重建的进展，并深入到人工难以排查的地方。

　　2017年8月九寨沟遭遇7.0级地震，导致景区内多处景点受损、山体大量滑坡，地质隐患较大。

　　为了加快景区重建及隐患排查工作，成都纵横公司使用CW-15大鹏协助四川省地矿局402地质队，开展景区航测工作。作业区域位于九寨沟自然保护区地势南高北低，山谷深切，高差悬殊，区北缘九寨沟口海拔仅2000米，中部峰岭均在4000米以上，南缘达4500米以上，地质背景复杂，且大部分为无人区，植被茂密。整个任务难度系数高，对飞行技术、飞机的整体性能提出了要求。

　　本次作业CW-15大鹏搭载专业航测相机，在九寨沟景区尖盘寨起降，共飞行3个架次、作业面积约57平方公里，最远作业半径为21千米。通过航测数据可协助景区重建工作，发现人工难以巡查到的地质灾害点，推进景区内地质灾害风险预报，提前做好防范措施。”

　　综上所述，垂起无人机在防震减灾中起着越来越重要的作用和影响。我国自然灾害发生频繁，每年灾害造成的损失巨大，提升地震灾害预警能力、提高救灾效率和质量是当前的重要课题。无人机航空遥感系统作为卫星遥感和载人航空遥感的补充手段， 具有实时性强、灵活方便、外界环境影响小、成本低的优点， 其弥补了防震减灾工作存在的短板，具有广阔的发展空间和应用前景。

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