“飛得快，就注定飛不慢”

劉丹青

“飛得快，就注定飛不慢。”

這句話，或許你見過，或許覺得有點奇怪。

是的，這是空氣動力學中的一個原理。

用這個類比人，對于有的個體或集體而言，當優秀成為一種“慣性”，成為一種基因，想不優秀都很“困難”。

然而，一個個體或集體之所以優秀，并且能展現他們的優秀，與所有物理、化學公式一樣，都是有前提條件的。

這個條件是什么呢？

我們或許可以從國網福建漳州供電公司無人機研發團隊的故事中找到答案。

上

“造”出第一批無人機，他們花了多少錢？

4月27日10：30，在漳州供電公司運維檢修基地，“國網福建省電力有限公司無人機工作室”里，小胡、小張正在檢修噴火清障無人機的點火裝置。

這臺機子正是2016年超強臺風“莫蘭蒂”災后搶修中大顯身手的無人機“本尊”，也是4天后上了中央電視臺新聞聯播的“主角”。

而這兩個年輕人正是幾天前的“海西杯”高壓線路帶電檢修工（多旋翼無人機作業）技能競賽冠軍團隊的成員。

工作室里擺著的數十臺無人機，大部分都是這個冠軍團隊——漳州供電公司無人機研發團隊自主研發的。

這是由漳州供電公司無人機班組與班組外柔性成員組成的一支隊伍。

這支隊伍，現在有了一定的知名度，但鮮花和掌聲總是要在汗水和煎熬之后才會到來的。

現在的熱鬧背后，是過去無數個寂寞鉆研的日子。

對此，老陳是最有發言權的。

老陳，是漳州供電公司運檢部輸電室副主管及科技項目負責人，也是這個研發團隊的隊長，專門負責無人機的研發和運維。

采訪之前，和許多讀者一樣，我有幾個疑問：為什么要用無人機？為什么不用現成的產品，而要自己研發？為什么要成立省公司級的工作室？

在深入的采訪中，我不禁感慨，“微創新”中確實蘊藏著“大智慧”，這個團隊確實不一般。

漳州地處福建最南端，南部面海，中部、中東部及西北、西南部地處山區，原始熱帶雨林眾多，且近10年來全市山地大面積種植經濟速生林，線路運行環境日趨惡劣。

若按傳統巡檢方式巡檢，需要較多的人力，不僅危險而且效率不高。

漫山遍野的速生林，特別是巨尾桉、尾巨桉，使漳州成為全省線樹矛盾最激烈的地區。巡線人員有時會因受阻上不了山。假如連線路安不安全都不知道，又如何維護線路安全呢？

是的，在輸電運檢領域使用無人機，首先是可以彌補人工巡線之不足，解放勞動力，提高效率，還可以提高帶電作業幾率。

“從后來的實踐看，無人機巡線效率是人工的3-5倍，查找故障是人工的10倍。”老陳說。

第二，可彌補直升機之不足。無人機可以實現貼線飛行或緊貼地形地貌飛行，方便查找導線中間中斷之類問題。還可貼地飛行（120米高度內）、審批手續相對簡單、效率高。無人機是“單兵”作業，直升機還要選起、降機場。

夢想如何與現實接軌？老陳算了一筆技術賬，一筆經濟賬。

“無人機是對工藝要求極高的航空體系。民用級別無人機是從航模演變來的，但是，當時，甚至直到現在，體系不夠嚴謹?！彼芯糠治隽水敃r市面各類無人機，續航能力不足、飛行控制系統不完善等問題，使這些產品不適應于輸電運檢。

“并且，在后來消費級無人機市場進入‘紅海期后，市面上無人機很多細節用非常廉價的方案，導致應用中出現非常多的問題。每次出現問題后，要在整個系統查找到問題的根源，是一個龐大的工程，往往飛機墜機后再來找問題都于事無補?！?/p>

“所以，只能自己去搞，按照嚴謹的航空工業要求，去制造適用于輸電的工業無人機。”

他想到了自己提需求、找企事業單位研發的模式。

找大公司。有的公司直接不理睬你；有的耐心聽了，但不愿意接這個小單。

找一些大學、研究所。有所大學說，可以，但是研發一個適應輸電的飛控系統，成本價6千元，你們認購1千套，合計600萬元。

所以，為了用最少的資金辦大事，為了將來可以更好地使用、維護，他決定，自己“造飛機”。

“這是工作需要，也是被‘逼出來的?！崩详愓f。

2008年起，國家電網公司系統開始研發和使用大型無人機。

國網福建電力是國家電網公司無人機第一批試點單位，2008年開始無人機巡檢科研項目研究。

當2012年6月，漳州供電公司率先開始研發小型、基于實用化、適用于輸電的無人機時，某廠家——目前國內市場上暢銷的消費級無人機——第一代無人機還沒有問世。

在那之前不久，老陳作為省公司勞模和一個高壓線路帶電檢修課題的帶頭人，成立了勞模創新工作室。

在單位的支持下，老陳開始組建無人機研發團隊，第一批成員一共8人。

這是一群對無人機有興趣、抱著同樣創新精神的年輕人。除老陳外，還有小平、小明、小周，以及最終留在無人機班組的小林；還有系統外的3個人，來自電信、電視臺等行業。

“造”飛機，從何入手呢？

首先，構筑自己的理論知識體系。

這支隊伍的學習能力很強，特別是老陳。

出生于1979年的老陳，曾在防空高炮兵部隊服役，服役期間戰術全旅第一，復員后自2003年6月在漳州供電公司運檢部工作至今，一直從事高壓線路帶電檢修工作。

從一名電力線路門外漢到現在漳州供電公司的技術骨干，老陳靠的就是極強的學習能力、工作熱情和創新精神。

氣象知識、空域知識、無人機構造知識，電子線路連接、飛行原理、遙控系統、無人機日常維護、民航無人機法規等等一系列課程，都是必修課。

同步進行的是實體的學習與借鑒。

他們采購國際知名院校的消費級無人機，研究說明書，研究原理，研究產品細節，比如，用什么樣的螺絲，比如，電機里面的“繞組”繞一層與多層的區別。

在此基礎上，初步的計算、設計，選用合適的原材料，選用合適的原理，組裝調試電路、焊接。

一架無人機，有多個系統，動力系統、導航系統、電路穩壓系統、數據傳輸系統等。每個系統有不同的組件。

老陳團隊還致力于研發出更合適的重要組件，比如，更合適的電機、螺旋槳、無線電天線等。

他們還制作了一些用來“造”飛機的配件。包括現在在工作室的工具區可見的，有自制的3D雕刻機、形似魚骨的八目天線、空氣動力試驗儀器等。

不論是配件，還是重要組件，老陳團隊提供技術構想和試驗，合作廠家“低成本”制造樣品，雙方實現技術共享。

“在技術共享方面，理念一致，廠家不在乎多少臺；理念不一致，給多少錢都不做?！?/p>

老陳憑借自己的專業能力與真誠熱情，與國內外許多廠家的老板、技術專家建立了常態溝通聯系，為研發工作奠定了堅實基礎。

產品重要組件的質量是產品的關鍵。無人機工作室配套的實驗室，同時也是一個標本庫，收藏著許多產品組件。

“市面上賣的產品，有的數據不真實，比如宣傳力效有多大，實際計算出來沒那么大?！?/p>

“要研究記錄各種設備信息，如果壞了，要怎么替代。一臺機子壞了，要研究是壞在動力上，還是無線電數據上，還是在別的什么原因上?！?/p>

接下來是實踐試飛。

經過“無數次”失敗后，2013年10月28日傍晚6點左右，老陳團隊自主研發的輸電線路巡檢用無人機，實現“飛巡”15分鐘頂人工1小時，查看望遠鏡都看不清的線路“死角”。

試飛取得成功，標志著無人機實用化研究取得階段性成果。

這個團隊的“空中電網維護”之夢，也第一次落了地。

當年試飛的“主角”，是一臺多旋翼無人機，八軸、體型龐大，可載重15公斤，被老陳稱為放線無人機的鼻祖。現在?？吭诠ぷ魇业囊粋€角落里，由于續航能力不足，已光榮“退休”。

2個月后，2013年底，漳州供電公司春節保供電應急演練中，研發團隊研發的小型無人機開展了“超視距”飛行——超出600米、肉眼看不見的飛行。飛行半徑達3-6公里。

而當時，某品牌航拍無人機飛行半徑還未超過1公里。

應急演練中，一條220千伏線路模擬發生故障，需要緊急排查，指揮部要求出動無人機。

無人機團隊先派出第一部無人機，續航能力強，飛行半徑達6公里的，沿著預設山脈飛行查找，找到了故障，從起飛到降落，用時21分鐘。第2次，派出另一種機型，載著單反相機，直奔故障點，拍攝故障確切情況。

前后兩次飛行，圓滿完成任務。

至2013年底，研發團隊花費資金50多萬元，實現了無人機的輸電巡檢功能，遠低于此前廠家開價的600萬元。

更重要的是，他們構筑起了自己的知識體系，開啟了自主創新的新征程。

奇妙的微觀世界：不止是螺絲的區別

前面我們說，試飛過程中有“無數次”失敗。有多少次呢？

在工作室的展臺上，有一個打撈殘骸的浮潛裝備。在運檢大樓的頂樓，有一個“殘骸室”。

2012年至今，4年多里，在試驗中墜毀的無人機大約有200臺。

對于那些“殘骸”，不論是摔碎了的，還是掉進湖里的，老陳都如數家珍。

這不僅是因為他對那些作出了“特殊貢獻”的無人機充滿感情，對團隊一起奮斗的日子充滿感情，也在于需要通過那些物件開展數據分析，以便下一步更準確高效地研發。

工作室里，有兩臺緊挨著的無人機。一臺是老陳團隊研發的最新版放線無人機，“制造”經費大約8萬元；一臺是某品牌最新版航拍用無人機，市場售價18萬元。

從載重角度講，兩臺功能是一樣的。

“若花費同樣價格，能從廠家那里買到的是‘普通汽車，而我們自己能造的是‘跑車。”老陳很自信地說。

從螺絲看，自己造的機子，用的是“12.9”級工業螺絲——民用級別最高的螺絲，一顆7毛錢；而某品牌用的是2分錢的螺絲。二者價格相差30多倍。

這是老陳團隊對航空體系的極致嚴謹的呼應，也是把錢用在刀刃上。

熟悉老陳的人，都說他是完美主義者。

國際國內無人機技術在飛速發展，這個團隊也在不斷鉆研。

從2003年算起，老陳在帶電檢修技術領域一“鉆”就是14年。講起技術問題，他的眼里都放著光。

“國外有的專家，一顆鉚釘可以研究3年。我們的研究，還處于初級階段?！彼t虛地說。

對于無人機，他“鉆”到什么程度呢？至少有3件事可以說明。

第一件，為了弄清電子調速器里的“波”用什么好，這個“微觀”地在全世界范圍內都鮮有研究的問題，他是打破了沙鍋問到底。

第二件，為了制造更好的產品，曾經有一段時間，他用翻譯軟件，配合對方時差，每天凌晨2點與全球工業設計排名前列的專家討論技術問題。

第三件，則是讓他覺得挺不好意思的一件事。

先來說第一件事。

前面我們說到，研發團隊研究的范圍，包括合適的原理，比如電子調速器對電機發生作用的原理。

在2015年之前，甚至到目前為止，全世界范圍內，無人機的組件之一——電子調速器，使用的“方波”技術是成熟技術，也是普遍使用的。

99%的情況下，沒有問題。而在1%情況下，方波的原理是“欺騙系統”給無刷三相異步電機一個假設方向，一旦飛機在飛行過程中遭遇氣流，電機很容易發生“卡頓”，因為方波的卡頓導致電機堵轉或反轉，此時飛控判斷一軸發生失力，給出這一軸輸出加力的信號，更加加劇了飛機反作用輸出動力從而容易墜機。

這是完美主義者所不允許出現的。

2015年5月，市面上出現了一種新的電子調速器產品，號稱比普通產品好。但是“FOC矢量”、“同步序流”之類一堆術語，讓人云里霧里。老陳打電話去廠家問，對方卻不明說“更好”的原因。

老陳不死心：也許就與那1%有關呢？一定要了解清楚！

一天，畢業于清華大學電機專業的幾位電科院專家接到了老陳的咨詢電話。

與此同時，研發團隊中畢業于華北電力大學的小周，也被安排了一項特殊的任務。他輾轉找到了電機業十年內最新核心技術研究論文——清華大學多篇關于正弦波的論文。

經過多方學習，老陳才知道，原來那些神秘的新產品，使用的是正弦波技術，原來兩種波有不同的實現技術。

“微觀世界真的很奇妙?！被貞浧疬@段故事，老陳感慨道。

方波好，還是正弦波好，業內早有爭論，也早有定論。

正弦波的好處在于，不易出現方波那1%的問題，還可提高7%-15%效率。

“正弦波那么完美，沒有不足嗎？”我問道。

這時老陳電話響了，正在實驗室里研究標本的小張替隊長回答了這個問題：“弊端在于成本極高，高在電機生產過程中一致性要求極其苛刻，電機誤差必須≦0.1。”小張負責無人機的操控及組裝，對組件非常熟悉。

只是對廠家而言，那些過于微觀的理論，成了商業秘密，他們自然不會告訴普通消費者。

要用正弦波電子調速器，就要電機、電調同一個廠家，而國內目前只有2個廠家能做到。

但如前所述，他們的產品有不適應于輸電檢修的局限性，而他們又不接受定制。

于是，老陳找到經常合作的廠家，建議他們制造正弦波電子調速器。2015年第一次談，他們不接受；2016年第二次談，他們被說服了，去做了，但是沒成功，要放棄；今年，他們主動聯系老陳，說是找到高水平專家了，認為老陳這個建議確實好，應該要繼續研究。

中

藝高人膽大？——各有絕招的隊員們

老陳說，漳州供電公司無人機研發團隊里，每個人各有絕招。

比如，小明為主改裝消費級無人機，使其實用化。

比如，小平為主發明了熱熔清障裝置。這是在市場上無同類產品的情況下發明的。

團隊在原有的巡線無人機基礎上設計、改良、制作、模擬試驗，創新研發了熱熔清障無人機。

2015年4月，熱熔清障無人機首次用于清除220kV導線上的氫氣球，完成福建省首例高空清障任務。

以往，導線異物清除作業，需要7位輸電檢修人員配合對線路進行停電、人工上導線、滑車、手工剪斷等處理，最快也要幾個小時。

采用熱熔清障無人機后，用電熱熔絲切割架空線路上的異物，僅需2人、10分鐘以內即可完成，且無需停電。人身、電網、設備安全都更有保障。

無人機，按形狀分為多旋翼和固定翼。運用于輸電運維領域，前者巡視線路本體，后者巡視線路通道。

老陳團隊研發的無人機，按功能分為巡視類和工程類。工程類又包括清障機、放線機、勘測機。而清障又分為一代機和二代機。

一代機即熱熔清障無人機，針對氣球類障礙物。而對布條狀、網狀障礙物，它就無能為力了。

研發團隊主力、現無人機班班長小陳，研發團隊元老、現無人機班教員小林等人繼續創新之路，研發出二代機——噴火清障無人機，就是本文開頭提到的“明星主角”。2015年初步設計，2016年逐步完善。

2016年9月17日下午17點左右，搶修人員發現，受臺風“莫蘭蒂”影響，地面上的布條被風吹起、纏繞到220kV興泰變導線上，需緊急處理。

在以往類似清障工作中，要在線路密集的導線上處理異物，需先停電，并使用軟梯，步驟繁瑣，僅單純清障時間（不包括輸電線路停、復電操作時間）就需40分鐘以上。

當天，接到命令的小林等人火速到達現場。

勘察現場情況、確認可以操作，并經批準后，他們開始操作無人機，通過無人機向布條噴灑汽油，待布條充分吸收汽油后，利用噴火器使其自燃。

單純清障過程，僅用了不到5分鐘，極大提高了工作效率。

當時，在線路十分密集環境下——2條母線間只有大約3米距離，無人機螺旋槳外側緊貼母線——執行如此高準度低空清障操作，在全國尚屬首例。

也許，這就是所謂的“藝高人膽大”吧。

而那臺機子上的多聯桿閉鎖裝置也是他們的發明。

這其中，還有一個細節是，無論何時何地，執行噴火清障任務時，他們都會做好滅火準備。

2017年2月6日，漳州供電公司檢修6班發現，龍海一家木材廠上空的導線上有異物。

9點多，無人機班組收到通知。小林、小胡、小張帶上無人機裝置和滅火器，立即到達現場勘察。

分析可用噴火設備處理后，他們電話請示，得到許可。

三人分工。小張操作，起飛、確定位置、噴油、點火；小胡負責觀察；小林負責在落點處，備滅火器滅火。

木材廠附近看熱鬧的居民本來還擔心地說，會不會把導線燒壞？會不會燒到木材？后來看到有“專職”候場滅火的人，也就放心了。

此次清障，從勘察到結束，全程僅用了10分鐘。

2016年，福建接連遭遇“尼伯特”、“莫蘭蒂”、“鲇魚”三場強臺風襲擊，防災抗災，不論是在本地，還是支援外地，漳州供電公司無人機研發團隊都大顯身手——共完成臺風災前災后特巡100余架次，查找臺風隱患180處、故障點86處、展放牽引導線15公里，加快了災后電網搶修步伐。

在“莫蘭蒂”臺風災后，該團隊僅用兩天半時間，排除了長泰5個鄉鎮、人工需要一周時間才能排除的故障。

在支援廈門搶修期間，有一處故障，只知三相失地，不知具體位置。原本預計兩天查找故障點，無人機團隊出動后，只花了一個半小時就找到了——原來是一根電桿倒在兩山之間。