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飞得快,就注定飞不慢---【刘丹青】

2017-07-31 10:06:09 来源:《时代报告.中国报告文学》杂志社 浏览:773

“飞得快,就注定飞不慢。”

这句话,或许你见过,或许觉得有点奇怪。

是的,这是空气动力学中的一个原理。

用这个类比人,对于有的个体或集体而言,当优秀成为一种“惯性”,成为一种基因,想不优秀都很“困难”。

然而,一个个体或集体之所以优秀,并且能展现他们的优秀,与所有物理、化学公式一样,都是有前提条件的。

这个条件是什么呢?

我们或许可以从国网福建漳州供电公司无人机研发团队的故事中找到答案。

“造”出第一批无人机,他们花了多少钱?

4271030,在漳州供电公司运维检修基地,“国网福建省电力有限公司无人机工作室”里,小胡、小张正在检修喷火清障无人机的点火装置。

这台机子正是2016年超强台风“莫兰蒂”灾后抢修中大显身手的无人机“本尊”,也是4天后上了中央电视台新闻联播的“主角”。

而这两个年轻人正是几天前的“海西杯”高压线路带电检修工(多旋翼无人机作业)技能竞赛冠军团队的成员。

工作室里摆着的数十台无人机,大部分都是这个冠军团队——漳州供电公司无人机研发团队自主研发的。

这是由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。

这支队伍,现在有了一定的知名度,但鲜花和掌声总是要在汗水和煎熬之后才会到来的。

现在的热闹背后,是过去无数个寂寞钻研的日子。

对此,老陈是最有发言权的。

老陈,是漳州供电公司运检部输电室副主管及科技项目负责人,也是这个研发团队的队长,专门负责无人机的研发和运维。

采访之前,和许多读者一样,我有几个疑问:为什么要用无人机?为什么不用现成的产品,而要自己研发?为什么要成立省公司级的工作室?

在深入的采访中,我不禁感慨,“微创新”中确实蕴藏着“大智慧”,这个团队确实不一般。

漳州地处福建最南端,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,且近10年来全市山地大面积种植经济速生林,线路运行环境日趋恶劣。

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。

漫山遍野的速生林,特别是巨尾桉、尾巨桉,使漳州成为全省线树矛盾最激烈的地区。巡线人员有时会因受阻上不了山。假如连线路安不安全都不知道,又如何维护线路安全呢?

是的,在输电运检领域使用无人机,首先是可以弥补人工巡线之不足,解放劳动力,提高效率,还可以提高带电作业几率。

“从后来的实践看,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。

第二,可弥补直升机之不足。无人机可以实现贴线飞行或紧贴地形地貌飞行,方便查找导线中间中断之类问题。还可贴地飞行(120米高度内)、审批手续相对简单、效率高。无人机是“单兵”作业,直升机还要选起、降机场。

梦想如何与现实接轨?老陈算了一笔技术账,一笔经济账。

“无人机是对工艺要求极高的航空体系。民用级别无人机是从航模演变来的,但是,当时,甚至直到现在,体系不够严谨。”他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。”

“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。”

他想到了自己提需求、找企事业单位研发的模式。

找大公司。有的公司直接不理睬你;有的耐心听了,但不愿意接这个小单。

找一些大学、研究所。有所大学说,可以,但是研发一个适应输电的飞控系统,成本价6千元,你们认购1千套,合计600万元。

所以,为了用最少的资金办大事,为了将来可以更好地使用、维护,他决定,自己“造飞机”。

“这是工作需要,也是被‘逼’出来的。”老陈说。

2008年起,国家电网公司系统开始研发和使用大型无人机。

国网福建电力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。

20126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,某厂家——目前国内市场上畅销的消费级无人机——第一代无人机还没有问世。

在那之前不久,老陈作为省公司劳模和一个高压线路带电检修课题的带头人,成立了劳模创新工作室。

在单位的支持下,老陈开始组建无人机研发团队,第一批成员一共8人。

这是一群对无人机有兴趣、抱着同样创新精神的年轻人。除老陈外,还有小平、小明、小周,以及最终留在无人机班组的小林;还有系统外的3个人,来自电信、电视台等行业。

“造”飞机,从何入手呢?

首先,构筑自己的理论知识体系。

这支队伍的学习能力很强,特别是老陈。

出生于1979年的老陈,曾在防空高炮兵部队服役,服役期间战术全旅第一,复员后自20036月在漳州供电公司运检部工作至今,一直从事高压线路带电检修工作。

从一名电力线路门外汉到现在漳州供电公司的技术骨干,老陈靠的就是极强的学习能力、工作热情和创新精神。

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。

同步进行的是实体的学习与借鉴。

他们采购国际知名院校的消费级无人机,研究说明书,研究原理,研究产品细节,比如,用什么样的螺丝,比如,电机里面的“绕组”绕一层与多层的区别。

在此基础上,初步的计算、设计,选用合适的原材料,选用合适的原理,组装调试电路、焊接。

一架无人机,有多个系统,动力系统、导航系统、电路稳压系统、数据传输系统等。每个系统有不同的组件。

老陈团队还致力于研发出更合适的重要组件,比如,更合适的电机、螺旋桨、无线电天线等。

他们还制作了一些用来“造”飞机的配件。包括现在在工作室的工具区可见的,有自制的3D雕刻机、形似鱼骨的八目天线、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。

“在技术共享方面,理念一致,厂家不在乎多少台;理念不一致,给多少钱都不做。”

老陈凭借自己的专业能力与真诚热情,与国内外许多厂家的老板、技术专家建立了常态沟通联系,为研发工作奠定了坚实基础。

产品重要组件的质量是产品的关键。无人机工作室配套的实验室,同时也是一个标本库,收藏着许多产品组件。

“市面上卖的产品,有的数据不真实,比如宣传力效有多大,实际计算出来没那么大。”

“要研究记录各种设备信息,如果坏了,要怎么替代。一台机子坏了,要研究是坏在动力上,还是无线电数据上,还是在别的什么原因上。”

接下来是实践试飞。

经过“无数次”失败后,20131028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”。

试飞取得成功,标志着无人机实用化研究取得阶段性成果。

这个团队的“空中电网维护”之梦,也第一次落了地。

当年试飞的“主角”,是一台多旋翼无人机,八轴、体型庞大,可载重15公斤,被老陈称为放线无人机的鼻祖。现在停靠在工作室的一个角落里,由于续航能力不足,已光荣“退休”。

2个月后,2013年底,漳州供电公司春节保供电应急演练中,研发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。

而当时,某品牌航拍无人机飞行半径还未超过1公里。

应急演练中,一条220千伏线路模拟发生故障,需要紧急排查,指挥部要求出动无人机。

无人机团队先派出第一部无人机,续航能力强,飞行半径达6公里的,沿着预设山脉飞行查找,找到了故障,从起飞到降落,用时21分钟。第2次,派出另一种机型,载着单反相机,直奔故障点,拍摄故障确切情况。

前后两次飞行,圆满完成任务。

2013年底,研发团队花费资金50多万元,实现了无人机的输电巡检功能,远低于此前厂家开价的600万元。

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。

奇妙的微观世界:不止是螺丝的区别

前面我们说,试飞过程中有“无数次”失败。有多少次呢?

在工作室的展台上,有一个打捞残骸的浮潜装备。在运检大楼的顶楼,有一个“残骸室”。

2012年至今,4年多里,在试验中坠毁的无人机大约有200台。

对于那些“残骸”,不论是摔碎了的,还是掉进湖里的,老陈都如数家珍。

这不仅是因为他对那些作出了“特殊贡献”的无人机充满感情,对团队一起奋斗的日子充满感情,也在于需要通过那些物件开展数据分析,以便下一步更准确高效地研发。

工作室里,有两台紧挨着的无人机。一台是老陈团队研发的最新版放线无人机,“制造”经费大约8万元;一台是某品牌最新版航拍用无人机,市场售价18万元。

从载重角度讲,两台功能是一样的。

“若花费同样价格,能从厂家那里买到的是‘普通汽车’,而我们自己能造的是‘跑车’。”老陈很自信地说。

从螺丝看,自己造的机子,用的是12.9”级工业螺丝——民用级别最高的螺丝,一颗7毛钱;而某品牌用的是2分钱的螺丝。二者价格相差30多倍。

这是老陈团队对航空体系的极致严谨的呼应,也是把钱用在刀刃上。

熟悉老陈的人,都说他是完美主义者。

国际国内无人机技术在飞速发展,这个团队也在不断钻研。

2003年算起,老陈在带电检修技术领域一“钻”就是14年。讲起技术问题,他的眼里都放着光。

“国外有的专家,一颗铆钉可以研究3年。我们的研究,还处于初级阶段。”他谦虚地说。

对于无人机,他“钻”到什么程度呢?至少有3件事可以说明。

第一件,为了弄清电子调速器里的“波”用什么好,这个“微观”地在全世界范围内都鲜有研究的问题,他是打破了沙锅问到底。

第二件,为了制造更好的产品,曾经有一段时间,他用翻译软件,配合对方时差,每天凌晨2点与全球工业设计排名前列的专家讨论技术问题。

第三件,则是让他觉得挺不好意思的一件事。

先来说第一件事。

前面我们说到,研发团队研究的范围,包括合适的原理,比如电子调速器对电机发生作用的原理。

2015年之前,甚至到目前为止,全世界范围内,无人机的组件之一——电子调速器,使用的“方波”技术是成熟技术,也是普遍使用的。

99%的情况下,没有问题。而在1%情况下,方波的原理是“欺骗系统”给无刷三相异步电机一个假设方向,一旦飞机在飞行过程中遭遇气流,电机很容易发生“卡顿”,因为方波的卡顿导致电机堵转或反转,此时飞控判断一轴发生失力,给出这一轴输出加力的信号,更加加剧了飞机反作用输出动力从而容易坠机。

这是完美主义者所不允许出现的。

20155月,市面上出现了一种新的电子调速器产品,号称比普通产品好。但是FOC矢量”、“同步序流”之类一堆术语,让人云里雾里。老陈打电话去厂家问,对方却不明说“更好”的原因。

老陈不死心:也许就与那1%有关呢?一定要了解清楚!

一天,毕业于清华大学电机专业的几位电科院专家接到了老陈的咨询电话。

与此同时,研发团队中毕业于华北电力大学的小周,也被安排了一项特殊的任务。他辗转找到了电机业十年内最新核心技术研究论文——清华大学多篇关于正弦波的论文。

经过多方学习,老陈才知道,原来那些神秘的新产品,使用的是正弦波技术,原来两种波有不同的实现技术。

“微观世界真的很奇妙。”回忆起这段故事,老陈感慨道。

方波好,还是正弦波好,业内早有争论,也早有定论。

正弦波的好处在于,不易出现方波那1%的问题,还可提高7%-15%效率。

“正弦波那么完美,没有不足吗?”我问道。

这时老陈电话响了,正在实验室里研究标本的小张替队长回答了这个问题:“弊端在于成本极高,高在电机生产过程中一致性要求极其苛刻,电机误差必须0.1”小张负责无人机的操控及组装,对组件非常熟悉。

只是对厂家而言,那些过于微观的理论,成了商业秘密,他们自然不会告诉普通消费者。

要用正弦波电子调速器,就要电机、电调同一个厂家,而国内目前只有2个厂家能做到。

但如前所述,他们的产品有不适应于输电检修的局限性,而他们又不接受定制。

于是,老陈找到经常合作的厂家,建议他们制造正弦波电子调速器。2015年第一次谈,他们不接受;2016年第二次谈,他们被说服了,去做了,但是没成功,要放弃;今年,他们主动联系老陈,说是找到高水平专家了,认为老陈这个建议确实好,应该要继续研究。

优秀如何保持“惯性”?

“飞得快,就注定飞不慢。”这个原理,对无人机而言,是优势,也是劣势。

因为,不同的输电检修作业,或作业不同阶段,需要不同的速度,就需要不同的机子。

而当用此类比人时,我们可以看到,当优秀成为一种“惯性”时,它所迸发出来的力量。

比如漳州供电公司无人机研发团队。

不过,再优秀的个体,或者集体,都需要平台的支撑。

一个好的环境、平台,能使优秀者得以施展才华;而反之,优秀者可能被埋没。

正如小张所说:“非常感谢这个团队,我进入时,已经有很好的基础,我可以少走弯路了。”

而对于整个团队而言,国家,国家电网公司,国网福建电力,国网福建漳州供电公司,都给予了他们平台。

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。

近年来,国网福建电力一直强调,要持续推动全员创新,要推进劳模、青年创新工作室建设,大力推广创新成果。

经过大约一年的筹备,20161229日,“国网福建省电力有限公司无人机工作室(检修基地)”正式揭牌成立,依托漳州供电公司运检部及输电室,履行省公司输电无人机专业技术支撑、专业管理和技术服务职责。

工作室主体含无人机检修车间、无人机研发区、无人机展示区;同时,设备品备件室、实验室,仿真培训及指挥室,以及无人机残骸库。

漳州供电公司无人机班组负责工作室日常工作。

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,该公司系统已全面实现多旋翼无人机常态化巡检,截至2016年,共完成多旋翼杆塔精益化巡视36288基,固定翼巡视线路3243公里,发现杆塔缺陷或通道隐患4526处。

其无人机巡检各项指标在国网名列前茅。

如果说当初最开始的研发是由于“形势所迫”,那么,老陈团队越来越专业的钻研与“奔跑”,则展露了他们精益求精的工匠本色,而崇尚创新的企业文化则为他们提供了广阔的土壤。

几年来,国网福建省电力有限公司作为坚强后盾,给予的最大的理解和支持,是老陈和他的团队能够一直走下来并有所成就的最大保障。

现在,在漳州供电公司,每年的新职工入职培训,都有无人机课程。

小林就是在2012年听了老陈的课后,开始走进无人机领域,成为无人机研发团队的元老。而现在,他开始作为最高级别的教员给大家传道授业解惑了。

他主导完成现役多款功能性无人机的设计、试飞、修正、改进,多次荣获“省优秀团干”、“省岗位能手”、“市先进工作者”等荣誉。

现任无人机班班长小陈,2008年进入漳州供电公司工作,此前在带电作业班,多次在省级竞赛中取得优异成绩。作为无人机研发团队核心成员,他负责、参与多项科技项目,全面掌握无人机作业各岗位技能,是团队里的重要导师。

同事们对他的评价是:“以其丰富的输电作业经验及成熟的处事方式,成为团队的定海神针。”

小沈,漳州供电公司唯一一名固定翼机长,巡视线路通道、灾情现场整体勘察靠的就是他。一直从事飞行数据的汇总整理工作,创新使用飞行现场手机记录拍照顺序的方法,提高了照片命名的效率。

来自诏安的小胡,和来自江西赣州的小张都是研究生学历,并且都在20164月开始加入这个研发团队。

小胡是该班组目前唯一一名党员。

“他很不容易。有半叶板积液的病症,但从来不耽误工作、训练。”老陈还告诉我,小胡去年在“莫兰蒂”抢修结束后,结婚办了喜酒,但马上又遇到“鲇鱼”,然后又是工作室的建设,接下来是备战“海西杯”,就一直忙,忙到现在,还没空度蜜月。

“蜜月的事情,近期是要安排了。”小胡不好意思地说道,“因为过段时间,大家又要开始备战了——今年十月要代表福建参加国网无人机赛。”

回忆里,过去的日子充满奋斗与忙碌。

不过,青春怎能少得了甜蜜的故事?

“五一”小长假期间,小薛在朋友圈分享了一组关于愉快假期的照片,照片中的男主角正是优秀的小林。

2016422日,省公司无人机现场会在漳州召开,也促成了小林与小薛的正式相遇、相识。

后来,小薛作为无人机班组兼职班员,多次参与无人机改进试飞、线路巡视等工作,同时也是研发团队的“后勤大总管”。

“幸好有这位‘大总管’,太忙太忙了,许多资料的整理都靠她。”老陈说。

我们前文讲道,老陈“钻”到无人机技术里的第2件事,是除了日常工作外,他还经常凌晨与国外专家讨论技术问题。

而第三件事,老陈自己觉得挺不好意思的,那就是因为他一门心思“钻”到技术里,太忙了而造成的。

去年有一天,他下班回家,看到丈母娘抱着宝宝在小区里散步,正好一位熟人经过,他便“得意地”地向熟人介绍说——看,这是我的小女儿。待熟人走开,他便被“批评”了——原来,那个宝宝其实是亲戚家的孩子。

“唉,谁叫小孩子长相好像都差不多,衣服也差不多呢!不过,主要还是怪自己太少抱孩子了。

幸好,这样的窘事不多。事业与家庭双赢,才是新时代好青年。

现在,工作之余,他会尽量抽出时间陪一岁多的小女儿,让不爱叫爸爸的女儿不再对自己感到陌生;还会拿出研究带电作业、无人机的劲头的哪怕十分之一,去研究女儿应该吃什么、看什么书、怎么带。

而大女儿经常“自作主张”为他报名的家长活动,他也终于去了一次——“光膀跑”比赛。部队出身的他居然没有取得好成绩——疏于锻炼了,但是女儿还是很高兴,因为多了一次和爸爸在一起玩耍的机会。

无人机的高度,以及更高的高度

426日,是世界知识产权日。“环球无人机”微信公众号当天发布的文章称,无人机领域涉及的专利申请数量,国家电网居第二位。

这其中,包括全国知识型员工先进个人、省公司十大杰出青年老陈带领的无人机研发团队的多个专利。

从已获专利情况来看,该团队“一种小型多轴无人机展放牵引绳的施工方法”、“一种小型多轴无人机牵引绳展放系统”等两项发明获得“发明专利”。

“超视距飞行巡视系统”、“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”。

还有一些专利在申请中。

该团队科研成果还获得全国电力系统职工技术创新成果和先进操作法奖等诸多奖项。

“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。

但无人机不是万能的。

比如“莫兰蒂”灾后抢修中,对于铁皮被风吹挂到导线上的情况,无人机尝试过,“表示”无能为力。

虽然这种障碍概率极低,但问题既然提出来了,就要分析、解决。

还有,是否可以将无人机中的信号线、电流线分层,减少电磁干扰对信号传输的影响,让无人机遥控距离更远,性能更稳定,也是今年该班组要重点研究的。

创新永无止境。

现在,这个团队着手做的,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。

与此同时,按照单位安排,他们将无人机技能普及到配电岗位员工中,提升配网维护水平。此外,建立全省电网无人机联动机制,确保今后无人机在灾害面前第一时间应急起飞。

老陈坦言,随着无人机研发的不断推进,要想有新的大的技术创新,更难了。借鉴微软、谷歌“未来工程师”的设计,工作室设置了一个角落,叫“未来技术”,准备制定五年、十年、十五年技术规划。

在很长时间内,一直专门研究、使用无人机,是否是一件单调的事?

队员们笑着说:无论研究、运用,我们都是一个团队在战斗,外出作业也是至少两三个人,大家在一起,很轻松,很开心。

无人机放飞的,不仅仅是一个人、一个团队的空中电网维护之梦。

“通过这些年的实践,我觉得更宝贵的财富是,了解到文化的重要性,思维习惯的重要性。”老陈说。

国网福建电力主要领导提出:“要敢于创新。要按照‘跳起来摘桃子’的标准设置争先进位目标,跃上新的高度去起步,摆脱已有的认知束缚去创造,围绕实际实用实效,敢想敢干敢于破局。”

“跳起来摘桃子”,高度决定视野。

一位叫“笔胜于剑”的网友写道:“跳出自身,拉高到一个平常自己没有的高度来看自己以及自己周围的一切。这就是无人机思维的核心。”

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,以及更高级的思维模式,开创更加美好的事业,创造更加美好的生活。

(应采访对象要求,本文人物全部使用化名。)

责任编辑/孙明星

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