无人机巡防背后的军工人

来源:解放军报作者:本报记者 李 蕾 通讯员 陆 宁 刘鹏远责任编辑:王在宇
2019-01-04 09:29

 

“一挡”是走;“二挡”是小颠,嗒嗒嗒地小跑;“三挡”是大颠;“四挡”是策马奔腾,全速前进;“五挡”是什么?这个你很难猜到吧。

在新疆军区某边防团官兵眼中,他们的“五挡”玩起了高科技——无人机巡防。就在前不久,这个团的边防连官兵操纵无人机再次踏上了巡边征程。与以往不同的是,这次他们的小分队里多了一位新伙伴——某军工企业区域经理任强。

参加完第九届中国国际军警装备博览会,任强就马不停蹄地回到新疆。之所以参与这次巡边,他是想亲眼看看无人机在高海拔、恶劣环境下的巡边效果。无人机用得好不好?官兵有哪些反馈意见?无人机还有哪些改进空间?这些,都是任强一直牵挂的大事。

挂起“五挡”,开启巡边的“飞行模式”

寒冬的阿克库姆沙漠,一架四旋翼无人机腾空而起,巡瞰边境。随着一幅幅清晰的图像回传控制端,任强欣慰地笑了。

看着眼前的场景,任强思绪万千,脑海里回想起两年前的一幕。那是任强第一次跟随官兵巡边,那次刻骨铭心的经历,让他对边防有了新的认识。

那年冬天,任强跟随边防部队踏上巡防之路,站在海拔4000多米的琼博勒达坂缓冲区上,大山连绵、冰川在望,脚下的山道蜿蜒陡峭。任强感到凛冽的寒风使劲往脖子里钻,他打量着同行的官兵,刺骨的寒气丝毫没有改变他们的意志,步子迈得还是那么坚定有力。

任强吃力地跟着队伍前进,眼前突遇一段险路,队伍停了下来。边防战士们熟练地用绳子把彼此串联起来,弓着身子、降低重心,互相拉拽着向上爬。任强问身旁的战士:“这么险的山,一定要上去吗?”“上面就是中国的边界,不上去就是对祖国不负责任。”这位战士坚定地回答。

看着官兵们艰难攀爬的身影,任强在想:“如果能有一架无人机飞上去侦察边防情况,官兵就不用冒这样的危险了。”

返回营地,任强把这个想法向边防部队领导提了出来。领导听完任强的想法后,喜悦的同时也提出了内心的忧虑。

原来,无人机巡防这件事,之前也有人提过。高原巡边对无人机性能要求很高,不少企业因为改装成本高等问题无奈地选择放弃。“官兵们连天堑都敢上,军工人岂能退缩?”任强当即决定把研发团队拉上高原,对不同型号无人机进行高原试验。

某边防连的操场上,任强把各种型号的无人机一字摆开,逐个试飞。没过一会,问题接踵而至——高原电量消耗过快、回传画面受到干扰出现失真现象……上了高原的无人机明显“水土不服”,看到官兵脸上失望的表情,任强心里不是滋味。

“办法总比困难多,只要不放弃,问题总会解决的。” 试飞结束后,任强马不停蹄地赶回单位,一边向单位技术部门求助,一边梳理试飞中出现的问题。

单位很快派出专业技术人员和任强一起去边防采集参数、进行改装试验。翻达坂、越冰河……他们到数十个边防连进行试飞,几个月下来几乎跑遍了整个北疆。可是这些边防连采集的数据都有出入,加之受低温、大风的影响,改装试验陷入停滞状态,他们意识到需要到不同海拔、不同环境下进一步试飞才行。

“冰窟哨所”可可托海边防连,最低气温达到零下50多摄氏度。任强带着技术人员按照操作流程启动无人机,相应的指示灯亮了起来,弹射架中控、无人机地面站主电脑、实时图传接收显示器均显示正常。

“停!”任强上前检查,他发现车载发射架扬起了,稳定架却一动没动,原来是设备被冻住了,必须拆卸下来加热。技术员周思彤面对复杂精密的设备,赤裸着双手展开拆卸,严寒中手被冻僵了。设备拆卸下来后,他又发现没地方加热,索性把电池和零件放进衣服里,抱着一块块冰冷的“铁疙瘩”暖了半个小时,设备才恢复正常,并顺利完成了低温条件下的数据采集。

边防路险是出了名的,无人机团队往返于各个边防连测试记录飞行数据,除了面对飞行时的故障和困难,还要面对各种意外事件的发生。在一次返回连队的路上,司机驾驶车辆在下坡急转弯时,指挥车刹车失灵,翻下山沟,车上工作人员全部失联。连队官兵见天色已暗,试验人员却久久未归,立即出动车辆展开搜救,直到半夜才在路边沟壑里发现了面目全非的指挥车。

“这样惊险的情况官兵比我们经历得多,不管困难再大,我们一定要完成试验,放飞无人机。”经历了生死考验,任强更加明白,岁月静好不是上天的馈赠,而是有人在负重前行。

攻关升级,为巡边飞行“换挡提速”

一场风雪过后,南疆军区某边防团吐尔尕特边防连迎来了难得的晴空。伴随着任强的手势,无人机腾空而起,飞向指定地域、接受测试。实时画面很快传回后方,任强悬着的心终于放了下来。

200多个日日夜夜,10多名技术人员接力攻关,无人机终于完成了改装升级,各项指标正常。这背后,是任强和他的团队付出的大量心血。

“像过关一样,每过一关就像打了一场胜仗。”任强说,技术突破的第一道难关,是实现无人机充足的续航能力。传统的电动四旋翼、固定翼无人机无法满足航时要求,而且高原氧气密度越小,飞行器获得的升力越弱,加之气流多变、风力影响,对无人机性能是巨大的挑战。为了确保无人机能够执行长航时、远距离的飞行任务,技术团队尝试采用无人机油电混合技术,提高燃油利用率,提升了无人机的续航时间。

熟悉无人机的人都知道,传感器决定了无人机飞行的稳定性。尤其在恶劣环境下,传感器失灵会导致飞行器失控。如何确保无人机在高海拔、气压小的高空保持飞行操控稳定性成了棘手难题。

通过分析前期在高海拔地区测试中采集的数据,技术团队优化了无人机飞控、空气动力、静强度材料等方面设计,并多次赴边防部队进行运动侦察、悬停监控等试验,成功实现无人机在极端环境下仍具有操控稳定性,最终过了“操控关”。

信息回传是他们面对的另外一道难题。任强和技术人员几经商议,最终通过提高无线电数据链配置标准和卫星导航稳定性的基础上,提升了无人机抗干扰能力。经过测试,改进后的无人机在各方面性能上都达到了要求。这一次,任强有了足够的信心,他随即带上“提速”装备走上高原。

无人机飞至海拔5000多米后,操控一切正常,回传图像没有问题。可在返航时意外事件发生了,操控装置突然失灵,无人机瞬间失控,眼看无人机即将坠毁。任强马上重启操控器、开启一键返航模式,无人机悬停数秒后开始稳稳下降。没想到,在“最后一公里”无人机“冒了泡”,这给还处在兴奋中的大伙浇了一盆冷水。

回到驻地,任强和团队成员难以入眠。他们围坐在一起分析原因,是因为当地磁场影响导致短暂失控?还是下降速度过快导致在下降气流中失速?在这样的高海拔环境,如果按常规的“之”字形返航,很容易偏离飞行路线。

周思彤马上翻阅数据参数,参考类似案例,最终计算出可以启用一键返航的目标高度,找到了更符合实际的返航方法。

从克服动力不足到提升远距离传输能力,再到完善传感器、校准卫星导航,无人机团队走的每一步都异常艰辛。他们明白,有了无人机的“换挡提速”,边防战士不需要再冒生命危险翻越天堑、巡逻盲区,巡边效率将大大提高,他们付出的一切都值了。

带任务实飞,“飞行模式”的正确打开方式

喀什军分区某边防连,官兵整齐列队。这一次,官兵是考官,检验这架高原无人机的实飞效果。

“带任务实飞才是检验边防无人机性能的最终标准。”任强说,只有用实飞来验证效果,才能得到官兵的肯定,拿到高原“准飞证”。

高山天堑间,无人机时而上升下降,时而拐弯转向,不断将前方画面实时传送到后方。无人机的精彩表现,赢得了官兵的赞扬。

喝彩过后,官兵们的一连串发问随之而出。“雨雪天气,能正常巡逻吗”“边防无人机是否有能力完成夜间巡边任务”“高原环境恶劣,任务途中突然熄火怎么办”……试飞结束后,任强他们意识到,他们的无人机还有不少问题亟待解决。

急兵之所急,应兵之所需。带着官兵提出的十几个问题,这个团队再次发起科研攻关。技术攻关组迅速着手设计,加装热成像模块,但有人认为边防无人机夜间使用机会少,这会增加无人机重量。“官兵是装备的使用者,他们提出的问题往往更具有实战价值。”任强说,军工人的职责,就是要满足官兵的需求,并不断对装备加快完善好。

随后,研发团队为发动机安装了防雨雪护罩,改进了动力系统,发动机熄火后有自动打火功能;根据边防连任务区域特点,能自动规划起飞返航航线,有效应对各类复杂环境下的实飞要求。

“不要大角度改变方向,要注意与油门配合。”“如果无人机在空中突然失灵失控,不要盲目操作,双手离开操纵器,让无人机自行调整保持悬停。”为了让官兵们更快地熟练操作无人机,任强带着团队成员,专门到边防连开展现场教学,传授实操方法和维修技能。经过反复练习,官兵们熟练掌握了无人机的参数设置和操作要领,遇到一般故障也能自行排除。

“官兵们感谢我为高原巡防提供了现代化巡边手段,其实我更感谢这些可爱的战士们,他们的故事里也有我的一段人生。”任强对记者说,边防走多了,他的心与官兵的心越来越近,仿佛有一根绳子牵着自己,绳子的另一头是可爱又朴实的边防官兵。

版式设计:刘 程

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