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丁元沅:为航空器安装“智脑”
2024-07-24 11:46:40 来源:法人杂志 作者:白馗 李辽

◎ 文 《法人》杂志全媒体记者 白馗 李辽

在城市天际线,一架架携带着生鲜、外卖的无人机穿梭于摩天大楼之间。与此同时,一群搭载着通勤者的“空中出租车”与它们并肩飞行。透过舷窗,乘客们目睹着旁边飞机上的极限运动爱好者们借助风洞体验跳伞······不久的将来,各种飞行器将编织出错综复杂的低空交通网络。

然而,当飞行器绕过摩天大楼的阴影,或是突发大雾天气使能见度骤降,信号出现故障,它们可能与地面的低空交通管理系统暂时失联。这时,又该如何确保飞行器继续在空中安全高效且有序飞行?

▲丁元沅 受访者供图

信天智行(天津)航空科技有限公司(下称“信天智行”)创始人丁元沅正致力于解决这个难题。今年3月在广州中山的一次飞行测试中,多架装备了由信天智行开发的多机协同飞行系统的中型无人机在天空翱翔。这是中国第一次在低空航空商业领域进行多机协同飞行试验。经过10个小时的测试,这些无人机在复杂多变的低空环境中展现了它们自主协同飞行的能力。近日,《法人》记者前往天津,对丁元沅进行采访。下了高速,轻巧拐过几个弯道,一座设计简洁、线条流畅的大楼因为“低空经济生态研发中心”几个大字格外耀眼,这便是信天智行的研发中心。在明亮的一楼大厅,丁元沅一边摆弄着一架无人机,一边将自己的低空探索故事娓娓道来。

航空文化浸润

1976年,丁元沅诞生于一个航空世家,耳濡目染之下,自幼便对飞机抱有浓厚的兴趣。2001年,他在北京航空航天大学完成本科和硕士学业后,远赴美国得州农工大学深造,攻读航空工程博士学位。2006年博士毕业后,他先后加入了全球知名的航空电子企业s-tec(现隶属于“穆格”)和garmin(佳明)。

在海外的10年求学和工作生涯中,丁元沅致力于自动飞行导引和控制系统的开发——这是飞机的“大脑”,是核心所在。让他颇感自豪的是,他带领团队完成了多个航空电子产品的全生命周期适航取证,并参与了自动飞行控制系统技术标准的制定(rtca do-335/336),这些标准被多国采纳为行业主要标准,这样的工作经历尤其珍贵和难得。

海外的通用航空文化让丁元沅大开眼界。攻读博士期间,一位20岁出头的校友竟然拥有数千小时飞行记录,几乎达到了航线飞行员的水平,丁元沅感到十分震惊。工作后,他发现很多同事驾驶飞机上下班,而这在别人眼里却稀松平常。有趣的是,一位硬件工程经理甚至在公司附近的机场租了一座机库,供自己制造飞机。这位同事还经常在午餐后邀他一同前往机库,为飞机打磨机翼。“这架飞机耗时9年打造完成,听说最后真的成功升空了。”丁元沅描述起来,显得十分兴奋。

2009年10月,中国空管委宣布将适时开放低空飞行区,这一消息令远在海外的丁元沅无比振奋,他开始密切关注中国低空经济领域。2012年,随着中国低空开放的浪潮逐渐兴起,国际领先的航空电子企业霍尼韦尔看中了中国市场,将航空板块亚太总部从新加坡迁至上海,并大规模扩充研发团队。丁元沅加入了霍尼韦尔亚洲总部,投身于中国低空开放的事业中。

在霍尼韦尔航空航天集团(北京)的at先进技术研发部门,丁元沅结合中国低空开放的特点,带领团队将中国航电系统与霍尼韦尔现有航电系统集成,开发出了低成本的驾驶舱航电ks8凯发官方网站的解决方案,获得了业内高度好评。

回望彼时,丁元沅称,那时中国低空领域还是一张未被涂鸦的白纸。“我记得,2012年时,中国通用航空飞机数量不过1600余架,无人机产业链的发展才刚刚起步,而无人机制造商大疆也仅是初露锋芒,国内新能源航空器领域还是一片空白。”

首次创业折戟

2016年,中国无人机技术、应用与市场迎来了迅猛发展。无人机不再仅仅是“飞行的照相机”,而是逐渐演变为“飞行的机器人”。它们能够自主避开障碍物、自动跟踪目标,这些曾经被视为黑科技的功能慢慢开始普及。工业无人机也开始重视智能辅助系统,一些无人机甚至能自动筛选异常点,在电力巡线、光伏电站的检测中展现出巨大的应用潜力。

同年6月,丁元沅在北京和湖北武汉两地开启了他的首次创业之旅。这时,他在2006年撰写完成的博士论文发挥了重要作用。这篇论文研究的是多机协同系统开发。“在密度高、情况复杂的低空领域,如果没有智能协同系统,航空器之间挨得很近时就无法有效避开、有序爬升和降落。”丁元沅介绍,当时美国的解决办法是程序管制,一个小时只准一架飞机降落,效率非常低。他在论文中提出,如果能不依赖程序管制,让飞机更聪明一些,让几十架通航飞机能够互相感知,保持合适的安全距离,有序降落,就能大幅提升效率和机场吞吐量。

创业时,他将论文研究成果在中国申请了发明专利,并开始制作原型样机。当时,农林植保是工业无人机中市场规模最大的领域,丁元沅想从这个领域切入,将多机协同系统的小盒子安装在农林植保的无人机上,“我当时认为,安装了我的系统,就不再需要飞手,我的产品一定供不应求。”

然而,他忽略了当时工业无人机市场规模还不到百亿的情况,全国农林飞洒无人机只有几千架。一位农场负责人告诉他,几十亩土地一般只需要一到两架无人机,而购买这套系统的成本远远超过了聘请飞手的成本。

尽管创业半年后,丁元沅的团队已经开发出多架实体航空器去中心化的协同系统,但技术突破的喜悦被一个不期而至的噩耗打破——资金链断裂。“我几乎将所有积蓄都投入到了这次充满未知的创业中,但当家人告诉我账面上只剩下几万元,我很快明白,自己的创业梦想暂时搁浅。”

再次低空创业

近年,经过沉淀与发展,中国航空产业链已日趋成熟,从材料到云台、摄像头等核心部件的技术都取得了显著进步,形成了独特的竞争优势,甚至在某些领域超越了欧美。中国商飞的崛起也为低空经济业态培养了大量专业人才。国人熟知的大疆在全球消费级市场占据了70%的份额,成为国际知名的无人机制造商。丁元沅经常关注的一位国际知名专家曾公开评价,在低空经济的浪潮中,中国的新能源航空器完成适航取证的研发投入仅为美国的1/8至1/5。

“我首次创业时,中国低空经济只有百亿规模,现在已经达到几千亿,10年之内有望达到几万亿,扩大了100倍。”这一变化,让丁元沅感觉中国低空经济的发展机遇前所未有。

2023年,他认为再次创业的时机已经成熟。经过半年的筹备和深入调研,吸取了第一次创业失败的教训,他对整个产业生态和竞争态势进行了全面细致的分析。同年6月,他在天津创立了信天智行。11月,公司克服诸多困难在第五届全球科技大会发布了原型样机——开拓性航电自主飞行(辅助)系统。这一适配于有人/无人驾驶航空器以及中大型无人机的机载系统不仅在机动层面实现了探测和避让,更在战术层面配备了安全间隔保障,并在战略层面实现了多机协同智能,填补了中国在航电设备领域的多项技术空白。

更令丁元沅欣喜的是,两周后,中央经济工作会议将低空经济定位为战略性新兴产业。“这意味着中国的资本力量将对低空经济提供大力支持,低空经济的潜力与前景已得到广泛认可。”他感觉,低空经济将如同电动汽车和光伏产业一样,对整个国家的经济生态产生深远影响。

这一次,信天智行同样沿用了丁元沅的博士论文思路,完成了产品基础性能和功能的构建,原型样机完成了飞行测试,走完了所有流程,接下来将进入适航样机的研发阶段。

丁元沅介绍,适航样机需要进行至少几百万个小时的可靠运行测试,对防水、防尘、防干扰等有着比原型样机更为严苛的要求,因此使用的元器件材料和封装模式也完全不同。

目前,信天智行正在申请立项,进行适航样机的研发,并计划走完完整的适航认证体系流程。“今年我们将实现非适航产品的量产,计划到2026年实现适航产品量产。”

在低空经济生态中,系统开发位于产业链上游,整机制造属于中游,而运营服务则是下游。“作为核心航电系统开发商,我们正处于整个生态链的上游,拥有得天独厚的生态位。”丁元沅说。

这一回,他对商业模式的梳理越发清晰。“低空交通管理系统供应商是目前信天智行的主要客户之一,我们的商业模式是空地协同、以空补地。”

未来,城市的每一平方公里土地上都可能会有几百架航空器,它们将在人们的视线范围内密密麻麻地飞行。但他提到,由于高层建筑物的增多,航空器在拐进建筑背面后会存在与地面控制系统短暂失联的情况,而突发大雾天气也容易诱发航空器失联。这时,给航空器安装上多机协同系统这个“智慧大脑”,就能快速识别紧急状况并迅速做出反应。“航空器可以互相知晓位置,有序降落,确保安全。这体现了低空交通管理系统与机载自主飞行系统的紧密配合,也是我们系统的核心优势。”

短期内,丁元沅团队的目标是确保航空器安全飞行、高效运营,而随着低空经济的蓬勃发展,多机协同系统还能帮助航空器互相协调飞行位置,让速度快的“超车”,从而大幅提升整体效率。

更多参与国际对话

如今,中国已成为注册无人机数量最多的国家,达到126万架,位居世界第一。尤其是在新能源航空器整机领域,无论是适航成本还是人才储备,中国都处于世界领先地位。从全球看,获得tc(中国民航局颁发的证件,以证明产品满足适航标准)的电动垂直起降飞行器(evtol)企业仅有两家,且都在中国,其中一家已经开始量产。丁元沅说:“与欧美国家相比,中国没有庞大的通航机队,但这反而使中国能集中精力开发无人机市场,实现低空经济跳跃式发展。”但他也指出,航空安全监管机制尚未成熟,运营监管能力还需加强。

航空业离不开国际互通,丁元沅在繁忙的工作中仍坚持每周阅读大量英文资料,紧跟国际航空业的最新动态,包括欧洲最新的技术路线图,美国新出台的行业规章等。尽管对二次创业充满信心,但他有了新的烦恼,“我们对自身的专业认知迭代要求较高,需要凯发app官网登录的合作伙伴、股东跟上我们的脚步”。

今年9月,在加拿大蒙特利尔市,国际民航组织(icao)将举办全球首届立体交通论坛,信天智行是唯一受邀发言的中国企业代表。丁元沅称,中国低空经济行业应该鼓励更多的航空企业参与进来,在全球论坛、国际标准制定上更多参与国际对话。

这一次,中国低空经济的发展让丁元沅和他的创始团队信心满满,“它不仅是对我个人的挑战,也是中国在全球舞台上再次展现实力的机遇”。

编审|渠 洋

责编|惠宁宁

校对|张波 张雪慧

编辑:刘晓莹
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