“翼龙无人机已抵达你镇上空” 断掉的通信,连上了!
发布时间:2021-07-23
出品:科普中国
制作:之??破?br /> 监制:中国科学院计算机网络信息中心

   据应急管理部官方微博消息,近日,河南省突遭大规模极端强降雨,部分区域发生洪涝灾害,巩义市米河镇多个村庄通信中断。有群众收到如下短信,截图瞬间在网上刷屏,网友直呼:“这就是中国速度!”、“生在华夏,被照顾得太好了!”

  

  图片来源:微信公众号“航空工业”

  据报道,721日,应急管理部紧急调派“翼龙-2H”无人机空中应急通信平台,跨区域长途飞行,历时4.5小时抵达通信中断区,利用翼龙无人机搭载的移动公网基站,实现了约50平方公里范围内长时稳定的连续移动信号覆盖,打通了应急通信保障生命线。

“翼龙无人机”是什么?

  翼龙无人机是由中航工业成都飞机设计研究所研制的一种中低空、长航时多用途无人机。翼龙系列自2005年开始研制、2007年首飞,距今已有十四年,目前发展至第二代翼龙。

  “翼龙-1”是翼龙系列无人机中的首个型号,可应用于灾情监视、大气研究及气象观测、地质勘探及土地测绘、环境?;?、农药喷洒和森林防火、缉毒和反走私等民用及科学研究领域。

  

  20161031日,珠海航展上静态展示的翼龙-1无人机。

  图片来源:微信公众号“航空工业”

  在“翼龙-1”的基础上,“翼龙-2”无人机进行了全面的机体扩大及气动布局优化,并换装了推力更强的中国国产发动机,提高了实用升限、速度和续航等一系列指标,可以适应更加复杂的使用环境。

  

  翼龙-2无人机

  图片来源:微信公众号“航空工业”

  而本次应急救灾的主角——“翼龙-2H”应急救灾型无人机则是在“翼龙-2”无人机系统基础上,针对灾害探查、应急通信保障、应急投送等任务研制的大型救灾无人机系统。

  

  “翼龙-2H”应急救灾型无人机

  图片来源:微信公众号“航空工业”

  “翼龙-2H”是如何实现断网通信的?

  无人机的全称是“无人驾驶航空器系统”(英文:Unmanned Aircraft Systems, 简称UAS)。

  不仅包括人们最直观可见的无人机飞机本身,还包括地面站、任务载荷和保障系统。在无人机升空执行任务时,地面上的相关系统会紧密监视并进行指挥。

  

  无人机系统

  图片来源:中国军网

  据翼龙系列总设计师介绍,“翼龙-2H”系统由无人机、地面控制站、保障系统组成。无人机搭载了光电吊舱、合成孔径雷达、航拍CCD相机、应急通信保障吊舱、应急投送舱等先进设备。

  这款无人机系统具有航程远、留空时间长、承载能力大、环境适应性强等特点,可在灾区“三断”(断路、断电、断网)等极端条件下,完成多谱段灾害现场探查和应急物资投送等任务。

  本次任务中,“翼龙-2H”通过采取公网、专网、卫星通信方式互为补充,融合空中组网、高点中继等技术,实现图像、语音、数据上下贯通,横向互联、可视指挥,帮助全面构建“空天地”一体化应急通信保障体系。

  

  翼龙无人机巡图 图片来源:贵阳网

  21日晚20时,翼龙空中基站累计接通用户2572个,产生流量1089.89M,单次最大接入用户648个,为灾区受灾民众及时报告灾情、报送平安恢复了移动公网信号,打通了应急通信保障生命线。

  为什么不采用卫星通信?

  翼龙无人机虽强,但毕竟是第一次进入群众视野。大家难免有疑问:为什么不采用更加覆盖面更加强力,信号更好的卫星通信?

  其实这也是灾后重建时常有的话题。卫星通信固然信号强范围广,但对设备有着很大的要求。卫星通信是不能直接用于我们平时手机通话的,而空投设施或者伞兵携带卫星电话的方式有很大缺陷:灾区往往情况艰险,不仅有安全风险,而且投送的卫星电话数量有限,只能覆盖到少部分地点,相当于只能建立几个有限的单点通信,效率低下。

  “翼龙-2H”则不同,通过建立空中基站的方式,可定向恢复50平方千米的移动公网通信,建立覆盖15000平方千米的音视频通信网络,覆盖面极广。这使得受灾群众拿起手边的手机就可以打电话,通信恢复效率更高,而且及时方便。

  相较于卫星中继通话器,无人机具有机动灵活、成本低、易维护等特点。在2008年汶川地震救灾时,受灾区陷入三断状态,为了第一时间获取灾区情况,需要组织空降兵跳伞安装卫星设备。当时气象环境恶劣,跳伞处于无地面标识、无对空指挥、无气象引导的“三无”状态,空降任务需要从5000米的高空盲降,毫不夸张地说,空降兵是冒着生命危险在完成任务。而现在有了“翼龙-2H”无人机,难怪有网友感叹,“再也不用派空降兵冒死跳伞了!”

  

  图片来源:新浪微博

  “用兵一时”,实乃“兵千日”

  其实,这次搭建空中基站,并不是翼龙无人机首次执行任务。

  据观察者网及微信公众号“航空工业”2020619日消息,“翼龙-1”通用平台在“无人机应急通信保障演练”中圆满完成了搭载无线通讯基站设备的首次系列测试。这次测试在海拔30005000米高度持续盘旋,成功实现超过50平方公里范围内,长时稳定连续移动信号覆盖,创下了国内空中基站对地覆盖最大面积的新纪录。

  

  图片来源:微信公众号“航空工业”

  据观察者网202082日报道,中国气象局联合12个单位进行了我国首次高空大型无人机台风综合观测试验,并取得圆满成功。本次试验选用“翼龙-10”大型无人机进行,是”海燕计划的组成部分,填补了我国基于高空大型无人机海洋综合观测的空白,并验证了翼龙无人机在恶劣气象环境下的工作。

  

  图片来源:央视网

  据中华人民共和国应急管理部2020101日新闻报道,在929日的贵州安顺机场,大雨滂沱中,“翼龙-2”无人机搭载着侦察通信载荷,冲天而起,飞赴四川木里,首次执行大型无人机应急通信实战演练任务。经过17小时飞行,构建起空中无人应急通信平台,为极端情况下应急通信保障新添利器。

  这次实战演练创造了多个第一次”,验证了“翼龙-2”空中无人通信平台的实战保障能力,为解决“断网断电断路”极端情况下,人力突不进去,信息传不出来的实战难题。

  灾情往往很难预演。虽然会有演练,但面临实战,谁都不敢保证万事无恙。正是之前一次次的模拟、改进,才会有今天“号令既出,使命必达”的翼龙无人机。

  “翼龙”的广阔前景

  翼龙无人机家族成员众多,除了这次大放异彩的“翼龙-2H”外,还有能够执行海上快速搜救任务的“翼龙-10H”近海救援型无人机;能进行远距离气象探测和增雨催化剂播散的“甘霖-1”人工影响天气无人机。

  在民用方面,我国的无人机技术毫无疑问弯道超车,处于世界领跑水平。但我们也要认识到翼龙的局限之处。相信有不少网友都注意到了,“为什么翼龙只能恢复5个小时通信”,“为什么只出动了一架,不能多架次接力来保证全时覆盖吗?”

  首先,翼龙-2H从贵州起飞,两地相距一千多公里,耗时约4.5小时以上,考虑到来回飞行时间并且还要为突发情况预留时间,翼龙的滞空时间至少是20小时以上。

  另外,根据前文报道,翼龙应急通信项目去年10月份才完成第一次实战演练,仍然有许多需要测试和改进的地方。

  为什么只出动了一架?实际上,现在只有这一架可以投入使用。而这一架,也已马不停蹄地执行第二趟飞行任务。

  相信在未来,随着这套应急通信系统真正成熟完善,一定会被更加广泛地部署、应用。到时,便能提供更大范围的全时高质量通讯能力的机群。不过,我们也希望可以尽量少得见到它救灾的身影……

  截止本文成稿时,“翼龙-2H”已于7221336分再次于贵州安顺机场起飞,为郑州市中牟县阜外华中心血管病医院的救援工作提供网络保障。

  河南加油,中国加油!

  参考资料:

  1. 观察者网,“翼龙”无人机化身空中基站,可覆盖50平方公里。“翼龙”无人机化身空中基站 可覆盖50平方公里-观察者网 (guancha.cn)

  2. 观察者网,我国首次高空大型无人机台风综合观测试验成功。我国首次高空大型无人机台风综合观测试验成功-观察者网 (guancha.cn)

  3. 潇湘晨报官方百家号,翼龙-2无人机成功变身,为祁连山降“甘霖。翼龙-2无人机成功变身,为祁连山降“甘霖” (baidu.com)

  4. 中华人民共和国应急管理部2020101日新闻。极端情况下应急通信保障新添利器--中华人民共和国应急管理部 (mem.gov.cn)

  5. 呼涛,解码中国自主研制“翼龙无人机。解码中国自主研制“翼龙”无人机_爱学术 (ixueshu.com)

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