前言：随着现代化的发展，农村人口逐渐向城镇转移，导致一些发达城市人口暴涨，由于住宅面积的原因，大城市不得不修建高楼大厦来解决大面积人口居住的问题。据了解，全球高楼大厦每年以惊人的数字进行增长，尤其是在亚洲等发展中国家在很多一二线的城市摩天大楼和高层写字楼等比比皆是。然而，高层楼房虽然解决了城市众多人口居住的问题但是却也存在着安全隐患，其也是目前各国政府所困扰的事情-高层大楼消防灭火。
高层消防火灾一直是困扰世界难题，各国政府都在想尽办法解决这个关乎于人民生命和财产安全的问题，但是至今仍然没有更好的解决办法。现如今，有很多公司和机构提出使用无人机解决高层灭火问题，然而这并非一件容易的事情。如无人机如何将大载荷的灭火用品投放到高层、如何精准的扑灭火源、如何避免其不被各种信号和障碍物干扰以及如何预防炸机坠毁事件等等棘手问题。相反，若是其中有一项隐患没可能很好的解决则可能会导致重大的人生财产的损失。下面无人机网将介绍一家行业内敢于“第一个吃螃蟹的公司”，如何使用无人机来解决高层消防灭火问题。
国飞通航/无人机网摄
重庆国飞通用航空设备制造有限公司（以下简称：国飞通航）是一家专门从事大型油动变距多旋翼无人机和工业级电动无人机研发、生产、销售于一体的高科技企业。其研发团队自2013年开始，以工业级无人机为突破口，已成功研发出国内最大以燃油为动力变距多旋翼无人机，载荷可达30--100公斤，续航时间可达2--6小时。目前与公安部天津消防研究所、重庆长安军工集团、山东国泰科技公司合作。已研发出中国首款高层消防电动无人机，载荷35公斤，续航时间达35分钟。据了解，该款电动高层灭火无人机从起飞到扑灭100米的高层火灾仅用一分钟，有效灭火面积可达100立方米，高层消防无人机的研发成功，解决了高层消防到不了、靠不上、够不着、的行业痛点，填补了高层消防火灾扑救的世界空白。该项目已获得国务院消防专家组的认可，在上海深圳组织召开高层无人机专项专家现场会。并得到了全国各省消防专家的高度认可。目前，国飞通航设计的（中国高层消防无人机防御体系方案）作为国家高层消防重点预案报备国务院。消防灭火无人机现有4款机型，主要用于高层消防灭火、森林灭火、高层消防预警和森林火灾预警等方面的应用。
无人机网采访国飞通航董事长曹兵
国飞通航董事长曹兵可称之为中国油动四旋翼变距无人机研发的先驱者，在无人机的研发和验证有着丰富经验。无人机网作为行业媒体很高兴能采访曹董事长，为行业分享其在无人机学术和实战经验。
国飞通航董事长曹兵
无人机网：请为我们分享一下您个人经历
曹董：我父亲是一名军人也是一名工程师，我从小受其熏陶也对机械产生浓厚的兴趣。我从部队复员后便分配到了一个军工厂从事机械制造和设计工作。军用雷达设计总装和远程控制。1991年调入凌源汽车制造厂，从事汽车模具制造，汽车总装设计，主要研发传动结构，发动机共振，金属材料等，先后担任车间主任，生产调度，设计组组长，高级工程师。1997年开始从事空气动力学，流体力学，旋翼共振学方面的研发，具有丰富的机械设计和管理经验。
无人机网：您为什么会选择无人机行业
曹董：2011年在沈阳我看到皇朝万鑫那场火灾，当时起火点并不是很大，但由于楼层过高消防队到了现场后，由于消防设备救火高度不够无法扑灭大火，导致整栋大楼被烧毁损失惨重。当时我心中就想能否研发一款飞行器带着水袋进行高层灭火，这样大楼就不会被烧毁。目前国内像这样的高楼比比皆是，一旦发生火灾现在的消防设备是无法扑灭的，如果能有一个空中消防飞行器来帮助灭火就可大大减少伤亡和损失。 回到辽阳后，把我的想法和亲朋好友讲了，他们说我是异想天开，但那场高层火灾的惨状深深地烙印在我的心里，我开始默默地查找资料设计图纸，2013年我找到了几个爱好飞行器的朋友把我的想法和他们讲了，几个朋友抱着试试看的心理和我开始了一起研发。那时没有设备也没有厂房，我们就租用了一个地下室开始追寻心中的那个梦。在那个不足二十平米的车库里，我和几个好朋友没日没夜的在无设备和资金进入的情况下我们克服重重困难，一点一滴的开始设计和制作，几乎把家中全部的积蓄都用作研发。
第一架飞机于2014年初终于制作完成了，我们满心的欢喜出去试飞。然而，当飞机刚刚离开地面后，由于共振产生的震动瞬间就四分五裂了，望着满地的尘埃我们没有气馁。返回车库后我们总结经验，于是就开始了第二代消防无人机的制作，又用时半年第二代消防无人机研发成功，我们兴高采烈给它系上了红花，希望它能不辜负我们半年的心血。到了试飞场，我们逐一调试检查飞机，终于在一阵轰鸣中腾空而起，我们望着空中的飞机脸上露出了欣慰的笑容，在笑容还没有散去的时候飞机在几十米的高空中突然失去控制，如断线风筝瞬间砸向地面。碎片散落一地，当时惨状历历在目，耗时一年多的心血和近百万的付出两代飞机以失败告终。望着团队成员，强忍痛苦微笑的对他们说成功没有一帆风顺，研发没有捷径，只有不断的在失败中总结经验我们才能够成功，挺起胸抬起头我们从头再来！
之后，我几乎用尽家中所有积蓄包括女儿的压岁钱都悉数用于研发，并向身边的亲朋好友各处借款。“疯子”,我身边曾有不少人这么描述我，“不务正业”“冷嘲热讽”的话语我无力去辩驳，只有咬紧牙关拼命工作。经过了两年多的不懈努力，历经了无数次的失败和挫折，当第一架飞机带着消防水袋飞上蓝天，飞机枪口前喷出那汹涌的水流的时候，我的脸上并没有笑容，团队里也没有欢悦，因为那是在不断坚持和努力中得到的必然结果。曾经在太多的失落中又重新燃起了希望，相信自己的选择，坚持不断的努力，才换来今天的成功。我们的研发成果被中央电视台《我爱发明》报道，辽阳消防队也参与了这次高层灭火的实验，并取得了圆满成功，后来相继在中央新闻，法库航展多次高层消防演练中都取得了很好的成绩，我们的产品也被省经信委鉴定为填补国内空白，居国内领先的好评。通过三年多的努力我们终于取得了高层消防飞行器的灭火成功并获得了国家六项发明专利，我们也与公安部，天经消防研究所签订了共同改进高层消防无人机的合作项目，希望我们研发的高层消防飞行器在未来的高层火灾当中能够大显身手，让高层消防不在成为世界难题，让世界消防史上能写上我们中国人的名字！
无人机网：无人机以及消防无人机是怎样的划分
曹董：一般来说，无人机按照其功能和特点有不同的分类，如消费级无人机、航拍/侦察型无人机、应用类无人机和工业级无人机等。应用类无人机则更多的是在民用、工业级无人机多用于军警等领域各有不同。然而，消防无人机通过其功能特性也分为不同类型的无人机，如消防侦察无人机、消防灭火无人机以及消防救援无人机。
消防侦察/检测类无人机：这类型无人机其主要特点是拥有长时间的滞空能力并具有收集数据信息，航拍信息、气体检测以及数据传输等功能。
消防灭火类无人机：这类型无人机主要特点是具有高强度执行任务的能力，或许不需要长时间的滞空能力，但主要目的是能够在最短的时间扑灭火灾。称为“无人机的战斗机”，如喷射泡沫，干粉、阻燃剂、水、发射灭火弹无人机等。
消防救援类无人机：这类型无人机主要特点是能够投放救援物资，具有大载荷和投送物资的能力。如将数百米的绳子提升到30层乃至更高楼层，将防毒面具、医疗包、灭火毯等急救物资投放给急救者。
每种类型的无人机都有其特定的功能和职责，只有将其分工明确并正确的运用到不同火灾场景才能够最大化的发挥其各自的作用。
无人机网：公司灭火无人机在高层消防灭火领域能解决哪些问题
曹董：目前，公司的主要目标是从真正意义上解决高层消防的三大痛点，到不了，靠不上，够不着。公司主要是研究和提供破窗/救援/灭火/运输等一体化的高层灭火救援方案。2017年3月开始，我公司针对现在城市高层建筑火灾频发，高层火灾一旦发生少则几千万多则上百亿的损失，各国政府都高度重视加大资金投入来解决，但这个市场应然是一个空白。虽然国内有几家公司研发出灭火弹发射车，但应用环境有限，上海消防装备检测中心检测的28家消防无人机，都是火场侦查航拍不能实战灭火。我公司与天津消防所和上海消防所多次交流，吸取公安部专家组的意见，着力开发出一款电动高层消防无人机，公司集中所有研发力量，经过数百次的失败和挫折，在总结经验教训的基础上，借鉴已研发的油动变距多旋翼无人机的优势，进行优化组合，成功研发出高层电动消防无人机载重平台，载荷可达25公斤和100公斤，续航时间25分钟。在电子系统上研发出3冗余飞控，确保无人机控制系统的绝对安全，同时研发出双目和毫米波避障系统，该系统可以有效的识别非实体障碍，如烟气、火焰、水、玻璃等进行避障，并采用惯导无导航闭环系统，如在楼群里和天气原因有可能GPS等信号丢失，惯导系统可以在没有任何导航的情况下即可以定位在悬停；采用视觉跟随和热导追踪系统，就是在地面端锁定火场的目标，无人机就会根据锁定目标进行瞄准喷射，无人机就如同是一颗飞行的导弹可以自己锁定追踪目标。无需人员的控制完全自主控制。安全降落系统可以保证100米开伞。我们同时在还在研发系留无人机系统，并已经取得阶段性成果，未来有望在高层消防无人机的大载重和长续航方面有一个质的飞跃。我们在动力系统和电子系统上已经获得多项发明专利，在工业级消防无人机上已遥遥领先国内同行业。再经过数千次的灭火粉喷射试验，解决了无人机的强大后坐力问题，实现高层建筑火灾快速有效的扑救，突破无人机无法承受大后坐力的瓶颈，填补了国内外高层消防设备的空白，解决了高层火灾无法有效扑救的难题。
无人机网：国飞通航高层灭火无人机与同类型灭火无人机相比有哪些竞争优势
曹董：自2012年到目前为止，我公司就已投入数千万的资金用于消防无人机细分领域的研究和分析。消防灭火问题无论对于国家还是民众都是一个痛点问题，然而高层消防又是全球痛点中的痛点。我们研发是基于实战解决问题不搞花拳绣腿，主要解决了发射产生的后座力控制问题，通过改变气动布局和机体结构，创新发明油距混控系统，改变飞控的算法等手段，实现了无人机在强大的后坐力下的稳定。已经获得发明专利9项。产品具有很强的技术壁垒不易被仿制。
在研发高层灭火无人机的过程中我们通过千百次的模拟实际的火场测试，认真分析不同火灾场所时发生的风力强度变化、周边建筑的信号干扰、周边高温环境的影响、烟雾能见度低下的干扰、精准扑灭火源以及周边安全性等诸多因素的问题。如今，市面上一些普通的灭火无人机厂商虽然具有生产无人机平台的能力，但是其缺乏实际演练的经验还停留在灭火理论上，停留在表面的模仿和空想的状态。没有实际设计火场进行实战演练和研发。火场如战场分分秒秒都决定着生命的存亡，因此一款产品如果不经过千锤百炼，不经过万全的准备和实际测试，一旦上了战场将会付出惨重的代价。目前，国飞通航的几款高层灭火无人机将率先在重庆试点，并将尽快配备于相关的消防系统用于消防实战救援，为高层灭火救援赢取更多的时间并降低人生财产的损失。
无人机网：为什么不采用直升机或者油动大载荷无人机进行灭火救援
曹董：这个问题很早之前我们和相关单位就已经证实直升机和油动无人机不适合用于消防灭火救援。直升机虽然拥有大载荷和灵活性，但是由于其本身的结构特点导致其无法应用于高层灭火救援。直升机的倾斜盘结构设计是在螺旋桨负责升力的同时还要负责之态，无人机在空中悬停是相对的静止，如果突然产生的喷射后坐力，直升机很难在保持高度的同时保持之态的稳定，因为发射距离火点是有一定的距离，无人机只要偏离一毫米，前面就会“失之千里”。直升机的旋翼过大无法加涵道圈，它的外旋风场会给本来不大的火起到加氧的作用，会把轻型燃烧物吹走造成连片的火灾，一旦出现紧急情况螺旋桨没有保护措施很容易出现坠机，直升机是无法在空中开伞的。坠落后会给地面人员造成几大的危害。火场就是暂时扑灭，但由于火场温度过高稍有一点风就会复燃。形成“煽风点火”的情况。
油动无人机所挂载的油箱和发动机的油路管线，一旦遇到火星或漏油就会置身难保，我们谁敢说无人机百分之百不掉下了。一旦掉下了油箱本身就是一个大炸弹。现在的军机都是重油和防爆油箱，但是在坠落时个个会爆炸。想象一下几百米高空无人机带着油箱掉下来没有缓降手段，下面是消防人员和设备还有群众，一旦爆炸那后果会不堪设想。因此油动无人机在高层灭火应用纯在很大的安全性。
无人机网：无人机在未来消防的应用发展以及建议
曹董：无人机在未来20-50年内的发展在大部分行业领域的应用必然会逐渐替代有人机，针对于高层灭火无人机更能体现他的优势。无人机作为高层灭火和救援时，前期主要是起个辅助的作用，在未来则可能会成为主要灭火工具。其主要的发展原因是因为地面灭火产品无法快速抵达火源，消防无人机则可以跨空域远距离靠近火场，快速解决问题。在救援当中，救人才是至关重要的问题，通过灭火无人的使用可以实现第一时间解救被困人，或至少可以延缓被困人员受上海的时间为后面消防营救获取更多时间。
对于如今的消防无人机的发展我个人建议：相关的无人机厂商应该结合现实场景，脚踏实地的进行研发消防救援/救火无人机，而不应该简单的模仿他人的产品假想火灾进行演练。要根据不同的场景分析火场特性，抓住行业的痛点，才能立足于产品的研发丰富消防无人机的类型，才能更好营造良好的市场环境。各厂家只有通过模拟现场火灾， 不应该只是针对于空气去模拟演练。因为火灾现场的环境会是非常复杂，只有通过实战才能够发现问题和解决问题，最终才能够有利于产品的改进和实战。
国飞通航部分消防无人机
重型高层消防无人机
重型高层消防无人机可有效载荷100kg干粉，有效灭火面积800立方米，可针对1000米以下楼层火灾实施快速扑救。
轻型高层消防无人机
轻型消防无人机载荷30公斤续航时间30分钟一次性有效灭火面积100立方米，将会在重庆消防率先装备试点。
森林消防无人机
森林消防无人机有效载荷25k，有效灭火面积30平方米，主要针对森林初期火灾快速扑救。
国飞通航植保类无人机
目前市场无人机众多，但多以消费级小型无人机为主，工业级大载荷无人机市场刚刚起步，在未来20年里，随着科技的进步和人们认识的提高，加之无人机可以取代人们无法到达和实现的功能。它的应用市场会越来越大。从2012年无人机进入市场以来到2015年形成了井喷式的增长。到目前为止我国无人机占有世界的70%的销量，销售额高达600亿美元。短短几年的时间无人机就形成一个全球规模的产业。
农业植保机
农业植保机
农业植保机
现在城市高层建筑多集中在城市的中央，这个地区人口聚集、道路拥挤、用电量大、建筑密集等极易发生火灾。一旦发生火灾不能有效及时的扑救是小火变成大火的主要原因。所以高层火灾防控的重点是在城市的中心区域。2017年7--8月公安部连续召开3次高层消防工作会议，习近平主席主持了“伦敦火灾警示中国”的会议。公安部长郭声琨主持了“加大特殊装备器材的研发力度，不断提升高层建筑火灾的防控科技水平和灭火救援装备科技含量”会议，并提出“快速推近微型消防站建设”的建议。北京消防市政在8月份率先投资近13亿元采购无人机等高端消防设备建立快速反应消防站。可以看出从国家成面上是高度重视高层消防的问题，从市场角度上是急需的，从行业角度上是空白的。
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