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5月14日,國網(wǎng)電力工程研究院有限公司電力工程低空運輸技術團隊圍繞山區(qū)場景、復雜地形下電力物資運輸需求,開展重載無人直升機技術規(guī)范及標準編制研討會,為解決輸電線路建設過程中山區(qū)運輸難題提供技術支撐。
2025年1月,國網(wǎng)工研院電力工程低空運輸技術團隊正式組建。一年多來,這支年輕的團隊從零起步,積極應對電力工程建設中地形復雜、交通不便、生態(tài)保護等給電力物資運輸帶來的挑戰(zhàn),在國內(nèi)率先系統(tǒng)開展以重載無人機、運載飛艇、系留氣球為核心裝備的低空運輸技術研究,構(gòu)建“重載為主、浮空互補、安全高效、環(huán)境低擾”的電力工程低空運輸體系,蹚出一條電力運輸工程機械化、智能化、無人化的新路。
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▲團隊討論低空裝備研發(fā)技術方案
迎難而上承擔急難險重任務
“十五五”時期,一批特高壓工程加快建設。由于輸電線路途經(jīng)高海拔山區(qū)、國家級自然保護區(qū)等地區(qū),復雜的地理環(huán)境和生態(tài)紅線給建設施工、防災應急和運維管理帶來挑戰(zhàn)。國網(wǎng)工研院專門組建電力工程低空運輸技術團隊,積極應對電力工程建設中的急難險重物資運輸難題。
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▲團隊采用無人直升機在六盤山區(qū)運輸施工物料
2025年4月,團隊在寧夏將臺—渝河π入330千伏綠塬變電站110千伏線路新建工程中開展輔助物料運輸能力驗證及工程試點作業(yè)。該線路穿越林場,環(huán)境保護要求高、交通運輸條件差。團隊使用雙槳縱列式重載無人直升機,對其進行多輪結(jié)構(gòu)輕量化重構(gòu)、動力系統(tǒng)擴容升級、抗擾飛控算法迭代優(yōu)化,攻克了氣流擾動下穩(wěn)定飛行、山地狹域航線精準穿行、重載物資平穩(wěn)投放等技術難題,使其具備超2小時現(xiàn)場持續(xù)作業(yè)能力,可抗6級至7級陣風,最終順利完成施工物料吊運任務,幫助建設單位提升施工效率、減少環(huán)境破壞。
從高山大嶺到雪域高原,團隊把工程實踐中積累的低空運輸經(jīng)驗靈活運用到各類山地施工場景,持續(xù)拓寬重載無人機電力施工應用邊界,在不同地域復雜工況的實戰(zhàn)中打磨技術。
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▲團隊采用大型重載無人機吊運建設物資
2026年年初,團隊接到緊急任務,幫助國網(wǎng)西藏電力解決一項電力遷改工程中的現(xiàn)場物資運輸難題。這項遷改工程全線穿行于崇山峻嶺和密林深處,最高塔位海拔3766米,多處塔位地理環(huán)境復雜。無人機吊運施工物資時,需克服的高度落差最大達1000米,最遠距離約2000米,最大載重約300千克,工況遠超同等電壓等級線路的作業(yè)難度。
國網(wǎng)工研院調(diào)配3架大型重載無人機,選派團隊4位成員趕赴現(xiàn)場開展攻關。從規(guī)劃起降點到設計飛行航線、從研究自動避障策略到設置應急返航程序,團隊成員從多方面優(yōu)化吊運方案。現(xiàn)場吊運時,團隊采用雙控接力方式,飛手使用小型無人機伴飛,指導重載無人機飛行和卸載物品;采用多點掛鉤與緩沖墊等技術措施,保證重物落地時不傾倒、不泄漏。經(jīng)一個多月奮戰(zhàn),物資吊運任務順利完成,作業(yè)全程實現(xiàn)“零道路修筑、零植被破壞、零物資墜落損耗”。
一年以來,團隊基于不同地區(qū)、海拔、風速、吊掛形態(tài)的飛行參數(shù)與作業(yè)規(guī)范,總結(jié)提煉經(jīng)驗做法,編制可復制推廣的高海拔無人機施工指南,為大規(guī)模推廣低空運輸施工模式提供了扎實的技術依據(jù)與實操范本。
集智攻關突破低空運輸技術
隨著特高壓工程建設的推進,大宗施工物料和大型施工裝備的山區(qū)運輸需求增加,索道運輸技術在山區(qū)大坡度適應性、環(huán)境低擾動性等方面逐漸難以滿足工程需求。團隊不斷開展重載無人機、系留氣球、動力飛艇等低空運輸技術研究。
系留氣球是一種具備長時駐空、大載重吊運能力的新型浮空裝備。2025年11月,在大同—懷來—天津南1000千伏特高壓交流工程豐寧段建設中,團隊成功實施500千克級多索聯(lián)動控制系留氣球運輸作業(yè),平穩(wěn)吊運塔材組件至300米外的塔位。
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▲團隊在大同—懷來—天津南1000千伏特高壓交流工程豐寧段實施系留氣球運輸作業(yè)
面對物資轉(zhuǎn)運存在的運距遠、落差大、風力多變、場地狹小等困難,團隊綜合考量選址地近5年地面及高空風速風向數(shù)據(jù)、周邊村落分布、障礙物距離等因素,選定適合大型系留氣球升空及錨泊、三索聯(lián)動控制系統(tǒng)布置的場地,采用“局部深挖+鋼筋錨固+水泥澆筑”工藝增強錨泊裝置所需的抗拔力;聯(lián)合中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院,創(chuàng)新設計多索聯(lián)動系留氣球控制系統(tǒng),歷經(jīng)7輪方案論證、4次模擬試驗,反復優(yōu)化控制邏輯與結(jié)構(gòu)參數(shù),攻克強風環(huán)境下浮空裝備姿態(tài)失衡、軌跡偏移等技術瓶頸,最終實現(xiàn)了對500千克級系留氣球的精準控制。
團隊積極開展動力飛艇技術攻關,申請立項國家電網(wǎng)公司科技項目,計劃開展噸級運載飛艇結(jié)構(gòu)設計技術、動力及姿態(tài)控制技術、運輸施工技術研究,以提升在高山大嶺、自然保護區(qū)等特殊環(huán)境中的物料運輸能力。
立足電網(wǎng)建設現(xiàn)實需求,團隊持續(xù)攻關山地復雜環(huán)境下各類飛行操控、載重適配、環(huán)境適配等核心技術瓶頸,目前已成功突破重載無人機復雜地形抗擾飛行、系留氣球多索精準協(xié)同等多項關鍵技術,形成了“重載為主、浮空互補、安全高效、環(huán)境低擾”的電力工程低空運輸體系,為特高壓工程建設和應急搶險提供支撐。
合作共贏搭建協(xié)同創(chuàng)新平臺
低空運輸并非單一技術、單一企業(yè)能夠獨立完成,需打破傳統(tǒng)壁壘,推動創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合。
2025年6月,電力工程低空裝備及應用技術交流會在河南鄭州召開。會上,由國網(wǎng)工研院電力工程低空運輸技術團隊牽頭,組建了電力工程低空裝備創(chuàng)新聯(lián)盟。聯(lián)盟成員包含50余家無人機研究、制造和應用的上下游企業(yè),橫跨電力工程和低空經(jīng)濟兩大產(chǎn)業(yè),構(gòu)建起集電力低空裝備技術研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化與場景應用的聯(lián)動生態(tài)。
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▲系留氣球運輸作業(yè)現(xiàn)場
聯(lián)盟成立以來,成員單位聯(lián)合共建實驗室,聚焦重載無人機低空吊運、帶電作業(yè)機器人搭載等特殊工況需求開展檢測驗證技術攻關。目前,聯(lián)盟以重載無人機、浮空器等裝備為突破口,協(xié)同推進技術研發(fā)、標準制定、實驗室共建與合作項目落地,逐步打通從技術研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化到場景應用的全鏈條。
團隊積極開展對外技術交流,先后與多家國內(nèi)頂尖航空科研機構(gòu),在無人直升機和浮空器設計、航空發(fā)動機應用等領域進行深度交流與合作。在技術聯(lián)合攻關過程中,一批青年科研人員迅速成長,他們有的深耕無人機總體設計,有的專注系留氣球氣動設計,有的主攻工程應用落地……形成技術研發(fā)與工程應用相互支撐的良性循環(huán)。
電力工程低空運輸技術團隊勇闖電力工程低空運輸技術這片“無人區(qū)”,矢志創(chuàng)新、拼搏奉獻,努力解決工程物料運輸難題,在蒼穹之下、群山之上打通了一條條綠色高效的“空中通道”。
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