让“彩虹”绽放在祖国大地

9月22日,北方秋日的天空一碧如洗。天津梅江会展中心广场最显眼的位置,一架颇有科幻味道的灰色展机吸引了大量参会嘉宾驻留合影。这是2017中国国际矿业大会上中国地质调查局向社会展出的重磅装备利器之一:彩虹4号航空地球物理测量专用无人机飞行平台。

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该平台预计将于2018年试飞,2019年正式投入使用,这标志着我国无人航空地质调查装备更加成熟和完善,将迎来又一飞跃篇章。
这不是彩虹无人机和中国地质调查局的第一次约会。
军民融合,协同创新
这是伊拉克政府军打击ISIS的隐形利器?还是军事演习战略侦察、情报收集?提及彩虹系列无人机,很多军迷第一时间想到的都是作为现代世界军事变革中最适合未来战争的尖端装备需求。殊不知,彩虹已不再是军营中“养在深闺”的秘密武器,同样也可以在地质调查领域展现“惊艳世人”的豪迈身姿。
党的十八大以来,军民融合发展上升为国家战略,习近平总书记要求“坚持需求牵引、国家主导,努力形成基础设施和重要领域军民深度融合的发展格局。”随着国防建设与国民经济融合的不断深入,科研人员敏锐捕捉到无人机应用于地质领域的巨大经济价值和发展潜力,2012年中国地质调查局及参研单位开始着手进行无人机航空地球物理测量系统的研究,在项目短短的3年时间内,完成了精密测试和优化定型,突破了多项关键技术难题。在2015年中国国际矿业大会上,我国自主研发的彩虹3号中型无人机航空地球物理综合测量系统正式亮相,开启了无人机在地质调查矿产勘查民用领域的使用,填补了国内外该领域的空白。
爱因斯坦说,想象力比知识更重要。彩虹3号系统的产生不仅为地质调查和矿产勘查提供了新的装备视野,也实现了国防、民用的产业资源优化配置,促进了“军民融合”的深度发展,让无人机绽放在地质调查前沿基地。目前,彩虹3号已分别在我国甘肃、嫩江、克拉玛依、喀什和赞比亚等地累计完成16.5万测线千米的作业任务,实现了从技术验证到产业化发展质的飞越。
刚刚召开完毕的中央军民融合发展委员会第二次全体会议强调,要向军民融合发展重点领域聚焦用力,以点带面推动整体水平提升。国防科技工业是军民融合发展的重点领域,科技创新是地质调查的发展命脉,两者的结合必然将碰撞出更为精彩的火花。
高原深海,乘风破浪
“推进地质调查和科学研究有机融合和一体化发展,全面提升依靠科技创新解决重大资源环境和地球系统科学问题的能力。”科学研究更应该着眼于解决当前的急需。在我国地质调查航空物理测量的装备库里,不乏“运12”这样成熟的飞行载体,为何在此基础上又要推广无人机测试系统?彩虹系列无人机的使用又将对地质调查工作带来什么样的不同?
对此,始终参与研究的科研人员最有发言权。以已经成熟应用的彩虹3号为例,参与设计者、中国地质调查局物化探所研究员孟庆敏认为,彩虹3号系统相对于传统地球物理测量有诸多优势。首先是适应性强,在山区、丛林、沙漠、海洋等无人艰险地区畅通无阻。其次是测量精度高,无人操作的智能系统受人为干扰小,擅长更加稳定的执行飞行计划。三是夜航能力强,可避开白天的航空管制及人为磁场干扰,延长工作时间。四是使用便捷,运输、起降要求较低,部署方便。最后也是最重要的一点,无人机飞行安全性高,传统的地球物理测量工作需要工作人员跟随飞机在空中作业,而无人机只需在地面上进行远程监视控制就可完成全部工作计划,极大地节约了人力,提高了工作的安全系数。
即将投入使用的彩虹4号无人机地球物理测量系统,则将无人机的优势发挥得更为充分。它不仅挂载能力更强、飞行性能更优,飞行高度、行驶距离、续航时间等参数也全面赶超彩虹3号,所搭载的地球物理测量系统将在彩虹3号系统的基础上进行全面升级,将同时具备航磁、航重、航放测量能力。从无人机本身对于地质调查需求的适应性角度来看,中国地质调查局国土资源航空物探遥感中心高级工程师郭华展示了这样一组数据:彩虹4号无人机的巡航速度在180千米/小时,较低巡航速度更有利于开展更大比例尺和更高精度的测量;最大飞行高度7200米,可适应青藏高原的长期作业;最高航时40小时,是彩虹3号的5倍,可以实现从基地到高原和深海的大距离往返测量。国家利益是我们起而行之的动力,这些亮眼的数据激励着地质调查人不断探索前进,让我国在青藏高原与深海大洋开展地质调查工作如虎添翼。
走出国门,大国风范
在彩虹系列无人机总工程师石文的眼里,无人机与地质调查工作融合进步的空间未来则更加广阔。他认为,无人机开展地质调查业务是和有人机互相促进、互为补充的过程,彩虹系列无人机必然会向更为广域、长距离和长航时方向发展。比如,彩虹5号最大航时可达60小时,每一次出征都可以实现8000千米~10000千米的有效测线距离,将会在世界资源调查中起到更大的作用。
随着国家“一带一路”战略带来的全球机遇,中国地质调查局大力推动国内航空地球物理测量技术和装备走出国门,帮助其它国家开展地质调查工作,提高这些国家的地质工作程度。目前彩虹3号无人机航空地球物理测量系统正在开展利比里亚和赞比亚两个国家的航空地球物理填图项目,以民用无人航空装备的身份,不仅成为我国第一次走出国门的航空地球物理测量装备,也以和平名义为世界带来了彩虹的新形象。
新需求、新起点、新方向带来无人机航空地球物理测量发展的无限设想,也提出更高的需求。在科技创新的引领下,可以预期,以无人机为平台的航空地球物理测量工作将建立新的研究方向,进一步把相关领域研究推上新高度。在不远的未来,搭载多种设备、数千公里作业效率的航空地球物理测量新装备将会在世界各地展示“中国制造”的魅力。在国家政策和科技创新引领下,彩虹系列无人机必将成为世界航空地球物理测量历史上最闪亮的明星。
一个新的地质调查无人机时代正在悄然开启……(特约撰稿 刘瑶)

展会背景:中国国际矿业大会(CHINA MINING)

中国国际矿业大会作为全球矿业高峰论坛暨展览会,是世界顶级矿业盛会之一,是全球最大的矿产勘探、开发交易平台之一,涵盖了地质勘查、勘探开发、矿权交易、矿业投融资、冶炼与加工、技术与设备、矿业服务等整个产业链,为国内外矿业企业创造交流机会、加强相互合作起到了积极的推进作用。

2017(第十九届)中国国际矿业大会于2017年9月23~25日在天津市区的梅江会展中心举行。(www.chinaminingtj.org)