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从无人飞机快递到无人轮船穿梭

  • 投稿美少
  • 更新时间2015-09-28
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张玲 徐剑华

当人们还在质疑“无人机快递派送当真可行吗?”敦豪(DHL)已经先人一步启动无人机药品配送项目;而更为穿越时空体现着大量的前沿观念的无人“概念船”也呼之欲出……

亚马逊(Amazon)和敦豪(DHL)都在谈论利用无人驾驶飞机空运的方式来派送包裹;谷歌(Google)和特斯拉(Tesla)则在谈论用无人驾驶汽车来派送包裹;更加穿越时空的是一些未来学家甚至暗示用无人船来运送包裹。

商用无人机不可小视

自亚马逊的首席执行官杰夫· 贝佐斯在美国哥伦比亚广播公司的电视节目《60 分钟》里将无人机作为配送工具的想法投入到美国全国人民的视野中,距离现在已经将近一年了。当然,在贝佐斯有些大胆地宣布2015 年亚马逊无人机快递配送项目之前,商业化运营的无人机系统已经在物流词库中存在了很长时间,但它在《60分钟》里的出现,还是引起了人们的广泛质疑:无人机快递派送当真可行吗?

关于亚马逊,不少业内人士认为该项宣布是一个廉价的宣传噱头,然而亚马逊公司的高管们已经为无人机项目组建了一支一流的团队。现在最大的障碍仍是来自美国联邦航空管理局(FAA)的批准。2012 年美国国会宣布,计划在2015 年9 月将无人机的管理并入国家空域管理。2014 年7 月,美国运输部(DOT)检查了美国联邦航空管理局的进展,并认为实现这个目标仍遥遥无期。

在FAA 开闸放行几乎没有进展之后,该机构终于通过准许商业无人机在好莱坞的有限使用。当然,无人机配送包裹在美国国内还有很长的路要走,但FAA 已经通知六家公司,他们如今可以合法地使用无人机进行全面风景拍摄和极端特写镜头拍摄——或他们计划做的任何事情。

在一份声明中,运输部长安东尼·福克斯说,9 月底的批复“在扩大商业无人机系统使用方面,是一个重要里程碑,它确保我们保持在各种飞行形式下的世界级安全纪录”。该机构听取了七家生产企业的恳求,并决定让他们围绕目前书本上的通用飞行规则、有关设备及维修任务、飞行员证书要求进行运作。无人机的实际操作者必须始终让飞行器在自己的视线内,来维护特定区域的航班安全;无人机不能在晚上飞行,并且在每次飞行前必须接受检查。

美国电影协会主席兼首席执行官、前参议员克里斯· 多德认为这一决定是好莱坞的胜利:“这给了电影制作人以另一种方式来推动创新,创造几年前我们只能想象的多种场景和镜头。我们行业在海外已经成功地使用了这一创新技术,制作了像《007:大破天幕杀机》和《变形金刚4:绝迹重生》这样的电影。现在,我们自豪地处在国内安全应用商业无人机的前沿。这项法规将鼓励更多的国产电影。”

国际无人机系统协会的首席执行官迈克尔· 托斯卡诺说,商业无人机的批准将在头十年帮助迎来10 万个工作岗位。同时,他认为不可小觑的是这将产生820亿美元的收入。

所以,从这个意义上来说,批准来得还不够快。FAA 正在努力工作,它拥有所有六个正常运行的大学无人机测试场地,但欧洲似乎已经在这场赛跑中取得领先。

敦豪(DHL)近日宣布启动德国与北海尤伊斯特岛之间的无人机药品配送项目。官员称,每当航班或轮渡无法出航时,无人机就将运送货物。虽然这不是一个全天候的项目,但它仍然具有一定的历史意义。据敦豪称,该项目是欧洲“第一次有人在飞行员视野之外驾驶无人机执行真实的任务”。尽管无人机是自主飞行的,但如果有任何问题发生,飞行员将立即采取控制措施。

德国运输部在项目的审批中发挥着重要的作用,自2013年12 月以来一直在筹备,并为这12 公里的航程创建了一个特殊的无人机飞行空间。Microdrones 股份有限公司和亚琛工业大学飞行系统动力学研究所也提供了帮助。

敦豪公司的电子商务与快递部门首席执行官于尔根· 杰兹说:“ 我们DHLparcelcopter 2.0( 四旋翼无人驾驶飞机)已经是同类产品中能满足履行这样的使命要求的最安全和最可靠的飞行系统之一。我们感到自豪的是,这些额外的服务可以为尤伊斯特岛上的居民和游客创造更高的附加价值,并很高兴能够获得有关部门和机构的大力支持。”

美国国内集成商之前已经看过无人机配送项目,但都采取等待和观望的态度。谷歌正跟随着亚马逊的步伐,进入无人机配送背后的技术,但如果FAA 不采取行动来迅速地开拓该技术使用的监管框架,两家公司都将处境艰难。

据央广网报道,中国2015年将开放低空管制,允许私人飞机使用1000 米以下空域,不必得到军方的批准。这意味着,消费者以后抬头看到带有顺丰LOGO 的无人机就不要诧异了,它是专门送快递的。该无人机飞行高度约100 米。

无人轮船不再是“概念”汽车发动机制造商劳斯莱斯在2014 年早些时候进行了大量的宣传,那时,公司创新、工程和技术部副总裁奥斯卡尔· 勒万德在劳斯莱斯的网站上登载了一篇关于无人船的文章,同时还讨论了替代燃料和推进系统。

勒万德说:“越来越多的船只已经配备了在夜间、大雾天和大雪天能很好地查看周围环境的瞭望镜,而且很多船只装备了能够发送大量数据的系统。假如这项技术已经发展完善,那么现在是否可以把一些操作转移到岸上?是20 名船员在北海的风浪中航行更好,还是由5 个人在岸上的控制室里操控更好呢?”

这样做的一个好处是同一个人可以监控和操纵多条船舶。由于岸上条件往往更好,这也将有助于留住合格和称职的船员,同时会提供安全性。

取消船员或减少船员人数,可以使船只从根本上得到简化。工作的态度和方式需要转变,但安全运行是可以做到的,特别是对于在两三个固定点之间运行的船舶来说。

挪威船级社(DNV) 与德国劳氏船级社(GL) 合并后的新机构DNV GL 集团在2014 年9月份推出了一艘近海航运的“概念船”。就像那些你可能会在底特律车展上看到的“概念车”一样,它体现着大量的前沿观念。DNV GL 集团指出,提高安全性是使用无人船最主要的好处。

DNV GL 称其为ReVolt 项目——顾名思义,这种船舶将使用由电池供电的发动机。如果电池是由可再生资源进行充电,例如使用水力充电,那么,船舶可以是零排放的。DNVGL 说,如今的技术已经能够建造和运营这样的船舶。

在一篇文章里,DNV GL称现成的技术——例如电子海图显示和信息系统、全球卫星定位、雷达、照相机以及光探测和测距( 使用雷达测量距离)——如果结合起来使用,就能对船舶周围环境进行完全的态势感知。

据称,ReVolt 的目的是鼓励设备制造商、船厂和船东为安全和可持续的未来航运不断研发新的解决方案和找到新的途径。

ReVolt 项目专注于一艘100TEU 小船的经济性,并在各段航程小于100海里的路线上使用。DNV GL 称,它通过查看目前在挪威经济区运营的船舶的自动识别系统数据,来得出运行的概况。

与大多数的概念车不同,ReVolt 船将会是低速运行的,航速仅为6 节。由于低速航行,物流链必须完全重新设计。但事实表明,密集的航班,加上在每个港口平均仅四小时的停留,可以为合适的货物类型转移到这种运输方式上创造合适的条件。

DNV GL 说,低速有其优势。由于低速航行时的汽蚀是可以忽略不计的,所以ReVolt 船可以使用只有两个叶片的推进器,从而获得更高的推进效率。

假设这种船舶由水力发电供电,那么在这种情况下,从蓄水池到推进器的能量损失估计低至40%。相比之下,以柴油为动力的船舶可能遭受的能量损失高达85%。

DNV GL 的竞争对手之一美国船舶局(American Bureauof Shipping) 最近在其验船师(Surveyor)杂志上发表了关于推进器的一系列文章。其中有相关文章指出,减速航行已经被航运业所接受,很多船东都“通过改变推进器来提高燃油经济性”。螺旋桨制造商表示,结合先进的船舵和其他节能设备,改造螺旋桨可以提高燃料效率10%。

ReVolt 项目设想一艘船的船尾有两个螺旋桨,并且有个辅助的可伸缩的船首推进器。

DNV GL 称,吊舱式推进装置与传统的旋转推进器相比,具有更少的旋转零件,因此需要的维护更少。它们位于船体外面。吊舱和一个可伸缩的船首推进器可使船舶在没有拖船帮助的情况下自主执行回转调头等操作。

蓄电池也将减少维护的成本。然而,这类船舶上的电池组是资本密集型的,并且船舶在其大概30 年使用寿命的中期需要更换一次电池。

DNV GL 说:“通过提高船体两侧和导轨来提升集装箱堆垛的高度,可以加速货物装卸,同时省去了装卸工和手工绑扎。为了确保货物从船上快速转移到其他运输方式,港口的岸上设施必须是高效率的。这可以通过建设便于卡车进入的集装箱专用码头来实现。”

DNV GL 声称这种船舶的盈利性从一开始就是比较高的,由于其能源消耗、维护成本和船员成本都比较低,所以在每艘船的使用寿命中一共可以节省大约3400 万美元。