提到广州的低空经济，大家立马会想到亿航、小鹏汇天、广汽、极飞科技等响当当的飞行器制造商企业，这些低空飞行器的背后，往往是科技创新与产业创新融合发展的成果。而广东空天科技研究院（以下简称“广天院”）正是由广州市人民政府、南沙开发区管委会支持建设的广东省高水平创新研究院，是广州市空天科技领域唯一一家新型研发机构。

　　本期《科技周刊》，记者前往广天院探访。在这里，一批与低空经济密切相关的创新成果正在加速孵化，未来有望出现在我们的日常生活中。

　　文/广州日报全媒体记者武威图/广州日报全媒体记者骆昌威

　　飞行背包

　　救援缉私多场景应用

　　在周星驰导演的电影《美人鱼》中，演员使用喷气飞行器“上天”的画面让很多观众记忆犹新。在广天院，科研人员向记者展示了他们自主研发的一款单人喷气飞行背包。穿戴这款飞行背包，可以实现安全、“傻瓜式”地“上天”。

　　广天院单人喷气飞行背包项目技术负责人陈旭智告诉记者，这个飞行背包以矢量涡喷发动机阵列为动力，用显控界面作为操纵手柄，同时还配有平台管理和飞控模块，使用95号汽油作为能量来源。

　　陈旭智说：“针对这类飞行器稳定性欠缺、操作复杂的难点，我们突破了全自动发动机伺服与飞行控制技术，让飞行背包的稳定性和安全性大大增加。飞行背包可以实现‘傻瓜式’操作体验，支持有人/无人多模式切换，让操作员拥有类似玩大疆无人机一样的使用感受。”

　　单人喷气飞行背包有什么用途？陈旭智透露，它将面向特种作业、应急救援、飞行表演、短程通勤等应用场景，还能实现精准悬停作业。如在各类应急场景下，可以帮助施救者快速到达指定位置，达到快速救人的目的。“在海上缉私、山地救援等场景下，利用这个飞行背包，原本需要开车两三个小时才能抵达的目的地，现在只需要几分钟。目前，我们把研发重点放在发动机的伺服控制及自动化飞行控制上，未来，普通人经过短时间的培训，也能使用这个飞行背包。”

　　陈旭智介绍，飞行背包项目立项时间已有1年半，从不带自动控制的纯人工样机，到后面无人化的系列样机，再到现在最新的具有全自动飞行能力的载人工程样机，做了大量优化。“这些样机对我们的关键技术攻关进行了充分认证。同时，我们也已经完成了早期的自动化飞行实验。”

　　风洞装置

　　精准测试飞行器抗风性能

　　在广天院总装总测厂房内，记者见到了广天院自主研制正在建设的可用于验证低空飞行器可靠性的风洞试验平台。

　　广天院相关负责人介绍，风洞是一种人工控制产生空气流动的大型实验平台，也是一种人工产生和控制空气流动的大型实验设施，可用来模拟飞行器在高空中的飞行状态。通过风洞实验，科研人员可以深入研究飞行器的空气动力学特性，优化控制性能，是飞行器上天前最重要的一个环节。

　　正在广天院建设的风洞动力系统最大的创新点是：传统风洞一般由单电机组成动力系统，广天院深入考虑低空飞行器的实验需求，设计了“横8纵6”共48台风机作为动力系统，这一风洞系统可以模拟城市楼宇间的强风。

　　据悉，该风洞装置将于今年7月正式投入使用，建成后将是广东首个针对低空飞行器的大型航空风洞。届时，广天院也会联合多家低空飞行器企业展开深入合作，共同促进低空经济的发展。

　　风洞还会搭载三维运动捕捉系统。风洞建成后，低空飞行器进行抗风性试验时，通过精准的位移速度、偏转角度等参数的捕捉，可以对各类低空飞行器的抗风性进行量化测试。

　　无人机防御系统

　　物理杀伤“黑飞”无人机

　　随着全球首张eVTOL运营合格证落地广州，市民有望在今年下半年开启“打飞的”时代。

　　尽管已经上了多重“保险”，但“黑飞”无人机一旦闯入航路，仍有可能对低空载人飞行器的飞行安全造成风险。在一些大型演唱会现场，“黑飞”无人机也会造成一些安全隐患。

　　针对这些痛点，广天院研发出了“低慢小”无人机防御系统，广天院相关项目核心成员陈博瀚介绍，该系统是专门针对“低慢小”无人机进行物理杀伤的智能化防御系统，系统可通过选配不同的功能模块，满足各类场景需求。

　　目前，该防御系统由四旋翼与折叠翼两型拦截弹组成。其中，四旋翼拦截弹主要用于拦截目前比较常见的多旋翼无人机，折叠翼拦截弹主要用于拦截高速无人机目标。

　　陈博瀚介绍，这套防御系统是对一些无人机“软杀伤”失效后的有效反制手段，可以实现目标的智能识别与追踪，进行精确制导，还可以实现无人值守、威胁来临自动报警、自主拦截，并基于消费级无人机架构，实现低成本化设计。

　　先进发动机、飞控、惯导设备

　　推进低空飞行器发展

　　在飞行器、无人船、无人车等关键零部件方面，广天院自主研发了各类发动机、飞控、惯导装置，用以推进低空飞行器的发展。

　　高性能微型涡喷发动机是广天院自主研发的一款专为轻量化、高机动飞行场景设计的动力装置，该发动机采用高速喷气推进原理，具备结构紧凑、重量轻、响应灵敏等特点，可用于大机动无人机、靶机、喷气飞行背包及垂直起降飞行器等领域。该发动机还集成智能控制系统，通过转速闭环调节与环境参数反馈实现高效动力输出。

　　在飞控领域，广天院自研的GF20飞控计算机是一款低成本、高可靠的飞行控制设备，适配多种外部设备，专为成本敏感类无人机设计。而GF45飞控计算机则是一款高性能、高可靠的飞行控制设备，支持边缘计算，专为高性能无人机设计、赋能航空创新应用。

　　惯性导航系统是一种不依赖于外部信息，也不向外部辐射能量的自主式导航系统。广天院研发了G1光纤惯导、G2光纤惯导、G3光纤惯导等先进惯导系统。其中，G1适用于无人机、光电吊舱及水下平台等领域的导航与稳定控制；G2适用于中大型无人机、无人船及水下航行器的定位测姿；G3可实时输出载体姿态、速度及位置等核心参数，适用于中大型无人机及水下平台等领域。这些科技成果也将大大促进大湾区全空间无人体系的建设。

　　飞行救护车

　　吊舱最多可容纳两名伤员

　　在广天院的训练场地，一款正在进行任务演练的吊舱式飞行救护车吸引了记者的目光。

　　飞行救护车主要使用95号无铅汽油，空载航程可达3小时，满载可飞行1个小时。飞行救护车设置有地面站，地面站的工作人员会规划航线。目前，飞行救护车已在应急演练中验证了可行性。未来，该飞行救护车还会像亿航的低空飞行器一样开展相关适航认证。

　　广天院飞行救护车项目的核心成员周虹宇告诉记者，这款飞行救护车的最大起飞重量可达560kg，最大载重260kg，吊舱内最多可容纳两名伤员。两名伤员可通过担架抬进吊舱，运送到目的地后，再通过担架抬出来，吊舱内还可加载除颤仪、呼吸机、高压氧舱等医疗设备，以保证伤员在运输途中的安全。

　　“利用飞行救护车，我们可以实现跨地形的快速机动救治，帮助我们进行灾后救援及物资投送。”周虹宇说，飞行救护车有多项技术优势：如可全自主垂直起降，适应多维空间作业；拥有大载荷运载能力，其巡航速度可达100km/h，支持医疗设备、急救物资及多名伤员同步运输；拥有厘米级定位导航能力，融合高精度定位技术，可以实现目标点精准悬停与物资投送。

　　广东空天科技研究院

　　有顶级空天科技能力支撑的广天院，近年来不断在低空经济领域推动着各项成果转化。

　　据广天院首席科学家黎作武介绍，成立于2019年10月的广天院，面向低空经济与商业航天、智能无人系统、深海深空等广州“12218”现代化产业体系重点发展的产业，正优化产业布局，加速科技成果转化，依托“力学+空天”专业技术优势，构建了“飞行器设计—系统集成—综合检测—产业孵化”的全链条创新体系，自主研制了多款新型低空飞行器及其配套系统。

　　合作共建重大创新平台不断取得突破

　　记者了解到，广天院不仅助力低空经济的发展，在商业航天、深海深空、智能无人系统等领域，也为广州的产业发展起到重要科技支撑和引领作用。中科宇航这一全球顶尖商业航天“独角兽”企业落户南沙，正是在广天院与广州市的共同协作下促成的。广天院参与研发的“力箭一号”是我国当时运载能力最大的固体运载火箭，其首飞成功入选2022年中国十大科技进展。

　　广州是粤港澳大湾区内与中国科学院合作最密切的城市之一。自20世纪50年代起，中国科学院广州分院、华南植物园、南海海洋所、广州能源所、广州地球化学所、广州生物医药与健康研究院等院属单位，以及10余家共建新型研发机构先后在广州落地建设，为广州乃至华南地区的科研事业提供了重要的支撑。近年来，广州还与中国科学院共同建设广州南沙科学城、中国科学院明珠科学园，并促成大湾区科学论坛永久“落户”于广州。

　　记者从市科技局获悉，近年，瞄准重点产业发展需求以及科技资源短板，广州已与中国科学院合作建设了广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院、广东腐蚀科学与技术创新研究院、广东人工智能与先进计算研究院等9家省高水平研究院。目前，广州已与中国科学院广州分院建立科技成果转化长效对接机制，促进更多高质量成果来穗转化落地。

　　科学家解前沿

　　广天院首席科学家黎作武：赋能大湾区全空间无人体系发展

　　广天院目前已获批广东省高水平创新研究院、广东省空天飞行器工程技术研究中心、广州市空天科学技术与应用重点实验室，同时也是大湾区全空间无人体系及低空经济产业孵化基地。

　　广天院首席科学家黎作武介绍，在促进大湾区全空间无人体系发展方面，广天院正在搭建全空间无人体系管理服务系统。“这套系统不仅融合了我们的无人设备，还融合了合作伙伴的无人设备。搭建这套系统时，广天院可以提供智能无人系统方面的服务、各类飞行器方面的服务，合作伙伴则可以提供水面无人艇、路面无人驾驶车辆等方面的服务，形成一个联盟性质的服务平台，从而适用全空间无人体系中各类复杂的应用场景。”

　　黎作武介绍，全空间无人体系需要各要素协同配合才能形成，这需要广天院与合作伙伴共同探索，为南沙乃至整个大湾区提供海陆空一体的服务。广天院还曾与合作伙伴开展了一场全空间无人体系应对化学品运输船撞击的联合演练。现场，翼身融合无人机、复合翼无人机、单人喷气飞行背包、无人驾驶车、水面自主无人船、水下机器人、水声监控系统、飞行救护车等各展所长，完美地处理了这一突发事件。“应急领域将会成为全空间无人体系的重要应用场景之一。我们也会开拓出更多优质的产品，助推全空间无人体系的建设。”