本报记者 刘苏雅
李京阳
交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机
“公输子削竹木以为鹊，成而飞之，三日不下。”成书于2000余年前的《墨子》中，记载了这样一则小故事。
“木鹊”堪称中国最早的“无人机”。穿越时光隧道，2000年后，越来越多的无人机升空，发展势头强劲。
1月的北京，正值寒冬，延庆区康庄镇开启了“速冻模式”。朔风瑟瑟，站在空旷的无人机试验场，北京清航紫荆装备科技有限公司董事长李京阳搓搓被寒风吹得通红的脸颊，示意飞手操控无人直升机起飞。
这是世界首架交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机。两片长度近6米的桨叶高速划破冷硬的寒风，伴着巨大的轰鸣声，迅速飞上高空。
就在不久前，“大载重比高稳定性交叉双旋翼无人直升机技术研发与应用”项目荣获北京市科学技术奖（技术发明奖）一等奖。“技术发明奖，意味着研发是从零起步的。”李京阳带领团队，历时9年，在国内首创无人直升机新构型，并持续推动新构型无人机变得“更高、更快、更强、更稳”。支撑他取得突破的，是他一直以来的人生信念：既然做，就要做改变世界的事！
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突破新构型
在清华大学飞行器专业求学9年，李京阳坚定地认为，自己能造出一架真正的飞机。2015年，博士毕业后，他和师弟们用导师友情支援的“第一桶金”——10万元创业经费，创立了清航装备。这群年轻人的目标很明确：要造一架全新构型的、技术最先进的无人直升机。
在设计图纸上，这架无人直升机的外形有些特别。普通无人直升机的旋翼呈十字交叉状，固定在同一个旋翼头上，机身的升力和推力都由其提供。而李京阳团队设计的无人直升机，两片一字形主桨分别安装在机顶的两个旋翼头上，旋转起来各自为战却又行动默契，为机身提供升力，尾部增加新式尾桨提供推力。
“合则两败，分则两利”。
不过，这样的构型全世界都没有先例。两片旋翼从两个方向“斜拉”住机身，就像两个大人拎起一个孩子，比单点悬挂稳定性高。然而，飞行时，各零部件之间会有振动传递，零部件越多、结构越复杂，系统的可靠性越弱，一旦一个环节出现问题，就会整体崩溃。
这群年轻人下定决心，一定要实现交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机的构想。
公司初创，李京阳和伙伴在熟悉的清华大学教学楼内奋战，试验地点则安排在实验室外的废弃停车场。“在母校启程，心里更踏实。”他们要攻下的第一个难关，就是让两片桨叶既转得快，又不会相互“打架”。
但“打架事件”接踵而来。
一天深夜，停车场上传来一阵巨响——两片桨叶“打架”了，在巨大离心力的推动下，两片桨叶直直地飞了出去，穿过铁丝网，“啪”地扎进场外的一面墙里。
意外发生前，李京阳正独自在停车场外观察旋翼的转动情况。团队其他成员则在掩体内控制飞机。听到巨响后，他们从掩体中探出头，顿时慌了——李京阳不见了。
“大家都以为我牺牲了。”说起当时的场景，李京阳哈哈大笑。
那一天，李京阳在场外目睹了双桨“打架”的威力。他顾不上害怕，第一时间跑到墙边，使劲儿把桨叶拔出来，又回到实验室进行分析。
反复的试车、失败，再试车、失败，已经是团队工作的常态。出现问题就归零，优化设计后再继续试验。
前期的进度比李京阳预想得要快。仅用了6个月，初代样机已经出炉。
他永远记得第一次实现“双桨起舞”的瞬间，那时已是深夜，他们仍激动地给导师打去电话报喜。
“造飞机，听起来很高大上，但难度也是高大上！”
初代样机出炉的喜悦刚刚过去，难题又来了：初代样机飞行姿态并不稳定，经常是没飞上几米，就出现严重晃动。“这是交叉双旋翼构型必须面对的问题。”李京阳说，就像两辆高铁对向会车时，车体受到气动干扰会晃动一样，直升机的两片桨叶在高速旋转的场景下，也会出现气动干扰。
一次次摸索、试错，直升机机身振动的难题，历时3年才真正解决。合适的交叉传动系统确保桨叶旋转的稳定相位差，推力尾桨要配合双旋翼实现稳定高速飞行，飞行控制系统需要成为控制飞行的“最强大脑”……2019年4月，样机再一次站在试飞场上，李京阳远远地望着，手心直冒汗。
双翼旋转，带着机身快速上升。10米、100米、300米……世界首架交叉双旋翼复合推力尾桨无人直升机，试飞成功！
“完美地结合了梦想、技术和商业的项目。”在第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛上，评委对李京阳团队给出了极高的评价。这架新构型无人直升机从全球109万个项目中强势“飞出”，以绝对优势夺冠。
虽无飞，飞必冲天；虽无鸣，鸣必惊人。
“我从小就有一个蓝天梦，所以报考的专业、从事的事业都和飞行器相关。”李京阳团队将这款机型命名为JZ-300，“JZ”为“建设中华”之意，彰显着团队成员“航空报国”的梦想。
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飞向最前线
从东部沿海到山川高原、从严寒到干热，李京阳团队的脚步踏遍祖国大江南北。一款无人直升机从下线到正式定型，至少需要经历1年的试飞，才能确保产品可靠。
走过创业的“第一个5年”，李京阳团队对未来充满信心，“我们以为，该踩的坑都踩完了，可以加速发展了。”2019年，清航装备获得了高达2000万元的企业采购订单。2020年，投中消防领域工业级无人直升机批量采购的第一标；2021年，完成该项目的批量交付；2022年紧急驰援重庆缙云扑灭山火；2023年支援暴雨后被困地区物资投送任务……
公司发展看似走上了快车道，然而在创业第七年时，团队经历了巨大的挫败——试飞过程中，无人直升机在空中突然解体。
“四分五裂，变成火球迅速坠落，我们都惊呆了。”李京阳和公司另外两位创始人目睹了事故发生的全过程。他们立刻跳上越野车，驶向无人直升机坠落的方向。到达现场时，落到地面的残骸仍在燃烧。火势渐弱，几个人含着眼泪抄起铁锹，用沙子盖灭余火，再将残骸一一回收。
茫茫沙漠，本没有路，李京阳和团队成员也陷入了深深的迷茫。
路在何方？
“创业时我才28岁，做实验打桨了，没关系，重新做一遍就是了；走到了35岁的门槛，迎接我的是180度的大转折。”一贯乐观的李京阳也感到迷茫，可是行至半途，已经不能退缩，“虽然直升机解体了，但我们的信念不能解体，唯有振作。”
机体振动、结构强度、电传系统可靠性……接下来，是长达1年之久的归零，他们仔细排查了每一处设计细节，彻底解决了可能存在的飞行隐患。
“对科学研究来说，100次实验里面有1次成功，就算成功了。做产品不一样，100个产品里有1个失败，就失败了。”创业至今，李京阳和团队始终坚持站稳技术路线，不断突破技术难点，让无人直升机从飞起来到飞得稳、飞得好、飞得可靠。
再次起飞！迭代后的产品，稳稳复飞成功，并展现出极其优异的飞行性能。
相较于传统直升机，交叉双旋翼无人直升机的载重提高30%；与同级机型相比，速度可提升100公里每小时。它打破了国外在复合推进高性能直升机领域的垄断，填补了国内空白。“通常来说，自重1吨的无人直升机载重能力仅约为300公斤。我们的机型之所以敢自称大比重，是因为载重比接近1∶1，可以极大地提升运输效率。”李京阳说。
2024年，清航装备在创新之路上再上新台阶。在第十五届中国国际航空航天博览会上，清航装备发布了一款有效载重超600千克的新机型JZ-1200，它的起飞重量为1.2吨，续航时间超过10小时，抗风等级达9级以上，可广泛适用于各类极端应用场景。
从初代样机到最新机型，他们坚持做了9年。“我们是一群特别专一的人。我相信，如果一个人连一件事都做不好，是没有能力去做第二件事的。”对于公司发展路线的选择，李京阳的态度极为坚定，“9年了，我们的技术路线依然是初创唯一。”
现在，他们的无人直升机已经飞向更广袤的天空。在扑救重庆缙云山大火的任务中，李京阳就带着他的无人直升机“参战”。“要控制漫山遍野的大火，需要投放灭火弹，但火场环境的气流格外复杂，普通无人机难以胜任。交叉双旋翼无人直升机是唯一可以在火场、峡谷、海洋等乱流环境下稳定飞行的构型，它经历过更严峻的测试考验，一定能完成任务。”李京阳坐着老乡的摩托车，上山勘察地形，制定投放策略。一天一夜，无人直升机投下十余枚灭火弹，经过设定的灭火弹在半空爆炸，洒下干粉、泡沫，阻止火势进一步扩大。
夏天的重庆异常闷热，白天的最高温度可达43摄氏度，但比起沙漠测试场地超过50摄氏度的高温，还算“舒适”。“当地的老乡还让我们吃上了冰镇西瓜。”任务间隙，李京阳劈开西瓜，咬下一大口，“真凉！真甜！”
越是危急的情况，越有无人机发挥作用的舞台。2023年，河北保定野三坡地区遭遇暴雨，一处村落断水多日，情况危急。无人直升机再次出马，先后经过8次投送，将总重达1000余斤的物资安全送达，解了被困村民的燃眉之急。这些物资，有水和食物，也有患者急需的药品、婴幼儿需要的奶粉，“我们这是用科技实现最美逆行。”李京阳感慨。
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带动产业链
北京延庆，一片面积为374平方公里、真高1098米的空域，每天都有数十架次的无人机在这里起落，不断打磨自身的飞行状态。
这是专门为无人机打造的“天地”。
2024年，《北京市无人驾驶航空示范区建设方案》《关于促进中关村延庆园无人机产业创新发展行动方案（2024—2026年）》先后发布，无人机创新资源和创新成果进一步向延庆区聚集。中关村延庆园作为北京市无人机产业的重点承载区，近百家无人机企业已在此集聚，产业链上下游的协同作用初显，无人机产业正在延庆“起飞”。
清航装备是2019年首批入驻中关村延庆园的无人机企业之一。刚来到这里时，李京阳甚至很难在公司周边找到一家餐厅。随着产业聚集效应的显现，现在，延庆园已经热闹起来。“空域是无人机的生命，我们的无人直升机生产后要就近试飞，确认能飞起来，才能谈后续的测试工作。如果直接送到测试场，万一出现小问题，只能再拉回来返厂维修，一来一回，又费时间又费精力。”
落户延庆前，李京阳带着团队先后辗转了5个“根据地”。现在，一幢3层小楼，一处整洁宽敞的厂房，让他们拥有了稳定的生产能力。
机油的味道，是李京阳最熟悉的气味。走过厂房的卷帘门，机油味扑面而来，大到一人多高的结构件，小到一个螺栓，各种组装所需的零部件都有序地摆放着。
新构型的突破，正在倒逼无人机产业链进一步完善。李京阳以无人机上的螺栓为例，虽是小小的紧固件，却关系着飞行安全。“普通的螺栓是不能使用的，飞行中的振动会把它震松，我们需要的是一种特殊的自锁螺栓紧固件，并且考虑到飞行的极端环境，材料本身既不能太硬也不能太软。”李京阳回忆，在2020年前，市场上还没有从事这种零件生产的民营企业。随着无人机行业的发展，需求的增大推动厂家开发新产品，仅仅不到两年时间，采购这个小配件已经不再是难题。
为交叉双旋翼无人直升机提供配套的供应商约有500家，在与各供应商的沟通合作过程中，李京阳团队也贡献了不少“金点子”。一些配套企业就在延庆园内，蒙皮、辅材等零部件在园区里就能直接加工，有时，李京阳团队还自行制造一些小配件，“车铣刨磨钳、泥瓦匠电焊，样样精通。”
创业走过9年，李京阳对团队未来的发展方向有着明确的规划。“用无人机来运货是我们当前的主攻方向，国家低空经济发展的主要方向也是构建现代化的无人物流。当货运场景成熟后，我们也考虑向人员运输方向发展。”在他看来，目前的公路、铁路等二维空间交通运输已经足够发达，低空经济将实现从二维到三维的突破，成为未来经济的关键增长点。
2024年，清航装备的订单量明显增加，初步统计，公司全年订单量近1亿元。但李京阳和团队的创新脚步依然没有停下，JZ-1200无人直升机预计2025年年中就能投入使用，重达7吨的交叉双旋翼无人直升机也正在研发中，样机预计在2025年年底亮相。“如果研制成功，这款机型将成为世界上最大、最重的无人直升机，在应急救援、物资运送、无人物流等方面的能力都将再上一层楼。”
“落日余晖见证着我们的努力，大漠雪域书写着我们的坚毅。”这是李京阳1个月前完成新产品试飞后，写下的一句感慨。他在朋友圈记录下一架架无人直升机飞过蓝天的身影。
这样的记录，未来仍会继续。