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當(dāng)前位置：首頁 > 新聞中心無人機(jī)如何克服高海拔極端環(huán)境考驗(yàn)？
一直以來，受限于飛手的操作技能以及無人機(jī)安全穩(wěn)定飛行的剛性要求，高寒高海拔地區(qū)的無人機(jī)電力巡檢很難展開。但通過電網(wǎng)人的不斷探索，越來越多的無人機(jī)翱翔在藏區(qū)電網(wǎng)的山嶺上空，為巡檢搶修保駕護(hù)航。
然而藏區(qū)電網(wǎng)橫亙高山峽谷，輸電線路塔位最高海拔超過 5000 米，沿線自然環(huán)境極為惡劣，傳統(tǒng)人工巡檢異常艱辛，工作質(zhì)量和效率不高，還面臨一定的人身安全威脅。如何在高原山區(qū)進(jìn)行高效安全的巡檢作業(yè)，是一個(gè)棘手的問題。
面對(duì)高原山區(qū)巡檢工作的極限挑戰(zhàn)，四川送變電公司自 2015 年起，逐步引入大疆無人機(jī)，積累了豐富的飛行經(jīng)驗(yàn)，提出了行之有效的對(duì)策。
挑戰(zhàn)一：極寒環(huán)境
四川高原山區(qū)年冰雪期長達(dá) 4～6 個(gè)月，戶外環(huán)境溫度極低，在低溫環(huán)境下，鋰聚合物電池內(nèi)阻增大、容量減小，從而導(dǎo)致電池續(xù)航時(shí)間減少。
解決這個(gè)問題有兩種方法：一是使用可自加熱的動(dòng)力電池，如大疆經(jīng)緯 M200 V2 系列、“悟” Inspire 2 等無人機(jī)，安裝電池并開啟電源后，當(dāng)溫度低于 15℃ 時(shí)會(huì)自動(dòng)加熱電池，并將溫度保持在 15～20℃ 之間，以發(fā)揮電池的最佳性能。二是飛手從駐地前往待巡線路途中，將動(dòng)力電池置于車載空調(diào)出風(fēng)口，持續(xù)吹出的熱風(fēng)可將電池預(yù)先熱透。在冰雪天氣，經(jīng)過車載空調(diào)預(yù)熱的電池，溫度還來不及降下來，飛手就可完成這一架次的巡檢作業(yè)。
實(shí)踐表明，在極寒環(huán)境下飛行，利用車載空調(diào)預(yù)熱電池效果更佳，既不會(huì)耗費(fèi)自身電量影響無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，也無需在起飛前等待電池的自加熱過程。
挑戰(zhàn)二：大落差航線
在大渡河、雅礱江、金沙江流域沿岸，輸電線路沿懸崖絕壁蜿蜒而上，車輛能到達(dá)的地方（起降點(diǎn)）與塔位間的高度差往往超過 1000 米，部分塔位甚至超過 2000 米。
如此巨大的航線落差，對(duì)飛行操作和電池使用效率提出了高要求。多旋翼電力巡檢無人機(jī)的最大上升速度一般為 4～5 米/秒，油門滿舵持續(xù)爬升耗時(shí) 3～8 分鐘，對(duì)電機(jī)的動(dòng)力和可靠性要求很高，返航也需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)著陸。
一般可采用斜向俯沖或螺旋下降的方式返航，這樣既能快速降低飛行高度，也可使無人機(jī)的姿態(tài)更平穩(wěn)。然而江河兩岸狹窄，當(dāng)沒有足夠的空間做俯沖或螺旋動(dòng)作時(shí)，就需要無人機(jī)以豎直降落的方式盡快著陸，但下降速度達(dá)到 3 米/秒后將極大地考驗(yàn)無人機(jī)的自穩(wěn)能力，以最小油門持續(xù)降高，應(yīng)密切關(guān)注無人機(jī)的姿態(tài)，當(dāng)無人機(jī)有失穩(wěn)跡象應(yīng)立即加大油門，使其姿態(tài)恢復(fù)穩(wěn)定后再繼續(xù)小油門下降。
對(duì)于大落差航線的巡檢作業(yè)，應(yīng)選擇動(dòng)力性能好、姿態(tài)更穩(wěn)定、續(xù)航較長、支持 500 米限高解禁的無人機(jī)，如大疆“御” Mavic 2、精靈 Phantom 4 Pro。
挑戰(zhàn)三：復(fù)雜的風(fēng)環(huán)境
高原山區(qū)風(fēng)環(huán)境復(fù)雜，峽谷地帶氣流紊亂，常常出現(xiàn)超過 5 級(jí)的陣性風(fēng)，并伴有風(fēng)切變現(xiàn)象，對(duì)巡檢作業(yè)安全造成了嚴(yán)重威脅，特別是快速降落中的無人機(jī)，遇到風(fēng)切變時(shí)，機(jī)身容易出現(xiàn)劇烈顛簸，有失穩(wěn)墜落的風(fēng)險(xiǎn)。
雖然無法干預(yù)風(fēng)環(huán)境，但我們?nèi)匀豢梢圆扇∮行Т胧┍Ｕ巷w行安全：放飛無人機(jī)前觀測風(fēng)速、風(fēng)向，確認(rèn)航線風(fēng)環(huán)境滿足飛行技術(shù)指標(biāo)要求；掌握當(dāng)?shù)仄痫L(fēng)時(shí)間、風(fēng)力等級(jí)、持續(xù)時(shí)間，盡量避開強(qiáng)風(fēng)、亂流時(shí)段作業(yè)，高原山區(qū)通常在中午前風(fēng)環(huán)境相對(duì)溫和，因此宜在早晨、上午飛行作業(yè)；在飛行過程中，特別是快速降高階段，作業(yè)人員應(yīng)注意監(jiān)視無人機(jī)姿態(tài)是否穩(wěn)定，以便異常時(shí)及時(shí)采取措施，對(duì)于配備有 FPV 攝像頭的無人機(jī)，通過 FPV 畫面來監(jiān)視無人機(jī)的姿態(tài)更直觀。
挑戰(zhàn)四：陡峭的山勢
四川送變電公司運(yùn)維的輸電線路不少建在陡峭的山崖之上，山勢高而險(xiǎn)峻，巡檢的難點(diǎn)在于，當(dāng)無人機(jī)飛越桿塔頂部，在上山坡面降低高度巡檢桿塔另一側(cè)時(shí)，桿塔與山壁、樹木間的凈空距離極為有限，無人機(jī)面向桿塔拍照，在移位過程中稍有不慎就可能撞擊后方、下方障礙物。
無人機(jī)飛越塔頂，在降高前可將無人機(jī)云臺(tái)相機(jī)朝下 90°，以評(píng)估上山坡側(cè)地形地貌，調(diào)整飛機(jī)位置，在與桿塔保持安全距離的情況下，適當(dāng)遠(yuǎn)離上山坡側(cè)山壁、樹木。此外，飛手宜輕柔打桿，防止動(dòng)作過大無人機(jī)因慣性撞擊后方貼近的障礙物。同時(shí)，在較低的高度拍攝時(shí)，宜多次將云臺(tái)相機(jī)豎直朝下確認(rèn)無人機(jī)與正下方地表、樹木的距離是否安全。
巡檢建在懸崖峭壁上的輸電線路，宜選擇具備后視和下視避障功能的無人機(jī)，如“御” Mavic 2 和精靈 Phantom 4 Pro，為飛行安全提供后備保護(hù)。
挑戰(zhàn)五：高海拔
四川高原山區(qū)的輸電線路，塔位海拔多數(shù)超過 3000 米，高海拔稀薄的空氣將導(dǎo)致升力明顯減小，無人機(jī)維持飛行高度將消耗更多的電能，導(dǎo)致續(xù)航時(shí)間銳減。
為提供足夠的升力，大疆 “悟” Inspire 2 專門適配了高原槳，以保證在 5000 米海拔高度穩(wěn)定飛行。通過安裝高原槳，“悟” Inspire 2 就能在四川高原山區(qū)正常開展電力巡檢作業(yè)。大疆精靈 Phantom 4、“御” Mavic 2 系列無人機(jī)配備通用槳，可在 6000 米海拔高度安全飛行，無需根據(jù)海拔高度更換槳葉，十分方便。
對(duì)于長續(xù)航需求，選擇配備高容量 TB55 電池的大疆經(jīng)緯 M200 V2 系列是不錯(cuò)的選擇，實(shí)踐表明，預(yù)留 15～20% 的著陸電量且僅安裝禪思 X5S 或禪思 Z30 單云臺(tái)負(fù)載，經(jīng)緯 M200 V2 系列在高原山區(qū)電力巡檢續(xù)航達(dá) 22～27 分鐘，是大疆除客戶定制機(jī)型外續(xù)航最長的一款無人機(jī)，能較好地適應(yīng)高海拔苛刻的飛行環(huán)境。
無人機(jī)在高原山區(qū)電力巡檢，應(yīng)預(yù)先了解極端自然環(huán)境可能給飛行活動(dòng)造成的困難，并充分熟悉解決問題的對(duì)策，保障巡檢作業(yè)安全。
未來，電網(wǎng)人會(huì)在無人機(jī)高精度自主精細(xì)巡檢的方向上繼續(xù)探索，切實(shí)降低藏區(qū)電網(wǎng)巡檢的難度和安全風(fēng)險(xiǎn)，不斷提高線路巡檢質(zhì)量和效益。