飞行控制系统(Flight Control System)简称飞控系统,是飞行器的“大脑”,对飞行器进行姿态控制、导航定位、任务规划、飞行指令下发、飞行增稳、数据处理等操作。飞控系统几乎与所有机载系统都存在数据交联,同时是运行安全关键的复杂控制算法,因此也是无人机、eVTOL等低空经济产业中最关键的系统之一。
图 基于电传操纵的飞控系统控制机制示意图 图源:边界智控
飞控系统核心组件包括飞行计算机、传感器、执行器、舵机、电源系统、通信系统等,其中飞控计算机为飞控系统的核心组成部分,其实现了飞控系统70%-80%的功能,价值约占飞控系统的20%-30%。
据航空产业网测算,2023 年全球无人机(含 eVTOL)市场规模约320亿美元,其中飞控市场规模约 45 亿美元(占比 14%);预计到 2030 年全球飞控市场规模将增长至130亿美元。
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微小型无人机飞控安全性要求和技术难度较低,主机厂多进行飞控自研
微、小、轻型无人机飞控系统无需适航认证。无人机 (特指微、小、轻型无人机)的飞控系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务、返场回收等整个飞行过程的核心系统。根据2024年1月1日正式施行的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,从事微型、轻型、小型民用无人驾驶航空器系统的设计、生产、进口、飞行、维修以及组装、拼装活动,无需取得适航许可。
无人机飞控系统硬件部分由机载和地面站两部分组成。以多旋翼无人机的飞控硬件为例,机载部分主要由主控制器、从控制器、各传感器和无线数传(Air 端)组成。传感器获取的信息分别通过不同的通信接口发送给控制器,控制器通过串口连接无线数传模块,实现与地面的信息交互。地面站部分主要由地面站、无线数传(地面端)和遥控器组成。
无人机主机厂多进行飞控自研。目前市场上飞控产品种类繁多,根据安全标准和智能化水平可用于不同应用场景。消费级飞控系统主要来自于高通(Qualcomm)、以及 Skydio、 Parrot、大疆等无人机主机厂自主研发。许多工业级飞控产品起源于PX4或Ardupilot等开源平台,并针对特定需求和场景进行产品化。工业级飞控产品供应商主要包括3DR、Auterion 等,大疆、Ascending Technology等主机厂进行飞控自研。
eVTOL主机厂大多选择与第三方飞控系统供应商合作
由于eVTOL的作动机构数量庞大且复杂(增加了许多电机甚至倾转装置),单一飞行员无法同时对这么多的作动器进行精准的操纵控制,因此机械式飞控系统无法支持eVTOL运行。与此同时,电传飞控技术也在不断的发展,可兼具智能化、轻量化和低成本等特性。
因此电传飞控技术也是eVTOL出现的重要技术推动力量。eVTOL如果要实现在城市内进行客运的梦想,也就不可避免要满足非常高的安全性要求,因此必须选择高安全等级的飞控系统。eVTOL主机厂大多选择与第三方飞控系统供应商合作,而其中市场占有率最高的是霍尼韦尔,2023年霍尼韦尔宣布在新一代电动飞行器的AAM领域已经获得超过100亿美金的订单,公开的客户有Vertical、Lilium、Supernal等。
除此之外,空客的飞控系统供应商泰雷兹也活跃在eVTOL市场,为巴航工业旗下的EVE、日本SkyDrive等主机厂提供飞控系统。赛峰集团今年6月收购了柯林斯航空的飞控部门,并成为Archer的飞控系统供应商。美国航空巨头德事隆(塞斯纳和贝尔直升机的母公司)刚刚收了德国初创公司Amazilia Aerospace,将分别为德事隆旗下的蝙蝠飞机Pipistrel和贝尔直升机的eVTOL机型提供飞控系统。
国内eVTOL飞控系统市场目前还属于比较空白的市场,并没有霍尼韦尔这个级别的玩家,但同时也带来了广阔的增量空间。
下面为大家介绍14家国内无人机及eVTOL飞行控制系统供应商,不分排名及先后,如有遗漏欢迎大家加群补充:
https://www.cuav.net/
广州雷迅创新是一家无人机软硬件供应商。成立于2012年,无人机开源社区知名企业。经过多年的发展,CUAV雷迅创新拥有一个集研发、生产和销售为一体的完整流程体系,建立了自己的研发中心、测试中心和SMT生产线。与Dronedocde、PX4、Ardupilot无人机开源组织建立了友好的合作关系。
主营业务有:雷迅云系统、飞控、图传数传、GPS模块、电源模块、无人机执照培训、无人机系统培训。
https://www.boundaryai.cn/
边界智控(Boundary.AI)成立于2020年,作为我国最早投身于eVTOL飞控与自动驾驶硬件系统研发的公司,致力于开发符合民用航空适航标准的飞行控制系统和自动驾驶系统,已完成新一代符合民用航空高安全等级标准的三余度双通道飞控计算机的技术攻关和产品定型,成为国内首家进入适航审定阶段的高安全等级客运eVTOL型号的飞控系统供应商。
同时,公司已经成为多家头部eVTOL主机厂的飞控系统供应商,包括广汽研究院、沃兰特、亿维特等,完成多款机型的首飞,并逐渐进入到正式的产品化和适航阶段。2024年7月边界智控宣布完成近亿元A轮融资。
中国航空工业集团西安飞行自动控制研究所(618所)
中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所建于1960年,是我国航空工业导航、制导与控制(GNC)技术研发中心。拥有飞行控制和惯性导航两个航空科技重点实验室和飞行器控制一体化技术科技重点实验室;集产品设计、开发、生产、服务于一体,从零部件研制到系统集成的产品谱系覆盖了多种飞行器;将自动控制、惯性技术、综合制导、精密机械、微型计算机、传感器、液压、微电机等领域的综合优势推广运用到通用电子、智能控制、信息产业、钻井测斜等民用领域,转化为满足各类用户需要的产品。
https://www.aviagesystems.com/
昂际航电2012年由航空业的两大领先企业GE公司和中航工业集团平股合资组建,注册资本13亿美金。是民用航电系统级和产品级解决方案的领导者,也是C919核心航电平台的供应商。
目前昂际航电的产品及解决方案主要涉及:航电系统、飞控系统以及相关支持与服务。昂际航电与合肥览翌航空科技有限公司在LE200 eVTOL项目上展开合作,双方将携手开发览翌航空eVTOL项目全尺寸工程验证机的多余度飞控系统,昂际航电将基于自身成熟的民机航电研发设计及适航取证经验,结合览翌航空eVTOL项目的需求,为其提供验证机飞控系统,协助推进其项目进程。
北京创衡控制技术有限公司定位并专注于工业级、军品级无人系统控制技术研发,在飞行控制领域具有20年以上的技术积累,拥有多项无人机及飞行控制相关发明专利,核心技术源自北京航空航天大学。主要业务包括控制系统集成、惯性导航、差分卫星导航等,其中无人机飞控系统包括常规固定翼、复合式、倾转旋翼、多旋翼、直升机、自转旋翼、飞艇等,基本实现无人机机型的全覆盖。全线产品均具有独立自主知识产权,可满足用户深度定制需求。
https://www.inskylab.com/
狮尾智能致力于先进航电飞控软件技术的研发,为空中全自动飞行提供解决方案。
在城市工业无人机(UAS)领域,狮尾智能开发了空中数据自动捕获、分析以及可视化管理平台,通过智能网联、航线规划和自主感知避障等技术实现在城市复杂环境下的超视距自动作业,最大化的发挥无人飞行器在复杂场景下的应用能力,形成一套自动化的城市飞巡解决方案。
在载人飞行器(UAM)领域,狮尾智能融合航电飞控、智能感知等技术,推出了全新的城市4D自动飞行控制系统,针对各类航空飞行器提供面向适航的自动飞行控制系统,推动空中交通工具的革新。
翔仪飞控主营业务聚焦于无人系统的自主导航与自主控制,支持控制全部无人机机型,包括:固定翼无人机、多旋翼无人机、系留多旋翼无人机、变距多旋翼无人机、无人直升机、无人自转旋翼机、垂直起降复合翼无人机、垂直起降倾转翼无人机、垂直起降尾座式无人机,以及各类陆射/海射/空投高速飞行器等。翔仪飞控能独立完成导航和飞控产品的研发和软硬件生产,也能与合作伙伴优势互补共同协作开发。
影飞科技是一家聚焦飞控与导航领域的高新技术企业,核心团队源自北航、北理工等知名高校院所,具有20年+行业技术积累,主要业务:飞控系统、惯性导航和差分卫星导航等。今年7月1日推出了无人机飞控新产品KFC300,产品可适配固定翼、垂起、多旋翼和穿越机等多种机型,满足战略合作伙伴深度定制需求。
基于从技术研发向生产创新和深度集成方向的战略转型需求,影飞科技已经陆续与凌飞航空、明德新材、众合航空、天巡航空、普度航空等多个无人机领军企业建立了战略合作关系,获得了良好的用户反馈和市场成绩。
北京微克智飞科技有限公司,成立于2016年3月份,专注于无人机智能控制系统的研发和生产,为商用无人装备智能化,提供一站式系统解决方案。主要涉猎植保、物流、测绘、巡检等领域。
兰州飞行控制有限责任公司(国营第二四二厂)始建于1958年,是国家“一五”重点建设项目,我国第一座自动驾驶仪研制企业,现为中国航空工业集团公司飞行控制专业重点骨干企业和国家重点保军单位。专业从事航空飞行器自动控制系统、控制增稳系统、伺服作动系统、飞控机载计算机、陀螺等研究、设计、制造。产品主要适用于直升机、运输机、轰炸机、无人机并拓展到特种飞行器和弹领域。公司拥有先进的科研、试验和制造能力。承担着国家多项重点工程和重点武器装备研制项目。
https://www.efy-tech.com/
一飞智控(天津)科技有限公司 专注于提供工业级无人机产品及系统方案,产品方案覆盖飞控系统、多机控制、物流运输、巡检测绘、无人机系统订制等领域。Finix系列飞控以航空级的设计制造标准,被广泛应用于各式主流直升飞机及多旋翼飞机上。其中,MQ-300大型无人直升机飞行平台的成功首飞,让一飞成为国内率先掌握有人驾驶直升机无人化改造核心技术的民营企业 目前一飞已经成为诸多国内企事业单位,及行业内知名企业的合作伙伴。在农业植保、低空物流、警用监控、森林防火、地质勘探、空中测绘等无人机商业应用中提供安全可靠的飞行作业保障。
极翼机器人致力于采用RTK、IMU等多传感器融合、电机控制、APP、大数据后台等技术改造农业,提高农业生产效率,专业从事无人机控制器、农机自驾仪、无人养殖船自驾仪等产品的研发、生产和销售。进入精准农业领域六年来,坚持以用户为中心的理念,先后推出了K3A,K++Pro等植保无人机飞行控制器,KC农用车辆自驾仪,KB无人养殖船自驾仪。
http://www.lianxintong.com.cn/
联芯通科技有限公司于2019年组建,总部位于广东 ,专注于高精度导航定位系统研发、生产、销售、服务。致力于导航定位产品在各行各业的应用,其主要产品和服务涵盖高精度北斗/GNSS接收机、无线数传设备、组合导航产品、卫星平地系统、自动驾驶系统、智能导航等产品。
广泛应用于人工智能、导航定位、智慧农业、电力通讯、测量测绘等领域。为用户提供高精度导航定位系统解决方案以及相关软件的开发应用等。
思翼科技(深圳)有限公司是一家依托无线高清图传技术、云台控制、电机驱动技术、相机影像技术、控制系统和AI算法,致力于赋能与构建智能机器人生态的国家高新技术企业。公司围绕云台相机、光电吊舱、无线高清图传链路系统、飞行控制系统、电机驱动系统、无人机整机等重点领域,打造出诸多智能机器人核心部件及产品,强劲推动全球无人机、无人车、机器人等产业的发展与进步。
原文始发于微信公众号(艾邦智飞网):无人机、eVTOL等飞控系统供应商盘点