揭秘大疆机场设计：如何炼就强大的可靠性？

【蜂耘网  无人机】大疆机场发布以来，累计测试超 140 万架次，已有 300 台机场在各地稳定运行。在应急消防、能源、交通、工程建筑等领域，大疆机场 7*24 小时守护，实现自动飞行作业。

 

机场在多地测试运行

 

大疆机场主要由舱盖、停机坪、气象站、主控模块、RTK 模块、供电系统、空调系统、通讯系统组成，配合经纬 M30 系列机场版无人机，使用大疆司空 2 ，即可使机场完成自动化作业。

 

今天一起揭秘大疆机场的设计亮点。

 

高度集成的一体化设计

可“乘坐”电梯的大疆机场

 

大疆机场舱盖闭合状态的长宽高尺寸为 800mm x 885mm x 1065mm，占地仅 0.7 平方米，这个尺寸并非随机选择。

 

在设计初期，大疆工程师发现，对于安装在屋顶的机场产品，如果没有足够大的电梯直通屋顶，往往需要使用吊车进行转运，不仅给施工带来诸多不便，用户还需付出额外成本。此外，在狭窄街区，大型货车运输产品入场更是困难重重。

 

基于此，工程师对产品尺寸有了更具体的设想：能不能制作一款可通过普通电梯运输的机场？而常规 1000kg 载重的电梯门宽一般为 900mm ，大疆机场的尺寸设定由此而来。

 

棘手的问题随之而来。无人机桨叶展开尺寸大于停机坪，导致回舱时舱盖无法关闭。于是，工程师在舱盖侧边设计“桨叶收纳结构”，专门用于收纳桨叶。设计中，工程师需精确计算桨叶旋转角度与速度，不断调整舱盖开合速度，确保舱盖关闭时，桨叶被拨桨结构容纳，无人机成功回归舱内。

 

无人机桨叶展开尺寸大于停机坪

 

舱盖侧边白色的桨叶收纳结构

 

桨叶被拨桨结构容纳

 

最终，大疆机场实现占地面积不足 1 平方米，可“乘坐”电梯；重量为 105kg，4 名成年男子即可搬运。用户可使用皮卡车、小型厢式货车运输机场[1]，避免了运输本身造成的困难并降低成本。

 

使用皮卡车即可运输机场

 

为进一步简化施工布署难度，大疆机场还采取一个更大胆的设计：一体化，全机模块高度集成，不额外架设。然而，机场含有多个结构模块，一体化设计面临诸多困难。

 

首先面临的是信号问题。机场下舱采用铝合金材料，舱盖和停机坪皆采用高强度塑胶材料，不仅抗紫外线抗老化、可靠性高，还可穿透信号。得益于此，4 个天线可内置在舱盖四角，RTK基站则巧妙地“藏”在停机坪下方，保证信号的全方位覆盖和稳定传输。此外，舱盖还内置了 DJI Cellular 模块安装位，即使面对没有有线网络的场地，机场也可接入网络。

 

内置天线

 

其次，一体化设计的机场如何安置气象监测设备？工程师们将风速计安装在舱盖最高处，专门为雨量计设计减震功能，保证监测的准确性。无人值守状态下，当户外狂风暴雨来袭，超出无人机设计工况时，气象站将获取外部环境数据，大疆机场自主判断起飞环境，适时阻飞，避免事故发生。

 

风速计和雨量计

 

稍加留意你还能发现，风速计中部隐藏着“小眼睛”——180° 超广角的监控相机以及补光灯。开启补光灯后，可在夜间查看机场监控画面。人在千里之外，也能通过大疆司空 2 ，24小时获取清晰画面。

 

风速计中部“隐藏”监控相机和补光灯

 

一体化的设计，降低了机场的部署难度，整体可靠性得到进一步提升。用户安装机场时，仅需地面固定、接入电源和网络，并通过 DJI RC Plus 遥控器快速配置，即可完成部署。

 

防尘防水防雷防盐雾

如何做到多重保障？

 

机场长期在无人值守的户外运行，风霜雨雪、高温高湿等极端天气是“家常便饭”，想要从容应对各种恶劣环境，机场和无人机必须具备高防护等级。

 

经历风雨考验的大疆机场

 

集成多个模块，结构复杂，大疆机场如何实现 IP55 防护等级？

 

传统的整机防护，不仅难度大、成本高，而且效果不佳。于是，工程师将机场各大模块分开进行防护设计。在组装前，每个模块经过气密测试，确保防水防尘性能过关。模块之间的连接器带有胶圈，或打胶或灌封密封，实现整机防水防尘。

 

大疆机场各大模块

 

机场下舱包含多个重要模块，但停机坪水流滴落至舱内，导致下舱成为积水的“重灾区”。在设计初期，工程师们提前规划好所有出水路径。空调单独设计排水管，舱内底部设有 5 大排水孔，通过高低引流的方式，将舱内水流排出舱外。小小的排水孔还焊上防护网，防止户外蛇虫鼠蚁进入舱内，导致设备出现异常。

 

此外，舱内还放置了水浸传感器对水位进行监测，当舱内水位达到一定程度时，系统将自动报警，提醒用户及时处理，减少不必要的损失。

 

据有关部门统计，全世界平均每分钟发生雷暴 2000 次，所导致的火灾、爆炸等时有发生。大疆机场安装防雷系统：市电输入和以太网信号线上均安装防雷浪涌保护器，保证设备安全，避免发生火灾。

 

SPD（浪涌保护器）+ SCB（后备保护器）

 

除了防尘防水防雷，大疆机场还要防盐雾。部署在沿海地区的机场，盐雾、潮湿、凝露等容易引起设备受腐蚀、受潮，导致设备老化严重，缩短产品使用寿命。

 

大疆机场的防盐雾工艺细节随处可见：上舱外层喷漆处理，下舱喷上五金粉末涂层，耐磨耐腐蚀；对于重要零部件，如受腐蚀后难以维修的螺钉螺丝等特殊零部件，则采用耐腐蚀性更高、达医疗器械级别的不锈钢材料；内部主控模块、 ACDC 电源等也使用了表面处理工艺。

 

工作环境温度 -35℃ 至 50℃ 

舱盖竟然是空心设计？

 

户外极高或极低温，对机场运行是另一大挑战。

 

高温环境下，机场内部温度的控制尤为重要，无人机电池需在小于 45℃ 的环境下才能正常充电。大疆机场舱内设置 TEC 半导体空调，冷风通过停机坪上的出风口迅速为电池降温，再配备无人机充电接口和快充管理模块，仅需 25 分钟便可将电量从 10% 充电至 90% ， 2 台机场即可实现无缝轮转作业。

 

空调输出冷风为无人机电池降温

 

为了应对低温环境，机场所有硬件单板选用耐低温等级元器件，且皆有自加热功能。低温环境下，机场空调系统将输送热风，为无人机机身、桨叶除冰。鲜为人知的是，机场舱盖为空心设计，内外胆通过空气夹层，能实现更佳的保温效果。

 

而对于舱外，在温度交替变化的低温环境下，风速计和雨量计容易结冰，影响检测灵敏度。为此，气象检测传感器设有加热功能，当环境温度低于设定值时，雨量计和风速计开始加热，确保其正常检测。

 

大疆机场

 

无论是紧凑一体化的设计，还是高防护等级设计，每一处细节的考量，炼就了大疆机场强大的可靠性，为行业用户带来更高效、更省心、更安全的作业体验。作为大疆首款机场产品，未来，大疆机场将不断优化升级固件，进一步激发作业潜能。

 

（蜂耘无人机网  责任编辑：似也)