[文/观察者网专栏作家张仲林]
6月18日，当大家忙着清理空自己的购物车时，一架蓝白相间的飞机从跑道上冲入蓝天，成功首飞。巧合的是，出发时间正好是早上6点18分。
一年一度的年中购物狂欢和飞机首飞的关系不仅限于“618”，更重要的是它是一架无人运输机。可能几年后，我们买的618就是它运的。
首飞成功的TP500无人运输机由首飞院牵头，该院设计了运20。也是首架在民航适航标准指导下积极研制的无人运输机。TP500可装载500公斤货物，执行半径500公里的物流运输任务，最大航程1800公里。
TP500无人运输机虽然看起来像传统布局使用活塞发动机的固定翼飞机，但在普通人看来甚至会显得有点“低矮”:这种飞机是电风扇(指活塞发动机的螺旋桨)，甚至不是吹风机(指喷气发动机)，机翼还是直的，看起来和二战时期的飞机差不多。
但正如中国的一句老话所说，不能以貌取人。虽然TP500看起来比较“老气”，但背后的技术含量和前景却不容小觑。
虽然这款TP500看起来颇有点像活塞发动机飞机6的无人版，但两者的区别要差很多(本文图片由作者收集)
正RD和使用场景
在TP500无人运输机的宣传报道中，有一个不引人注目的点，就是强调TP500无人运输机是正向设计。正向设计一词并不常见，但反向设计一词更为大众所熟悉，反向RD往往被简单理解为“山寨”和“抄袭”。当然，逆向设计不等于“山寨”，“正向设计”也不是“逆向设计”的对立面。
要说正向设计，还得从工程研发的过程说起。立项，首先要进行可行性分析，确定这个东西是否可行。项目确立后，进行需求分析，然后根据需求拆分各个系统，确定各个子系统的需求，然后做出总体设计方案。总体设计方案确定后，进行详细设计，由小到大逐步进行组装。
也就是说正向设计的过程是由大到小拆分的。比如我们要造一架飞机，这架飞机要达到什么样的目标，为了达到这个目标要用什么样的发动机和配置，然后进行详细的设计。
所以正向设计的好处是，一切都围绕着项目的需求来满足使用场景，而不是像逆向设计那样，为了使用而给一个核心系统加更多的水。具体到TP500无人运输机，正向设计让每一个设计都围绕设计目标展开，从而在使用场景下最大化其效率。
A10攻击机的设计很大程度上是围绕着那门GAU8炮展开的，这让其他设计对这门炮做出了很多让步，比如前起落架让位于GAU8炮空。图片来源:美国空
无人运输机一直是近年来的热门项目，从多轴无人机到点对点的固定翼无人机，甚至还有空大载荷的货运无人机，就像彩虹4无人机。顿时，国内外百花齐放。
但这些无人运输机要么使用场景极其复杂，目前无法大规模应用，要么是由现有的无人飞机平台或有人运输机平台改造而成，在使用场景上有些水土不服，这也是中途出家不可避免的问题。而国外那些看起来挺高大上的货运无人机，基本还停留在PPT和CG阶段。
虽然用多轴无人机解决“最后一公里”的送货上门是个不错的主意，但是有些操作人员密集，城市环境下建筑物对多轴无人机信号的影响也是一言难尽。
就拿现成的大型无人机平台换来的运输无人机来说空运输，总让人怀疑这是不是东风快递的新装备。
至于运-5改造的FH98无人机，受限于运-5平台的先天不足，无法使用集装箱，只能装在散货舱内，需要人工装卸。
而国外的固定翼无人运输机方案，看着科幻就是科幻，但问题是只停留在画大饼的阶段。
相比之下，TP500无人运输机从一开始就在前进方向设计，没有中途出家带来的不便，每一个设计都可以服务于无人空运输。
TP500的一大特点是其机身不是常见的椭圆形截面，而是方形截面。这是因为TP500在设计之初就是作为一个完整的集装箱来使用的，方形截面的机身可以最大限度地提高飞机体积的利用率，而不是像圆形或椭圆形机身那样装载方形集装箱时浪费大量的空空间——空空间的浪费往往意味着效率的降低。TP500的后折叠门也是为了在这么小的平面内使用集装箱，最大化装卸效率而设计的。
波音747货机货舱横截面示意图显示，货舱内很多空空间被浪费。
为了方便装卸，TP500的机身可以折叠成货舱门。
这里可以清楚的看到，方形截面的机身在装载集装箱时最大限度的提高了空的利用率，而可折叠的机身使得装卸效率远高于散装货舱的人工装卸。
对于货机来说，成本和运输效率是很敏感的，但有时候对时间就没那么敏感了——一个小时和两个小时没有本质区别，但如果后者能大幅降低运输成本，使用运载能力更灵活的无人运输机将会很有吸引力。因此，TP500使用的动力是活塞式发动机，因此其运行成本可以保持在较低水平。
据制造商伊通无人机介绍，使用TP500进行运输时，运输成本可以降低到与干线喷气式运输机(如波音737改装的货机)类似的成本，但其灵活性远高于干线喷气式运输机。
无人驾驶交通系统的前景
目前主流的民用和军用无人机都需要人来控制，属于“人在回路”。虽然说了“没人”，但是飞机上只有没人，还是需要地面操作人员控制，操作人员的成本更高。与其他无人运输机相比，TP500无人运输机最大的优势是高度智能的自主飞行能力。
据媒体报道，TP500无人机在大多数场景下可以根据自然环境和航线信息自主决策和飞行，而地面人员可以在必要时随时介入接管飞行。这意味着TP500无人机是一种“人在回路外”的无人机，起飞、巡航、降落的全过程都可以在没有任何干预的情况下完成。只有在突发紧急情况下，才需要人工干预。这意味着一个控制站可以同时监控多架甚至数十架无人运输机，只需要关注飞行状态，大大提高了运行效率。
人回路中的无人机，往往是天上一架，地上一套，只是天上的飞行员换成了地上的操作员。
完全自主飞行和执行任务一直是无人机发展的目标。
TP500的问世，意味着从起飞到着陆的整个过程都可以独立进行，这让它的应用有了很大的想象空间空。现在有大型的无人物流仓库和中转站，TP500使用的模块化集装箱也非常适合无人设备的自动装卸。如果将这些结合起来，就可以实现科幻电影、游戏中的场景:无人仓自动分拣货物，由无人装卸车装载到无人运输机上，再运送到数百公里外的另一个无人仓，实现全自动物流运作。
没有仓库早已成为现实。
不断穿梭于物流中心之间的无人运输机可能很快就会从游戏变成现实。
TP500采用活塞动力发动机，其配置决定了其低速性能好，对跑道要求低，即使是几百米长的直路也能让其起降。物流中心建造短跑道供TP500起降并不困难，因为对起降场地的需求不高。即使使用更适合恶劣地形的起落架，在TP500的配置下也不是不能在平坦的草地上起降。毕竟现在的起落架一看就是为跑道着陆设计的。
与载人干线货机相比，TP500的优势领域无疑是高密度、小流量、中短途空物流运输。在中国，最适合这种场景的无疑是地形复杂的西南地区。近年来，国家在西南地区进行了大量的基础设施建设，极大地改善了西南地区的地面交通。但复杂的地形和恶劣的地质条件带来的困难依然存在，而这也是西南支线空发展的原因——地上九转十八转，天上两点一线直达。
同理，像TP500这种对起降要求不高的无人运输机，在西南地区是广阔且有前途的。我们甚至可以期待TP500直接降落在村口的公路上，把新鲜采摘的特色农产品装载到物流中心再发往全国各地。
当然，TP500的500kg载重对于货机来说是不够的。但是TP500有很强的技术验证色彩，这只是一个系列的起点。据制造商亿通无人机公司介绍，有效载荷2-10吨的无人运输机也在计划中，而2吨载重的TP2000无人运输机已经研制出来。与载重500公斤的TP500相比，载重量2吨的TP2000无疑具有更高的效率，将更受市场欢迎，甚至在一定程度上取代干线货机在物流运输中的地位。
国防和民用技术的整合大有可为
看到TP500首飞的报道，首先想到的是六十多年前一篇著名的通讯《献给六十一班兄弟》。这篇家喻户晓的报道讲述了山西省鲁平县发生大规模食物中毒事件，急需特效药救命，而药品需要从北京准备。多亏了大家的努力，空军专门调配的运输机连夜把装载特效药的箱子空扔了出去，及时挽救了很多生命。
无论60年前还是现在，对时效性高的应急物资的需求总是存在于偏远地区，可能在草原上，也可能在高原上，也可能在海岛上。这将是TP500等无人运输机大显身手的时候。
TP500作为通用无人运输平台，已经有了长足的发展空。将装卸从集装箱改为空抛料，技术上并不困难，将适合跑道降落的起落架改为适合野战机场甚至平地草地降落的起落架也没有障碍。二战期间的大量经验证明，草地降落是这种轻型活塞飞机的最佳工作。
极高的灵活性、自主飞行能力和低廉的成本，使得使用无人运输机执行南海诸岛和偏远边防哨所的补给任务成为理所当然的事情。作者2021年初在西藏旅游。他在参观雅鲁藏布江上的佛掌沙丘时，看到一架鲁航米8直升机沿河飞行。后来看了军报报道，得知当时某地大雪封路，就用直升机空补给哨所。目前TP500完全可以胜任这样的任务，完成终端补给任务。
传统活塞发动机飞机对起降场地的要求低得离谱。
当然，对于国防和民用技术融合可以自主飞行的无人运输机(或无人机)的应用，我们需要做更大的布局，而不仅仅是送货和快递。既然可以在完全自主飞行的条件下运输载荷，那么它自然就有能力在完全自主的条件下把载荷(不管是什么)运送到指定的位置。
基于无人运输机自主飞行控制律的发展和应用经验，在空中将其成果应用于其他无人飞行器平台是合理的。毕竟，每个人所做的都是将负载交付到特定位置。至于交付的载荷是什么，掉下来基本没什么区别。
“开门！快递！”
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