1.引言

石油天然氣長輸管線地域分布較廣， 往往途經山地、 丘陵、 沼澤、 大中型河流等負責復雜地段。 長期以來管道巡護方式主要采取人工巡護和車輛巡護。 隨著科技的發展和工作的需要， 無人機技術開始應用于管道巡護業務。

2.涵道式無人機功能簡介

“涵道式單旋翼無人機”簡稱“涵道式無人機”。 是指以涵道作為飛行器機身主體， 采用涵道內置單個旋翼或螺旋槳的氣動布局和垂直軸向對稱式的結構形式， 以電動機或內燃機作為動力源、 ， 由單一旋翼或螺旋槳產生升力、 拉力且實現反扭矩的平衡， 同時具備直升機和固定翼飛機兩種飛行模態和特點， 可無人駕駛自主飛行的特殊構型航空器。 其在垂直起降和實施任務段飛行時類似直升機， 屬于直升機的一種； 在巡航時類似固定翼飛機， 屬于固定翼飛機的一種。

其特點如下： ⑴小巧便攜。 涵道式無人機涵道直徑650mm、 加著陸架總高度800mm、 總重量10KG； 一人輕松搬運， 可由無座微型小客車或皮卡小貨車往返運輸。 ⑵低空平飛。 在執行特殊飛行任務時， 飛行器可以低空、 超低空飛行。 涵道式無人機具備在3m低空以至3m以下高度平穩飛行的能力， 這是固定翼飛機和直升機難以實現的高難指標。 ⑶低速飛行。 涵道式無人機實現了固定翼飛機不能實現的低速飛行巡航， 可在10—60km/h自由定速飛行。 ⑷空中懸停。 空中懸停是涵道式無人機一個重要特性。 可執行定位拍攝和長期監視用途。 懸停高度1m—100m之間任意選擇。 ⑸隨機起降。 涵道式無人機不受起降場地限制， 只要有容身之地即可按需要起降。 因其重量輕、 接地面積小也可以在樓頂、 陽臺、 汽車頂棚等等可想象之地著陸。 ⑹耐低溫、 抗風力。 涵道式無人機可在零下35度低溫環境下正常起降執行飛行任務并可抗衡8m/s風力， 對側風的糾偏能力強。 ⑺超大外載。 該飛行器可掛外載15kg ,與類似機型相比較可謂是超大外載。 外載大即可攜帶更多相關設備， 實現更多的功用。 ⑻可實現自主巡航。 按地面標識點， 用GPS終端測定準確位置進行導航規劃后， 飛行器可按導航規劃航線自主巡航飛行。

3.涵道式無人機的實際應用

涵道式無人機在東北某輸油分公司所轄管道進行巡護測試。 該巡護管段管道主要穿越耕地、水田、 林帶、 草原和6條中型以上河流等。 地勢相對較為平坦， 管線無伴行路。 每架無人機上安裝有高清攝像裝置， 能實時傳輸攝像畫面， 通過地面接收裝置， 觀察管道周邊情況， 同時對拍攝畫面可以進行存儲。 應用無人機采取以下三種巡護方式：

⑴ 日常分區段進行自主巡航飛行巡護。 按照每兩座閥室大概30公里間距進行巡護， 每日巡護約60公里。 主要對管道周邊200米范圍內情況進行實時攝像， 觀察管道附近是否有第三方施工， 可疑車輛、 人員等。 另外， 還能監測到線路閥室、管道附屬設施的完好情況。 通過對比存儲的攝像畫面還可以掌握管道上方地貌的變化， 從而初步判斷變化原因。 因此， 可以及時采取防范措施，有效地保護管道安全運行。

⑵應急狀態下的特殊飛行。 對人員和車輛都無法到達的管段及進入汛期管道穿越河流地段，進行特殊飛行巡護。 在3—5公里范圍內降低飛行高度和速度， 地面操作人員現場控制無人機，實時監測攝像畫面， 能夠清晰觀察到管道周邊情況。 對地質災害損毀管段可以及時發現， 采取措施進行保護。 如發生管道泄漏， 無人機還可以跟蹤定位泄漏油流方向。 搶修人員通過無人機拍攝的信息可以及時在下游端采取措施， 控制油品擴散范圍， 從而減小油品對土壤或者水體的污染。

⑶特殊時期的“震懾性”飛行巡護。 針對國內、 國際發生重大事件時期和易發生打孔盜油地段。 不定期的在晚間進行飛行巡護， 利用安裝在無人機上的高強度射燈及飛行時發出的響聲， 有力地震懾圖謀破壞管道的不法分子。

4.結束語

長輸管道作為國家能源運輸的大動脈， 承擔著重要的能源供應任務。 管道巡護工作關系到管道的安全運行， 運用先進的科技手段， 加大管道的巡護力度， 能夠有效地及時發現巡護盲區所存在的問題， 從而采取必要措施， 減少損失， 保障能源通道暢通無阻。 ◢

（作者：大慶輸油氣分公司管道保衛科科長）