Avidrone Inc. 公司於週日以其 Katana 無人機贏得了 DARPA Lift Challenge 競賽,這是一架傳統的單旋翼直升機,重 13.3 公斤(29.3 磅),在美國空軍博物館的賽道上載運了 51 公斤(112.4 磅)的鑄鐵。其載重與自身重量比達到 3.84:1,是本週完成的最佳飛行表現,也是現今重載無人機難以企及的數字。此成績也未能達到 4:1 的目標,這意味著 DroneXL 在首次稱重前就已預警的獎勵規則,確實如預期般將所有獲獎者的獎金減半。
Avidrone 最終獲得了 125 萬美元獎金,而非原先廣告宣稱的 250 萬美元。MTech Operations LLC 以 3.64:1 的比例獲得第二名,獎金 75 萬美元;Xtreme Aerial Concepts 以 3.45:1 的比例獲得第三名,獎金 50 萬美元。無人達到 DARPA 在去年 11 月啟動、總獎金 650 萬美元的競賽時設定的 4:1 目標。DARPA 的總結報告指出,在受邀的 124 支隊伍中,共有 61 支隊伍在七天內完成了飛行。
獲勝的飛行器是當中最不具實驗性質的機器:一架細長的單旋翼直升機,配有尾翼,這種配置自 1940 年代以來一直是量產直升機的標誌性設計,它擊敗了眾多專為載重與重量比而設計的多旋翼和實驗性佈局。DARPA 的參賽隊伍名單將該隊伍列為來自馬里蘭州哥倫比亞大學的學術界參賽者,Katana 在 19 分 17 秒內完成了獲勝飛行,遠低於 30 分鐘的時限,此數據來自現場直播。
DefPost 發布的組件清單顯示其採用電池電力推進系統:來自 Titan Batteries 的電池模組和 Scorpion Power System 的馬達及速度控制器,搭配 Falcon Propeller 的碳纖維旋翼葉片和 Calian 的 GNSS 天線,所有組件都安裝在團隊自行開發的平台上。
頒獎台的照片進一步展示了其結構設計。第一名和第三名都採用了單旋翼直升機,而 MTech 的多旋翼飛行器則夾在中間。
其物理原理並不華麗。當載重比例是計分板上唯一的數字時,低盤載荷的大型旋翼盤比一組小型螺旋槳在每磅升力上浪費的功率更少,而排行榜也確實反映了這一點。
DARPA 將此次結果定調為歷史性的。該機構在週日頒獎典禮後於 X(前身為 Twitter)上寫道:「7 天。61 支隊伍。數千次試飛。一項新的世界紀錄」,並引導讀者查看官方結果。其中一個數字需要備註。計畫經理 Phillip “Donna” Smith 在賽後採訪中將最佳飛行描述為 3.86 的比例,而 DARPA 的頒獎台圖表則認證為 3.84。算術解釋了差異:將重量四捨五入到整磅,112 除以 29 等於 3.86,而使用小數點重量則為 3.84。認證的數字是 3.84:1。
作為對比,當今的量產平台載重與自身重量比約為 1:1 或更低,而 DroneXL 對 DJI FlyCart 100 的評測顯示該飛行器的比例約為 0.53:1。一架 24.9 公斤(55 磅)的競賽飛行器能承載近四倍於自身重量的物體,這是一個截然不同的性能層級,即使它一次只需要飛行 9.3 公里(5 海里)。
DARPA 公布的獎勵規則規定,只有載重與自身重量比超過 4:1 時才能獲得全額獎勵,由於最佳完成飛行為 3.84:1,因此第一名獲得了 125 萬美元,而非 250 萬美元;第二名獲得了 75 萬美元,而非 150 萬美元;第三名獲得了 50 萬美元,而非 100 萬美元。DroneXL 在飛行開始前就已報導了這項規定,當時幾乎沒有其他人關注,並稱其為規則手冊中最誠實的一句話。
目標從未輕易達成。DARPA 在去年 11 月宣布競賽時,4:1 的目標意味著一架 24.9 公斤(55 磅)的飛行器需要吊起 99.8 公斤(220 磅),這是當時市售最佳設備的八倍。參賽隊伍必須將 DARPA 提供的至少 49.9 公斤(110 磅)的槓鈴片,在 30 分鐘內,沿著 9.3 公里(5 海里)的賽道運輸,並在最初的 7.4 公里(4 海里)後放下槓鈴片。
追求滿額目標的隊伍發現了天花板。Smith 告訴 Dayton 24/7 Now,其中四支隊伍以 4.1:1 或更高的比例開始飛行,但沒有一支隊伍完成。其中一架飛行器在飛行了三英里後電池耗盡。頒獎直播描述了另一支隊伍在最後一天裝載槓鈴片,試圖達到 6.11:1 的比例,並在追逐過程中損壞了剩餘的飛行器。
這種失敗模式是本週真正的工程發現。升力並非瓶頸。獲勝的飛行器和損壞的飛行器都證明了這些機身能夠提起重物。在機上儲存足夠的能量來飛行五海里,是 4:1 嘗試失敗的原因,而這個限制將伴隨所有依賴電池的重載項目。
三項價值 50 萬美元的技術獎分別頒給了馬里蘭大學 AMAV 團隊的「最具革命性空氣動力學設計獎」、Portal Aircraft 的「最具革命性動力系統設計獎」,以及 DefendTex 的「最有潛力獎」,這些獎項 DARPA 的規則允許任何有意參賽並完成賽道的隊伍角逐,即使未完成賽程。
Portal 的獲獎可能成為本週最具影響力的 50 萬美元。Portal Aircraft 的 James Thurman 告訴 Dayton 24/7 Now,該團隊離開俄亥俄州時,已經明確了下一個市場。「我們真正意識到,我們的技術目前對農業產業至關重要,」Thurman 表示,同時也提到了軍事和民用應用。
這句話在特定的美國背景下顯得尤為重要。美國的農作物噴灑主要依賴 DJI 的 Agras 系列,美國聯邦通信委員會(FCC)的禁令讓農民面臨供應短缺,而大規模的國產替代品尚未出現。一個剛剛贏得 DARPA 獎項、用於搬運鐵餅的動力系統,很有可能成為填補這一市場空白的機器。
給予減半獎金條款應有的肯定。在第一架飛行器稱重前,我稱其為規則手冊中最誠實的一句話,而它也確實如預期般執行。DARPA 原本承諾 650 萬美元用於實現物理學尚未準備好達成的目標,但最終支付了 400 萬美元用於實際完成的距離,並且從未食言。更多機構應該提前寫下他們的現實檢驗標準。
計分板本身是 eVTOL 行業應該認真思考的部分。當唯一的指標是載重與重量比時,獲勝的答案是標準直升機,而單旋翼機器佔據了前三名中的兩個席位。巧妙的幾何設計輸給了旋翼盤面積。推進系統的結果是雙向的。Katana 的零件清單顯示為電池電力驅動,因此,在五海里航程上實現 3.84:1 的電動重載現在已是事實,我將樂於撤回電池無法勝任這項工作的說法。但天花板依然真實。那些嘗試達到 4.1:1 或更高比例的隊伍,擁有足夠的推力。但他們耗盡的是能量,至少有一架飛行器在五海里航程的三英里處因電池耗盡而靜止。在 3.84 和 4:1 目標之間,存在著一個由瓦時/公斤構成的牆壁,任何花言巧語都無法克服它。
自 DARPA 在 2025 年 10 月發布特別通知以來,我一直關注這項競賽,而本週證實了 DroneXL 在八個月的「受限名單」報導中一直主張的觀點:為性能付費能製造出更好的飛行器,而禁止競爭則不能。在代頓的一週內,一次公開徵集、經過認證的鐵餅稱重,以及 400 萬美元的獎金,產生了比 DroneXL 迄今為止評測過的任何飛行器高出近四倍的性能。而同一時期,禁令則導致了訴訟和豁免申請。
比排行榜更有價值的後續發展,在於這些硬體將走向何方。Portal 表示將進軍農業領域,這意味著其動力系統將直接瞄準 FCC 在美國農業領域造成的 Agras 缺口。一個博物館草坪上的獎項能否轉化為美國農田上的噴灑無人機,以及 DARPA 是否會將這個計分板轉化為獲勝者的資助轉型管道,是值得關注的開放性問題。載重比例是這次競賽的亮點。供應商才是關鍵。