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低空飛行器在這里“極限測試”

《人民日報》(2025年11月22日 第 06 版)

深思實驗室低空三維多物理場耦合引導(dǎo)風洞。熊 薇攝
人類追逐飛行夢想已有百余年。其間,飛機的活動區(qū)域多為平流層或開闊區(qū)域,流場較為簡單。隨著低空經(jīng)濟時代的到來,距地面1000米以下的對流層,正成為未來交通和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵戰(zhàn)場。
前不久,全球首個低空三維多物理場耦合引導(dǎo)風洞(以下簡稱“引導(dǎo)風洞”)在廣東省深圳市龍華區(qū)落地投用。實驗室內(nèi),81臺高功率風機轟鳴,一架四旋翼無人機顛簸在模擬8級突風中,載荷傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)躍動在屏幕上……該裝置由電子科技大學(xué)(深圳)高等研究院深思實驗室研發(fā),被稱為低空飛行器的“極限考場”。
中國航空學(xué)會發(fā)布的《2024年度航空領(lǐng)域重大科技問題、重大科技進展》提出,低空飛行器復(fù)雜環(huán)境效應(yīng)是工程技術(shù)難題之一。
“民航飛機飛行在萬米高空平流層,風向相對單一,對流層風向瞬息萬變,強對流天氣頻發(fā),是1000米以下低空飛行的重大挑戰(zhàn)。”深思實驗室主任楊軍介紹,物流配送、應(yīng)急救援、未來的城市交通等場景,恰恰需要在這一高度運行。
航空界有一句老話,“無風洞,不飛行?!痹缭?901年,萊特兄弟便建造了用于飛行測試的風洞,但如今全球1000多座風洞中,鮮有能夠模擬低空真實復(fù)雜環(huán)境的設(shè)施。要想測試低空飛行器復(fù)雜風場下的抗風性能和飛行性能,需要等大風天“追”著風跑。
為此,深思實驗室研發(fā)了全球首個低空風洞,通過人工控制,就能高精度復(fù)現(xiàn)城市峽谷風場、熱島效應(yīng)、風切變、下?lián)舯┝鞯瘸鞘械湫惋L場及極端氣象,為飛行器安全邊界劃定提供科學(xué)支撐。
引導(dǎo)風洞分為內(nèi)外艙兩部分,外艙直徑18米、內(nèi)艙直徑10米,可支持翼展4米的航空器在垂直起降、巡航、懸停等姿態(tài)下的氣動特性、飛控性能以及安全性能等研究。該風洞采用“風機矩陣”設(shè)計,由3組不同方向的風機矩陣和底部的1組繞流風機組成,風速最高可達60米每秒,響應(yīng)時間縮短至2秒內(nèi),不僅能控溫控濕,還能實現(xiàn)雨、雪、冰雹等城市低空環(huán)境全要素模擬,為飛行安全提供測試保障。自投用以來,引導(dǎo)風洞已為多家低空企業(yè)提供小微型飛行器研發(fā)測試服務(wù)。
通過“自定義航班”,用200至300公里的時速實現(xiàn)半小時內(nèi)百公里精準抵達;人們出行不再是下樓,而是從樓頂起飛……未來,真正意義上的“點對點”通勤不再是夢想。
“低空經(jīng)濟拼的不是單點技術(shù),而是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。”楊軍表示,在城市低空飛行這一賽道,全球尚未形成統(tǒng)一標準,要通過原創(chuàng)研究,在低空領(lǐng)域構(gòu)建自主科研體系和工業(yè)體系,努力成為標準的制定者。
目前,深思實驗室正計劃建設(shè)外艙直徑65米、內(nèi)艙直徑45米的大型低空復(fù)雜環(huán)境模擬裝置,用于翼展達17米的大中型全尺寸新型低空飛行器及無人機群的研究、驗證、測試。這將與已有的引導(dǎo)風洞共同形成低空飛行器研究測試的閉環(huán)。
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