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全球首個低空風洞落地深圳 打造無人機“氣象考場”

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2025-09-12 14:13:07  深圳新聞網(wǎng)

引導風洞成為無人機的“氣象考場”,在位于龍華區(qū)丹霞路的深思實驗室內(nèi),一座“超級實驗室”——全球首個低空三維多物理場耦合引導風洞正在進行實飛測試。這座由電子科技大學(深圳)高等研究院深思實驗室研發(fā)建成的引導風洞,是全球首創(chuàng)的低空復雜環(huán)境模擬裝置,也是全球首個面向低空經(jīng)濟這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的風洞裝置,被譽為低空飛行器的“氣象考場”。它能夠高精度復現(xiàn)城市峽谷風、熱島效應、下?lián)舯┝鞯葮O端天氣場景,讓無人機、電動垂直起降飛行器(eVTOL)等提前經(jīng)歷安全測驗。

引導風洞的落成填補了全球風洞設施在低空領域的空白,標志著中國在低空經(jīng)濟這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)上率先實現(xiàn)技術突破。從科技創(chuàng)新到標準制定,以風洞為核心的科研平臺不僅為低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)提供了研發(fā)驗證的“公共試驗場”,更讓龍華這片創(chuàng)新熱土成為全國低空經(jīng)濟新賽道的“源頭高地”,在全球低空經(jīng)濟版圖上釋放出更強的引領力和競爭力。

走進深思實驗室的風洞測試區(qū),宛如一個巨型“試煉場”。隨著指令發(fā)出,風機矩陣迅速調(diào)整,數(shù)秒之內(nèi)風速飆升至60米/秒,相當于17級颶風。在這個模擬裝置中,無人機進行垂直起降、巡航、懸停等飛行姿態(tài)下的氣動特性、飛控性能以及安全性能等測試。過去的100多年里,風洞一直是航空研究中必不可少的安全驗證設施。直到2024年9月,“全球首個”面向低空領域的風洞在龍華正式投用。

傳統(tǒng)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;城市低空飛行器受地形、建筑物、植被、氣溫等多種因素影響,需面對對流層低空更加復雜的風場。對飛行器來說,挑戰(zhàn)不只是“飛起來”,而是“飛得安全”。深思實驗室低空風洞研制團隊研發(fā)的引導風洞裝置,針對低空復雜的氣流、氣象和環(huán)境條件而設計。該裝置目前已在復雜風場模擬技術、風機矩陣構建與控制策略技術、高功率密度風機設計與制造技術等方面實現(xiàn)多項突破,讓引導風洞成為低空飛行器嚴苛的“終極考場”。

與傳統(tǒng)風洞生成單一方向氣流不同,引導風洞由3組不同方向的風機矩陣和底部1組繞流風機組成,首次實現(xiàn)“X—Y—Z三向速度場”精準控制,風機響應時間縮短至2秒內(nèi),在風切變、突風/時變風、垂直流(熱島風場、下?lián)舯┝鳎?、城市特殊風場四大類復雜風場模擬方面達到預期。更重要的是,該引導風洞還具有“呼風喚雨”的能力,可以集成雨雪、積冰凍雨、濕熱、高低溫、太陽輻照等氣象環(huán)境因素,實現(xiàn)城市低空環(huán)境全要素模擬。

無論是海上作業(yè)、應急救援還是無人機表演,都可以在引導風洞中進行針對性測試,風洞的投入使用成為低空企業(yè)研發(fā)的“加速器”。過去只能依賴自然條件,如今利用引導風洞可以隨時按需創(chuàng)造可控測試環(huán)境,極大節(jié)省了時間成本和人力成本。

低空經(jīng)濟被視為繼新能源汽車之后最具顛覆性的萬億級產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國民用航空局預測,2025年中國低空經(jīng)濟市場規(guī)模將達1.5萬億元,2035年有望攀升至3.5萬億元。當下,低空經(jīng)濟缺乏的已經(jīng)不是飛行器和政策,而是行業(yè)“規(guī)則”,這決定了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和規(guī)?;A。在此背景下,建立通用的適航標準非常有必要。標準的建立需要大量的基礎研究和科研來支撐,當全球都沒有通用標準時,正是我國搶占制高點的最好機會。

龍華的引導風洞不僅是模擬低空復雜環(huán)境的裝置實驗,更具有引領規(guī)則的戰(zhàn)略眼光。它以一套“先發(fā)制人”的安全邏輯,從精準界定飛行器安全邊界的角度出發(fā),展現(xiàn)了其為標準制定提供數(shù)據(jù)支撐的核心價值。標準一旦被國際認可,就意味著話語權。在這一點上,龍華的風洞實驗提供了先行條件,讓中國有望在低空經(jīng)濟的國際競爭中,從“追趕者”變?yōu)椤耙?guī)則制定者”。

目前,深思實驗室計劃建設外艙直徑65米、內(nèi)艙直徑45米的大型低空復雜環(huán)境模擬裝置,可實現(xiàn)翼展達17米的大中型全尺寸新型低空飛行器以及無人機群的研究、驗證、測試。這將是全球首個飛行器訓練平臺以及低空經(jīng)濟標準制定與驗證平臺,與已有的引導風洞共同形成低空飛行器研究測試的閉環(huán)。

近年來,龍華區(qū)不斷加快低空經(jīng)濟先導區(qū)建設,打造科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化高地,產(chǎn)業(yè)基礎與政策優(yōu)勢疊加,為引導風洞的落地提供了沃土。2023年以來,龍華區(qū)圍繞全市民用無人駕駛航空試驗基地、國家低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)綜合示范區(qū)建設,以建設低空經(jīng)濟先導區(qū)為目標,在產(chǎn)業(yè)引培、基礎設施、場景應用等多個維度加快推動低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展,成功躋身深圳第一梯隊。數(shù)據(jù)顯示,龍華區(qū)目前共擁有低空經(jīng)濟相關企業(yè)445家,占全市23%,2025年上半年產(chǎn)值(營收)38億元,同比增速14%。

龍華已基本形成“1個通航機場+1個空鐵聯(lián)運示范點+N個公共服務起降點+X個企業(yè)商用起降設施”的低空基建體系。全區(qū)累計開通低空航線101條,占全市25%。低空物流場景處于全國領先水平。低空經(jīng)濟的發(fā)展不僅要“能飛”,更要“會管”。龍華依托全域高精度實景三維模型和全域數(shù)據(jù)融合能力,發(fā)布政務低空飛行服務平臺,實現(xiàn)了政務無人機飛行的數(shù)據(jù)匯聚、共享服務與安全管控。同時,與南京航空航天大學深圳研究院合作共建低空飛行服務管理平臺,推動空域規(guī)劃研究和規(guī)則制定,為低空經(jīng)濟發(fā)展提供了制度保障。

正因為如此,全球首個引導風洞得以在龍華生根發(fā)芽,3個月內(nèi)就向4家企業(yè)提供了抗風性測試服務,實現(xiàn)創(chuàng)新探索與市場需求的深度融合。從無到有、從“0到1”,引導風洞走出了高水平科技自立自強的關鍵一步。當風機轟鳴,飛行器在艙體里一次次經(jīng)歷颶風考驗;當數(shù)據(jù)積累,標準逐漸成形,一個新的萬億級產(chǎn)業(yè)正被推向藍天。

(責任編輯:zhangxiaohua)
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