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。
電子科技大學(深圳)高等研究院深思實驗室研發(fā)的低空三維多物理場耦合引導風洞裝置,是全球首個面向低空經(jīng)濟這一新興產(chǎn)業(yè)的風洞裝置,被稱為低空飛行器的“氣象考場”
2025-09-12 10:54:54全球首個低空風洞落地龍華7月16日,國內(nèi)首個專注于低空飛行器氣動研究的復合型風洞在廣東空天科技研究院正式落成并在廣州南沙啟用
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