关键词: 低空三维多物理场耦合引导风洞 低空经济 飞行器环境模拟 低空标准制定 龙华区低空经济先导区
在低空经济加速发展的国家战略背景下,我国在飞行器环境模拟技术领域取得重大突破。
近日,据深圳市龙华区政府官网及多家权威媒体报道,全球首个低空三维多物理场耦合引导风洞在深圳龙华区正式投用,标志着中国在低空经济领域率先实现技术突破。该装置由电子科技大学(深圳)高等研究院深思实验室自主研发,被誉为低空飞行器的“气象考场”,能够高精度复现城市峡谷风场、热岛效应、风切变、下击暴流等复杂气象条件,为低空飞行器的安全性验证提供关键支撑。
传统风洞装置主要模拟单一方向气流,难以应对低空飞行器面临的复杂风场环境。深思实验室研发的引导风洞突破性实现了“X-Y-Z三向速度场”精准控制,通过3组不同方向的风机矩阵和底部1组绕流风机,首次在实验室环境中复现了风切变、突风/时变风、垂直流(热岛风场、下击暴流)、城市特殊风场四大类复杂风场。该装置外舱直径18米、内舱直径10米,风速最高可达60米/秒,响应时间缩短至2秒内,并可集成雨雪、积冰冻雨、湿热、高低温、太阳辐照等气象因素,实现城市低空环境全要素模拟。
图自深圳市龙华区人民政府信息公开网站
据中国航空学会发布的《2024年度航空领域重大科技问题、重大科技进展》指出,低空飞行器复杂环境效应是当前工程技术难题之一。引导风洞的投用,填补了全球风洞设施在低空领域的空白,为无人机、电动垂直起降飞行器(eVTOL)等新型低空飞行器的研发提供了重要的试验平台。
自2024年9月投用以来,引导风洞已为美团无人机、广电计量检测集团、丰翼科技(深圳)有限公司、深圳海关等企事业单位提供小微型飞行器的研发测试服务。通过模拟海洋风力环境、城市峡谷风场等极端条件,企业得以在实验室环境中完成抗风性、气动特性、飞控性能等关键测试,大幅缩短研发周期,降低时间与人力成本。
深圳市多翼创新科技有限公司总经理唐晓丹表示:“过去只能依赖自然条件进行测试,如今利用引导风洞可随时创造可控环境,极大提升了研发效率。”据统计,投用3个月内,引导风洞已为4家企业提供测试服务,成为低空经济产业链上下游企业的重要研发支撑。
低空经济被视为继新能源汽车之后最具颠覆性的万亿级产业。据中国民用航空局预测,2025年中国低空经济市场规模将达1.5万亿元,2035年有望攀升至3.5万亿元。然而,当前全球尚无统一的低空适航标准,适航审定大多依赖“临时条例”,如何界定飞行安全边界、气象条件起降标准等缺乏科学依据。
引导风洞的落成,为中国抢占低空标准制定高点提供了数据支撑。
加拿大工程院院士、深思实验室主任杨军指出:“标准的建立需要大量基础研究,当全球都没有通用标准时,正是我国抢占制高点的最佳机会。”实验室计划建设外舱直径65米、内舱直径45米的大型低空复杂环境模拟装置,可实现翼展达17米的大中型全尺寸新型低空飞行器及无人机群的研究、验证、测试,形成全球首个飞行器训练平台及低空经济标准制定与验证平台。
全球首个低空风洞装置落户龙华,背后是龙华区深厚的产业积累和完善的基础设施。
作为深圳低空经济先导区,龙华区围绕全市民用无人驾驶航空试验基地、国家低空经济产业综合示范区建设,已形成“1个通航机场+1个空铁联运示范点+N个公共服务起降点+X个企业商用起降设施”的低空基建体系,累计开通低空航线101条,占全市25%。
数据显示,龙华区拥有低空经济相关企业445家,占全市23%,2025年上半年产值达38亿元,同比增速14%。企业覆盖制造、飞行、保障和综合服务等领域,产业链条完备度全市领先。依托全域高精度实景三维模型和全域数据融合能力,龙华区还发布了政务低空飞行服务平台,实现政务无人机飞行的数据汇聚、共享服务与安全管控,为低空经济发展提供制度保障。
随着引导风洞的投用和大型装置的规划建设,中国有望在低空经济领域实现从“技术追赶”到“规则引领”的转变。
杨军院士表示:“在加拿大,技术因市场太小而搁浅;在中国,一个想法能迅速长成森林。”当前,深思实验室正持续积累数据,提升模拟及预测精度,未来有望在城市微气象模拟领域取得突破性成果。
全球首个低空三维多物理场耦合引导风洞的落地,不仅是中国科技自立自强的关键一步,更为低空经济这一战略性新兴产业的规模化发展奠定了技术基石。随着标准制定的推进和产业生态的完善,中国正逐步掌握低空赛道国际话语权,引领全球低空经济迈向新高度。
来源:电子工程专辑