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 深圳龙华是世界上第一个低空风洞:为低空经济安装“安全引擎”

 在深圳市龙华区丹霞路深思实验室,一个被称为低空飞机“气候考场”的超级实验室正在悄然改变低空经济的游戏规则。由电子科技大学(深圳)高等研究院深思实验室开发的低空三维多物理场莲花引导风洞,作为世界上第一个低空经济风洞设备,意味着中国在低空经济战略新兴产业取得重大技术突破。

 与只能模拟单向气流的传统风洞不同,龙华的指导风洞对低空飞机所面临的复杂环境进行了革命性的创新。它由三组不同方向的风扇矩阵和底部的一组绕流风机组成,首次实现了“X-Y-Z三向速度场“精确控制,风机响应时间缩短至2秒,最高风速可达60米/秒(相当于17级风暴)。更引人注目的是,该风洞还可以集雨雪、冻雨、寒湿、高低温、太阳辐照等气候环境要素于一体,实现城市低空环境的全要素模拟,准确复制城市峡谷风场、热岛效应、风切变、暴流等八大典型低空气候场景。

 城市环境中低空飞机的气流复杂性远远超过传统飞机。传统飞机活动区多为平流层或宽阔区域,流场相对简单,而城市低空飞机需要应对地形、建筑物、植被、温度等因素,特别是高容积率城市、山地城市或沿海城市。大气环流与各种局部环流相互作用,形成极其复杂的低空流场。中国航空学会已将低空飞机复杂的环境效应纳入2024年工程技术问题之一,龙华风洞的建成正好为解决这一问题提供了关键的基础设施。

 引导风洞自2024年9月投入使用以来,为美团、广播电视计量、丰益科技、深圳海关等企事业单位提供小微飞机研发测试服务。公司反馈显示,该设施大大提高了研发效率和测试安全性。深圳多翼创新科技有限公司副总经理唐晓丹表示,过去海洋环境风速检测必须租用1万吨货船出海,耗资100万元,数据无法控制。现在,引导风洞的使用可以随时根据需要创造可控的测试环境,测试周期从几周缩短到72小时,成本降低了80%。

 引导风洞的价值不仅体现在技术层面,更体现在促进行业标准制定的战略意义上。世界上没有统一的低空适航标准,中国、美国和欧洲都处于探索阶段。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的基础研究和科研支持。当世界上没有通用标准时,这是中国抓住制高点的最佳机会。龙华的引导风洞以一套“先发制人”的安全逻辑,从准确界定飞机安全边界的角度为标准制定提供数据支持。目前,深思实验室正在牵头制定《低空复杂环境模拟装置技术规范》、《低空飞机环境适应性测试指南》等标准文件,有望为中国在低空经济国际竞争中获得发言权。

 深思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,实现翼展17米的大中型新型低空飞机和无人机群的研究、验证和检测。这将是世界上第一个飞机训练平台和低空经济标准制定和验证平台,与现有的指导风洞形成低空飞机研究和检测的闭环。

 龙华是世界上第一个低空风洞,不仅是技术突破,也是中国低空经济发展的重要里程碑。通过为低空飞机提供严格的安全测试环境,加快产品研发迭代,降低成本,促进行业标准的建立,最终为低空经济的大规模商业应用奠定了坚实的基础。随着低空经济的持续升温,龙华的“气候考场”将继续引领工业安全高效发展,为中国在全球低空经济竞争中赢得机遇。

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