低空三维多物理场耦合引导风洞。
81台高功率风机轰鸣中,一架四旋翼无人机在模拟8级突风中剧烈颠簸,机翼载荷传感器传回的数据曲线如同心电图般跳动……这是近日在位于龙华区丹霞路1号的低空三维多物理场耦合引导风洞(以下简称“引导风洞”)测试区的一幕。
引导风洞是电子科技大学(深圳)高等研究院深思实验室全球首创的低空复杂环境模拟装置,也是全球首个面向低空经济这一战略性新兴产业的风洞装置,被称为低空飞行器的“气象考场”。通过人工控制,该装置能高精度复现城市峡谷风场、热岛效应、风切变、下击暴流等城市典型风场及极端气象,为飞行器安全性边界划定提供科学支撑。
与常规风洞不同,引导风洞包含内外舱两大部分,其中外舱直径18米、内舱直径10米。它由3组不同方向的风机矩阵和底部1组绕流风机组成,可支持4米翼展航空器开展垂直起降、巡航、悬停等飞行姿态下的气动特性、飞控性能以及安全性能等研究。
深思实验室副主任郭秋泉介绍,“引导风洞首次实现了‘X-Y-Z三向速度场’精准控制,同时将风机矩阵响应时间缩短至2秒内,风速最高可达60米/秒,可集成雨雪、积冰冻雨、湿热、高低温、太阳辐照等气象环境因素,实现城市低空环境全要素模拟。”此外,项目团队全球首创了“固定-移动-顶部”三组矩阵风机墙布局,成功攻克大功率风机耦合振动难题,率先实现城市峡谷、风切变、下击暴流等复杂低空气象场景的人工可控复现。当前引导风洞研制团队已在复杂风场模拟技术、风机矩阵构建与控制策略技术、高功率密度风机设计与制造技术等方面实现多项突破。
据了解,引导风洞已挂牌低空装备三维多物理场耦合风洞广东省工程研究中心。自2024年9月投用以来,引导风洞已为美团科技有限公司、广电计量检测集团股份有限公司、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。
目前,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,可实现翼展达17米的大中型全尺寸新型低空飞行器以及无人机群的研究、验证、测试。加拿大工程院院士、深思实验室主任杨军介绍:“这将是全球首个飞行器训练平台以及低空经济标准制定与验证平台,与已有的引导风洞共同形成低空飞行器研究测试的闭环。”