深圳新聞網(wǎng)2025年9月12日訊 （記者 吳臻）在深圳市龍華區(qū)丹霞路1號，一座引領(lǐng)低空經(jīng)濟(jì)科技前沿的巨型設(shè)施正發(fā)出持續(xù)的低鳴。81臺高功率風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，在直徑18米的環(huán)形實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)精準(zhǔn)"復(fù)現(xiàn)"出8級突風(fēng)、城市峽谷氣流、沿海風(fēng)切變等復(fù)雜氣象。一架四旋翼無人機(jī)在湍流中劇烈抖動(dòng)，其機(jī)翼上的傳感器實(shí)時(shí)傳回跳動(dòng)如心電圖般的載荷數(shù)據(jù)——這不是科幻電影場景，而是電子科技大學(xué)（深圳）高等研究院深思實(shí)驗(yàn)室全球首創(chuàng)的"低空三維多物理場耦合引導(dǎo)風(fēng)洞"中的真實(shí)一幕。

全球首創(chuàng)的低空"氣象考場"

作為全球首個(gè)專門服務(wù)于低空經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置，該引導(dǎo)風(fēng)洞被業(yè)內(nèi)譽(yù)為低空飛行器的"終極考場"。它不僅能模擬水平方向的風(fēng)力，更實(shí)現(xiàn)了X、Y、Z三向速度場的精準(zhǔn)控制，最高風(fēng)速可達(dá)60米/秒，并融合雨雪、冰凍、濕熱、高低溫乃至太陽輻照等多類氣象要素，構(gòu)建出高度逼近真實(shí)世界的低空飛行環(huán)境。

這個(gè)風(fēng)洞的誕生源于低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的核心痛點(diǎn)。中國航空學(xué)會發(fā)布的《2024年度航空領(lǐng)域重大科技問題、重大科技進(jìn)展》明確指出，低空飛行器復(fù)雜環(huán)境效應(yīng)是 當(dāng)前面臨的重大工程技術(shù)難題之一。隨著無人機(jī)配送、空中出租車、應(yīng)急救援等應(yīng)用場景的快速拓展，如何確保飛行器在復(fù)雜城市環(huán)境中的安全性，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

破解低空風(fēng)場復(fù)雜性挑戰(zhàn)

"傳統(tǒng)飛機(jī)多在平流層或開闊空域飛行，氣流相對簡單；而低空飛行器面臨的是建筑物、地形、熱島效應(yīng)與局地環(huán)流交織形成的復(fù)雜風(fēng)場，尤其在高層密集城市、山地和沿海區(qū)域，其風(fēng)環(huán)境極具挑戰(zhàn)性。"深思實(shí)驗(yàn)室副主任郭秋泉表示。

城市低空環(huán)境的風(fēng)場復(fù)雜性遠(yuǎn)超想象。在摩天大樓之間，會形成所謂的"城市峽谷"效應(yīng)，風(fēng)速突然加大并產(chǎn)生劇烈湍流；在沿海區(qū)域，海陸風(fēng)交替會形成難以預(yù)測的風(fēng)切變；夏季城市熱島效應(yīng)會產(chǎn)生上升氣流，而冬季寒冷天氣又可能伴隨結(jié)冰風(fēng)險(xiǎn)。這些因素交織在一起，構(gòu)成了低空飛行器必須面對的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在此之前，國內(nèi)外已有的風(fēng)洞大多僅能產(chǎn)生單一方向的氣流，難以有效模擬低空飛行中實(shí)際遇到的突發(fā)風(fēng)切變、下?lián)舯┝鞯葮O端情況。航空工程師們往往只能依靠自然環(huán)境下試飛來驗(yàn)證飛行器性能，不僅效率低下，還伴隨著極高的安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)創(chuàng)新突破

該風(fēng)洞由三大風(fēng)機(jī)矩陣及底部繞流風(fēng)機(jī)協(xié)同組成，突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)限制，首創(chuàng)"固定—移動(dòng)—頂部"三組風(fēng)機(jī)墻布局，并將系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間壓縮至2秒以內(nèi)，可對4米翼展以下的航空器開展垂直起降、巡航、懸停等多姿態(tài)氣動(dòng)與安全測試。

在風(fēng)機(jī)的葉輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用了彎掠組合正交型翼型扭轉(zhuǎn)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，精準(zhǔn)控制葉片氣動(dòng)造型參數(shù)，使風(fēng)機(jī)綜合性能達(dá)到最優(yōu)。葉輪輪轂采用全壽命周期無故障可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)，引入結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)和固有頻率設(shè)計(jì)控制方法，確保風(fēng)機(jī)全使用周期無故障發(fā)生。

這些技術(shù)創(chuàng)新使得引導(dǎo)風(fēng)洞能夠準(zhǔn)確模擬四大類復(fù)雜風(fēng)場：風(fēng)切變、突風(fēng)/時(shí)變風(fēng)、垂直流（包括熱島風(fēng)場和下?lián)舯┝鳎┮约俺鞘刑厥怙L(fēng)場。工程師們可以在此基礎(chǔ)上疊加雨雪、積冰、凍雨、濕熱、高低溫、太陽輻照等多種環(huán)境因素，真正實(shí)現(xiàn)城市低空環(huán)境全要素模擬。

打造低空經(jīng)濟(jì)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施

加拿大工程院院士、深思實(shí)驗(yàn)室主任楊軍指出："在引導(dǎo)風(fēng)洞問世之前，全球尚無能夠真正模擬低空復(fù)雜環(huán)境、專門用于新型飛行器研發(fā)的公共測試平臺。"

目前，全球已建成的逾千座風(fēng)洞主要集中在航空航天、交通、建筑工程等領(lǐng)域，但面向低空飛行器的測試設(shè)施幾乎為空白。深思實(shí)驗(yàn)室的引導(dǎo)風(fēng)洞填補(bǔ)了這一關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施缺口，為低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了不可或缺的研發(fā)支撐。

該裝置目前已掛牌"低空裝備三維多物理場耦合風(fēng)洞廣東省工程研究中心"，并自2024年9月投入使用以來，為美團(tuán)、廣電計(jì)量、豐翼科技、深圳海關(guān)等多家企業(yè)與機(jī)構(gòu)提供關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證服務(wù)。

賦能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展

在一項(xiàng)模擬海洋風(fēng)場的測試中，深圳市多翼創(chuàng)新科技有限公司副總經(jīng)理唐曉丹感慨："以往這類試驗(yàn)只能'靠天吃飯'，如今可以按需生成可控環(huán)境，極大提升了研發(fā)效率并降低成本和周期。"

對于低空飛行器制造企業(yè)來說，引導(dǎo)風(fēng)洞的價(jià)值不言而喻。過去需要數(shù)月甚至數(shù)年才能完成的環(huán)境適應(yīng)性測試，現(xiàn)在可以在幾天內(nèi)完成；以往只能在真實(shí)環(huán)境中冒險(xiǎn)進(jìn)行的極端工況測試，現(xiàn)在可以在實(shí)驗(yàn)室中安全地重復(fù)進(jìn)行。

這不僅大幅縮短了研發(fā)周期，降低了測試成本，更重要的是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了精準(zhǔn)的優(yōu)化方向。通過分析飛行器在不同風(fēng)場條件下的響應(yīng)數(shù)據(jù)，工程師能夠有針對性地改進(jìn)氣動(dòng)外形、調(diào)整控制算法、強(qiáng)化關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，從而顯著提升產(chǎn)品的可靠性和安全性。

構(gòu)建完整測試驗(yàn)證體系

楊軍院士透露，實(shí)驗(yàn)室正在規(guī)劃建設(shè)一個(gè)規(guī)模更宏大的風(fēng)洞裝置——外艙直徑達(dá)65米，內(nèi)艙直徑45米，可容納翼展17米的大型飛行器甚至無人機(jī)集群測試。"它將與現(xiàn)有引導(dǎo)風(fēng)洞共同構(gòu)成研發(fā)-驗(yàn)證-標(biāo)準(zhǔn)制定一體化的閉環(huán)測試生態(tài)，成為全球領(lǐng)先的低空經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證平臺。"

這個(gè)大型風(fēng)洞裝置將能夠滿足未來城市空中交通（UAM）領(lǐng)域大型電動(dòng)垂直起降飛行器的測試需求，支持無人機(jī)群協(xié)同飛行驗(yàn)證，并為低空飛行器的適航認(rèn)證提供權(quán)威數(shù)據(jù)支撐。

正如萊特兄弟制造飛機(jī)先做風(fēng)洞，低空飛行器的未來發(fā)展，也離不開精準(zhǔn)的環(huán)境模擬與試驗(yàn)支撐。深思實(shí)驗(yàn)室正在不斷積累風(fēng)場數(shù)據(jù)，提升模擬和預(yù)測精度，有望在城市微氣象模擬領(lǐng)域取得突破性成果，為低空交通管理系統(tǒng)的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

展望未來

隨著低空經(jīng)濟(jì)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)范疇，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要性日益凸顯。深圳引導(dǎo)風(fēng)洞的建成投用，不僅為當(dāng)?shù)氐涂战?jīng)濟(jì)企業(yè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，也為全國低空經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施布局提供了示范樣板。

從技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，從標(biāo)準(zhǔn)制定到生態(tài)構(gòu)建，深圳正在以科技創(chuàng)新為引擎，加速布局低空經(jīng)濟(jì)全產(chǎn)業(yè)鏈。這座全球首創(chuàng)的低空三維多物理場耦合引導(dǎo)風(fēng)洞，正悄然構(gòu)筑起中國低空經(jīng)濟(jì)安全飛行的基石，為未來城市空中交通時(shí)代的到來奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在未來低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，類似的測試驗(yàn)證平臺將發(fā)揮越來越重要的作用。它們不僅是產(chǎn)品研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是標(biāo)準(zhǔn)制定、法規(guī)完善、產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育的重要基礎(chǔ)。隨著更多創(chuàng)新資源的集聚和更廣泛應(yīng)用場景的拓展，深圳有望成為全球低空經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高地。