南京航空航天大学打破技术垄断

国家自然科学基金委员会资助了一个重大科研项目,南航航空学院的邹奇彤博士把论文撰写了出来,黄锐教授和胡海岩院士共同指导了这一工作,南京航空航天大学还是这一研究的第一完成单位。由于一直被国外公司封锁禁售,国产飞行器气动弹性设计软件曾经没有掌握在自己手里。南航团队下大力气搞自主研发,终于打破了技术垄断。研究人员把先进飞翼布局的结构特征与飞行姿态运动耦合的复杂关系搞清楚了,还把仅含四个自由度的刚-弹耦合动力学模型建立了起来。这一模型如同“解码器”,揭示了短周期模态、沉浮模态和机体弯曲扭转模态之间复杂的耦合机理与能量传递路径。《突破刚性-弹性耦合飞行器的颤振屏障》一文发表在《ASME Applied Mechanics Reviews》上,这是近二十年来我国学者在该顶级期刊上的唯一论文。 理论上的突破给工程应用提供了依据。团队自主研发出了国内第一套拥有完全自主知识产权的刚-弹耦合飞行力学建模软件。研究人员把这套软件用在一款大柔性无人机上进行飞行试验。在超临界飞行条件的极高风险挑战下,团队成功突破了颤振屏障,把安全飞行的临界速度提升了62.5%。 航空器在气流中因气动弹性耦合产生剧烈自激振动,这种现象被视为设计中的“噩梦”。先进飞翼布局的飞行器因为大展弦比和高柔性特征,其结构与飞行姿态运动的耦合更为复杂。传统方法已经很难应对这种难题,成为制约性能提升的“瓶颈”。为了解决这一世界性难题,南航团队坚持了十年之久。 他们没有在旧理论的基础上修修补补,而是进行了思维革新。 飞行力学和气动弹性的建模方法被创新性地融合在一起,从算法内核到软件架构进行全链条自主研发。 没有自主可控的工具,核心技术突破就无从谈起。 结果表明,62.5%的提升是实实在在的数据, 证明了理论模型和软件工具的可靠性。 把技术成果应用于一款展弦比超过10的大柔性无人机进行验证, 这一实验以“世界纪录”的形式,标志着我国在该技术方向上实现了领跑。 国家自然科学基金委员会的优秀青年科学基金和青年基金等项目给了有力支持。 这项工作贯通了基础研究、技术开发与工程验证的完整链条。 它提升了我国在飞行器气动弹性力学领域的话语权和竞争力,为保障产业链供应链安全自主可控贡献了力量。