武汉一高校研发低空飞行器风洞试验系统

武汉理工大学低空科学与技术交叉学科中心刚组建一年多,它整合了土木工程、力学、建筑学等多门学科的优势,专门搞低空载具安全研究。2月27日这天,学校的南湖校区里热闹非凡,大家都在给一面24米高、上面布着1300多个小风扇的巨幅“风墙”做最后调试。随着命令一声下,风扇们嗡嗡作响,马上就能模拟出微风拂面到8级大风的各种复杂情况。 这就是咱们在2025年初新成立的低空风环境实验室的两大核心装备之一:另一个则是个回字形的回流式风洞。这两个家伙加一块儿,组成了中南地区最大的低空飞行器风环境测试平台。以后要是谁要拿适航证,就得到这儿来“考一考”。传统风洞虽然能做测试,但造价高、尺寸死,飞行器在里面只能一动不动地摆着拍“CT”。 现在这套系统就不一样了,它是开放式的,可以把无人机放进去自由飞。技术人员指着正在调试的风扇介绍说,这是一种可堆叠的模组结构,每个小风扇都能单独控制。它不光能吹平稳风,还能搞出湍流、下击暴流甚至龙卷风那种恶劣环境。通过动作捕捉系统,我们就能实时看到无人机在不同风况下的姿态和性能。 现场的技术员乐呵呵地说:“以前做实验得看天吃饭,现在自己就能造风了。”他们攻克了多风扇协同控制和高精度算法的难题,解决了风扇之间互相抢风的技术问题。这套设备很灵活,可以根据需要拼装出不同大小的测试空间。不管是微型多旋翼还是大型固定翼无人机,在这里都能找到合适的地方试飞。 风洞试验系统有大段和小段之分:小试验段的最高风速能达到35米/秒(相当于12级台风);大试验段能吹出15米/秒风速的风场。有了这个平台后,企业做飞行测试就不用再往外地跑了,省时省力数据还稳当。徐东升教授透露,已经有不少企业找来了咨询,包括部分无人机头部企业。 武汉理工大学低空科学与技术交叉学科中心把目光从地面交通延伸到了天上。除了风环境平台外,中心还建了国内第二大反动力墙试验装置、风能风灾实验平台等五大实验集群。“未来我们还要攻关复杂风场超分辨率重构和飞行器数字孪生导航这些前沿方向,”徐东升说,“争取让低空经济飞得稳、飞得安全。” 不过话说回来,武汉理工大学南湖校区这栋24米高的实验楼里,“极目新闻”记者亲眼看到的不仅是这些高大上的设备,更感受到了学校搞科研的劲头。就在3月上旬马上就要投入使用的这个实验室里,技术人员们正忙着调试那些高达15米的设备。就像一辆新研发的汽车要去试车场跑跑一样,咱们的无人机、小型飞行器要想拿到适航证也必须到这里来“考一考”。 那些翼展不到8米、高度在3米以下的飞行器要做气动测试正好找对了地方。而对于更大的飞行器来说呢?不管是日常维护还是研发测试,都可以在这35米每秒的大风里接受磨练。“从地面交通到低空交通,”徐东升说,“我们研究的路从脚下延伸到了天上。” 这一切都要归功于武汉理工大学低空科学与技术交叉学科中心成立的2025年初。该中心拥有低空技术与工程交叉学科的硕博士点,吸纳了多个学科的力量。土建学院副院长徐东升教授作为中心主任更是操碎了心:既要管科研又要盯着试验进度。 这次能在2月27日就把设备调得这么好确实不容易。“传统风洞造价高、尺寸固定,”徐东升指着正在启动的风扇阵列说,“飞行器在里面只能静态测试没法真正飞起来。”但现在这套开放式系统就像让飞行器在“真实风雨”中实战演练一样:“就好比一款新研发的汽车要在专业试车场里跑。” 说到这里技术员们笑得更开心了:“以前我们做实验得看老天脸色,”他说,“现在自己就能造风。”不过造风可没那么简单:“多风扇协同控制与高精度算法攻克了风扇之间‘抢风效应’等技术难题,”徐东升补充道,“确保模拟出的风场既复杂又精准。” 现在预约咨询的企业越来越多:“我们已经接到不少企业的预约咨询,”徐东升透露,“包括部分无人机头部企业。”过去企业做飞行测试往往要去外地甚至野外找风,“耗时费力且数据不稳定,”徐东升说,“武汉有了这个平台后,将大大降低研发成本。” 至于为什么这么多无人机都要跑到这里来?那是因为城市楼宇间的突变风环境特别厉害:“飞行器在城市楼宇间穿梭时会遭遇建筑物引发的突变风环境,”徐东升解释道,“若设计不当轻则耗电剧增重则失控坠毁。”风洞与风墙组合恰恰能给飞行器从设计研发到适航取证、再到定期“体检”提供全生命周期安全支撑。 所以对于处在风口上的低空经济产业来说,“这无异于打下一根‘定海神针’。”如今无人机物流、城市空中交通、应急救援等应用场景加速落地的背景下,“这套新系统更像是让飞行器在‘真实风雨’中进行实战演练。” 等到3月上旬正式启用的时候,“这里的巨幅‘风墙’瞬间可模拟出从微风拂面到8级风的各类复杂风场。” 看着那面布满1300多个方格风扇的巨幅“风墙”,“极目新闻”记者在现场真切感受到了科技的力量:“低空风环境实验室拥有两大核心设备:”“一个是呈回字形盘踞、形似加大版火车车厢的回流式风洞;”“另一个是由上千个独立可控风扇单元组成的开放式风墙系统。” 二者共同构成了中南地区规模最大的低空飞行器风环境测试平台:“中南地区最大低空风环境平台今年3月启用。” 作为武汉理工大学低空科学与技术交叉学科中心的重要组成部分:“低空风环境实验室是武汉理工大学低空科学与技术交叉学科中心的重要组成部分。” 该中心成立于2025年初:“该中心成立于2025年初,”拥有低空技术与工程交叉学科硕、博士点:“拥有低空技术与工程交叉学科硕、博士点,”整合了多个优势学科:“整合了土木工程、材料科学与工程、交通运输工程、信息与通信工程、力学、建筑学、城乡规划等多个优势学科。” 除风环境测试平台外:“除风环境测试平台外,”中心还建有国内第二大反动力墙试验装置:“中心还建有国内第二大反动力墙试验装置、风能风灾实验平台、大型双向振动台等五大实验集群,”旨在围绕低空载具安全这一核心:“旨在围绕低空载具安全这一核心,”构建从风环境评估到结构强度测试的全链条研究能力:“构建从风环境评估到结构强度测试的全链条研究能力。” 可以想见的是:“未来团队将持续攻关复杂风场超分辨率重构、飞行器数字孪生导航等前沿方向,”为低空经济飞得稳、飞得安全提供坚实的科技支撑:“为低空经济飞得稳、飞得安全提供坚实的科技支撑。”