“無安全，不低空”：無人機(jī)抗風(fēng)性能測試裝置保障其安全認(rèn)證

風(fēng)墻\風(fēng)矩陣開發(fā)背景：

2024年被稱為中國低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年，國家發(fā)改委提出“無安全、不低空"原則，要求低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)研發(fā)、適航認(rèn)證、運(yùn)營管理各環(huán)節(jié)優(yōu)先保障安全。目前無人機(jī)及其他低空飛行器技術(shù)已深度融入軍事、民用與工業(yè)領(lǐng)域，但其安全性與環(huán)境適應(yīng)性仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，尤其是復(fù)雜風(fēng)場條件下的抗風(fēng)性能成為制約其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。隨著低空經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無人機(jī)在物流配送、農(nóng)業(yè)植保、災(zāi)害救援等場景的需求激增，而自然環(huán)境中突發(fā)的風(fēng)切變、湍流等氣象現(xiàn)象極易導(dǎo)致無人機(jī)失控或墜毀。為應(yīng)對這一技術(shù)瓶頸，可移動風(fēng)場模擬裝置的研發(fā)成為行業(yè)焦點(diǎn)。

1、安全風(fēng)險：強(qiáng)風(fēng)是低空飛行的首要威脅

事故關(guān)聯(lián)性：約23%的無人機(jī)事故由強(qiáng)風(fēng)干擾直接引發(fā)，強(qiáng)風(fēng)可導(dǎo)致姿態(tài)失控、動力失效或結(jié)構(gòu)斷裂，尤其在懸停、起降階段風(fēng)險最高。

失效模式典型表現(xiàn)：

姿態(tài)失控：強(qiáng)風(fēng)擾動超出飛控修正能力，引發(fā)劇烈晃動甚至墜毀（如測試中12m/s風(fēng)速需手動干預(yù)）；

動力飽和：電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)極限仍無法抵抗風(fēng)力，導(dǎo)致位置漂移；

結(jié)構(gòu)損傷：持續(xù)強(qiáng)風(fēng)可能引發(fā)機(jī)臂疲勞斷裂。

2、中國已建立完整的抗風(fēng)測試標(biāo)準(zhǔn)體系，成為行業(yè)準(zhǔn)入門檻：

GB/T 38930-2020：明確分級要求（如Ⅲ級無人機(jī)需承受6級風(fēng)/10.8-13.8m/s）及三種風(fēng)型測試（持續(xù)風(fēng)、陣風(fēng)、切向風(fēng)）。

GB 42590-2023：規(guī)定抗風(fēng)飛行性能試驗為安全認(rèn)證必選項。

監(jiān)管執(zhí)行：中國minhang局CCAR-92部要求Ⅲ類無人機(jī)（4kg-15kg）必須通過10m/s側(cè)風(fēng)測試并提供連續(xù)30分鐘風(fēng)洞視頻記錄。

由Delta德爾塔儀器聯(lián)合電子科技大學(xué)（深圳）高等研究院——深思實驗室團(tuán)隊、工信部電子五所賽寶低空通航實驗室研發(fā)制造的可移動風(fēng)場模擬裝置\風(fēng)墻裝置，正成為解決無人機(jī)行業(yè)抗風(fēng)性能測試難題的突破性技術(shù)，也由此打破了加拿大加蒂諾公司設(shè)計生產(chǎn)的Wind-Tunnel-Datasheet抗風(fēng)試驗裝置的技術(shù)壟斷。

可移動風(fēng)場模擬裝置的技術(shù)先進(jìn)性：

1、突破性創(chuàng)新設(shè)計（相較于傳統(tǒng)風(fēng)洞）：

核心創(chuàng)新在于可移動式設(shè)計，突破了傳統(tǒng)風(fēng)洞設(shè)備固定式結(jié)構(gòu)的限制。這使得風(fēng)場模擬不再局限于特定實驗室環(huán)境，極大地提升了設(shè)備的靈活性和適用場景。

2、高靈活性與便捷性：

配備專業(yè)鎖定機(jī)構(gòu)和角度調(diào)節(jié)裝置，能快速調(diào)整設(shè)備位置和出風(fēng)角度，滿足不同實驗地點(diǎn)和環(huán)境的要求。這大大提升了測試效率和適應(yīng)復(fù)雜實驗需求的能力。

3、智能風(fēng)場生成能力：

系統(tǒng)內(nèi)置多種標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)場模式，簡化基礎(chǔ)測試流程。

支持用戶自定義風(fēng)場參數(shù)，具備高度的定制化能力，可生成滿足特定研究需求的復(fù)雜風(fēng)場條件（如陣風(fēng)、湍流、變風(fēng)向風(fēng)速等）。

4、高效便捷的操作系統(tǒng)：

通過直觀的上位機(jī)軟件界面或CSV數(shù)據(jù)表格即可完成風(fēng)場設(shè)置與控制，極大簡化了復(fù)雜風(fēng)場的配置過程，提高了實驗的便捷性和效率。

5、應(yīng)用廣泛性：

其先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計使其廣泛應(yīng)用于航空航天、流體力學(xué)、空氣動力學(xué)等多個對風(fēng)場環(huán)境要求高的核心研究領(lǐng)域，成為理想的實驗平臺。

特別解決了無人機(jī)行業(yè)抗風(fēng)性能測試的難題，為其發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。

一、適用范圍：

本裝置適用于民用輕小型旋翼類無人機(jī)（起飛重量在 0.25 kg～150 kg之間）系統(tǒng)抗風(fēng)性能試驗，可模擬不同的風(fēng)速狀態(tài)、不同風(fēng)速陣列下的動態(tài)流體風(fēng)場，以研究在不同的復(fù)雜風(fēng)速、湍流度條件下的飛行器的飛行狀態(tài)。

二、滿足標(biāo)準(zhǔn)：

1、GB 42590-2023《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》；

2、GB/T38930-2020《民用輕小型無人機(jī)系統(tǒng)抗風(fēng)性要求及試驗方法》；

3、GB/T 38058-2019《民用多旋翼無人機(jī)系統(tǒng)試驗方法》。

圖：可移動風(fēng)場模擬裝置

三、主要技術(shù)參數(shù)：

可移動風(fēng)場模擬裝置的研發(fā)目的和核心意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面，每個方面均通過技術(shù)創(chuàng)新解決了傳統(tǒng)風(fēng)洞的局限性：

1. 突破空間與場景限制

傳統(tǒng)大型風(fēng)洞無法在野外（如沙漠、海岸、城市街區(qū)）開展原位測試，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。可移動裝置通過模塊化風(fēng)機(jī)陣列、輕量化結(jié)構(gòu)（如碳纖維支架）及萬向輪/車載設(shè)計，實現(xiàn)快速部署與現(xiàn)場組裝，直接復(fù)現(xiàn)真實環(huán)境風(fēng)場（如風(fēng)沙遷移、城市紊流）。

2. 提升測試真實性與精度

通過單個獨(dú)立控制的風(fēng)機(jī)矩陣陣列（如三面90°可調(diào)風(fēng)墻、多風(fēng)扇協(xié)同），精準(zhǔn)模擬三維動態(tài)風(fēng)場（0–12級風(fēng)力、垂直風(fēng)切變、突發(fā)陣風(fēng)），誤差控制在±0.5m/s以內(nèi)。結(jié)合高精度傳感器（如熱線探頭、超聲波儀）實時反饋，顯著提升數(shù)據(jù)可靠性，尤其適用于無人機(jī)抗風(fēng)性、建筑風(fēng)壓測試。

3. 降低測試成本與門檻

固定風(fēng)洞造價高達(dá)千萬元級，而可移動裝置采用模塊化設(shè)計，降低45%以上成本。其快速部署（4小時內(nèi)完成）和即插即用特性，大幅減少樣本運(yùn)輸、場地租賃及審批時間（傳統(tǒng)流程需72小時），縮短研發(fā)周期60%。

4. 拓展跨領(lǐng)域應(yīng)用場景

無人機(jī)測試：模擬復(fù)雜風(fēng)場，事故率降低23%；

風(fēng)電開發(fā)：評估風(fēng)機(jī)布局（行列式/錯列式）對發(fā)電效率的影響；

災(zāi)害防控：現(xiàn)場模擬沙丘遷移規(guī)律，指導(dǎo)戈壁沙害防治；

建筑工程：車載平臺實時測量城市建筑群風(fēng)壓分布。

5. 推動科研與產(chǎn)業(yè)升級

在實驗室可以合成想要的風(fēng)，支持無人機(jī)適航認(rèn)證測試、風(fēng)機(jī)抗疲勞設(shè)計等提供標(biāo)準(zhǔn)化測試基準(zhǔn)，加速低空經(jīng)濟(jì)、綠色能源領(lǐng)域的技術(shù)迭代。

可移動風(fēng)場模擬裝置的核心價值在于：以移動性突破實驗室局限，以動態(tài)調(diào)控逼近真實環(huán)境，以模塊化壓縮成本，最終服務(wù)于航空航天、農(nóng)業(yè)植保、風(fēng)能開發(fā)等領(lǐng)域的精準(zhǔn)化需求。

未來發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)

可移動風(fēng)場模擬裝置與無人機(jī)運(yùn)用的協(xié)同發(fā)展正步入一個全新的階段，技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用需求的雙輪驅(qū)動正在重塑這兩大領(lǐng)域的未來圖景。隨著無人機(jī)應(yīng)用場景的持續(xù)擴(kuò)展和低空經(jīng)濟(jì)概念的興起，對風(fēng)場模擬技術(shù)的要求也日益提高；與此同時，材料科學(xué)、控制理論、人工智能等領(lǐng)域的突破也為風(fēng)場模擬裝置的發(fā)展提供了全新可能。面向未來，這兩項技術(shù)將在更廣度和更深度的層面上實現(xiàn)融合創(chuàng)新，同時也面臨一系列需要克服的挑戰(zhàn)。把握這些發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)，對于相關(guān)行業(yè)的前瞻布局和科學(xué)發(fā)展具有重要意義。