據(jù)《湖北日?qǐng)?bào)》《楚天都市報(bào)》及長(zhǎng)江云新聞等多家媒體報(bào)道,中南地區(qū)超大型低空風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室,已在武漢理工大學(xué)基本建成,即將投入使用。
其中,我司承建的武漢理工大學(xué)開放式模塊化風(fēng)洞(風(fēng)墻)設(shè)備,高2米、寬4.5米,由兩個(gè)單獨(dú)模塊組成,支持單模塊運(yùn)行或雙模塊協(xié)同工作。其出口風(fēng)速可達(dá)32m/s,均勻流場(chǎng)內(nèi)風(fēng)速可達(dá)21m/s,能夠靈活模擬均勻風(fēng)、陣風(fēng)、風(fēng)切變等多種風(fēng)環(huán)境,適用于無人機(jī)、無人車、機(jī)器人、飛行汽車、橋梁結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)裝備等領(lǐng)域的氣動(dòng)性能測(cè)試,可使飛行器在“真實(shí)風(fēng)雨”中開展實(shí)戰(zhàn)演練。
以下是報(bào)道的詳細(xì)信息:
2月27日,武漢理工大學(xué)南湖校區(qū)一棟24米高的實(shí)驗(yàn)樓內(nèi),技術(shù)人員正在對(duì)一面布滿1300多個(gè)方格風(fēng)扇的巨幅 “風(fēng)墻” 進(jìn)行驗(yàn)收階段調(diào)試。這面由深圳雷諾供應(yīng)的開放式風(fēng)墻系統(tǒng),隨著指令下達(dá),風(fēng)扇陣列嗡嗡啟動(dòng),瞬間可模擬出從微風(fēng)拂面到8級(jí)風(fēng)的各類復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)。

圖1.技術(shù)人員正在安裝調(diào)試開放式風(fēng)墻系統(tǒng)
這里正是即將于今年3月上旬投入使用的武漢理工大學(xué)低空風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室。極目新聞?dòng)浾咴诂F(xiàn)場(chǎng)看到,該實(shí)驗(yàn)室擁有兩大關(guān)鍵設(shè)備:一個(gè)是呈回字形盤踞、形似加大版火車車廂的回流式風(fēng)洞;另一個(gè)是由上千個(gè)單獨(dú)可控風(fēng)扇單元組成的開放式風(fēng)墻系統(tǒng)。二者共同構(gòu)成中南地區(qū)規(guī)模超大的低空飛行器風(fēng)環(huán)境測(cè)試平臺(tái)。
這一平臺(tái)的投用,對(duì)正處風(fēng)口上的低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)而言,無異于打下一根“定海神針”。近年來,無人機(jī)物流、城市空中交通、應(yīng)急救援等應(yīng)用場(chǎng)景加速落地,但飛行器在城市樓宇間穿梭時(shí),會(huì)遭遇建筑物引發(fā)的突變風(fēng)環(huán)境,若設(shè)計(jì)不當(dāng),輕則耗電劇增,重則失控墜毀。風(fēng)洞與風(fēng)墻組合,恰恰能為飛行器從設(shè)計(jì)研發(fā)到適航取證、再到定期“體檢”提供全生命周期安全支撐。

圖2.風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)全景照片
“傳統(tǒng)風(fēng)洞造價(jià)高、尺寸固定,飛行器在里面只能靜態(tài)測(cè)試,沒法真正飛起來。”武漢理工大學(xué)低空科學(xué)與技術(shù)交叉學(xué)科中心主任、土建學(xué)院副院長(zhǎng)徐東升教授指著正在調(diào)試的風(fēng)墻介紹,這套開放式系統(tǒng)由可堆疊模組構(gòu)成,每個(gè)網(wǎng)格風(fēng)扇單元均可單獨(dú)控制,不僅能生成平穩(wěn)風(fēng)場(chǎng),還能模擬城市樓宇間復(fù)雜的湍流、下?lián)舯┝魃踔笼埦盹L(fēng),“無人機(jī)可以在里面自由飛行,我們通過動(dòng)作捕捉系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀測(cè)它在不同風(fēng)況下的姿態(tài)和性能!
如果說傳統(tǒng)風(fēng)洞是為飛行器拍“CT”,那這套新系統(tǒng)更像是讓飛行器在“真實(shí)風(fēng)雨”中進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練。徐東升打了個(gè)比方:“就好比一款新研發(fā)的汽車要在專業(yè)試車場(chǎng)里跑,我們的無人機(jī)、小型飛行器要拿到適航證,必須先到低空風(fēng)環(huán)境平臺(tái)來‘考一考’!

圖3.小型風(fēng)墻系統(tǒng)正在進(jìn)行測(cè)試
據(jù)介紹,風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)分為大小兩個(gè)試驗(yàn)段:小試驗(yàn)段風(fēng)速可高達(dá)35米/秒(相當(dāng)于12級(jí)臺(tái)風(fēng));大試驗(yàn)段可吹出15米/秒風(fēng)速,可滿足翼展8米以下、高度在3米以下的飛行器氣動(dòng)測(cè)試需求。而風(fēng)墻模塊化設(shè)計(jì)則具備更高靈活性——可拼裝出不同尺寸的測(cè)試空間,適應(yīng)從微型多旋翼到大型固定翼無人機(jī)的多樣化需求。“以前我們做實(shí)驗(yàn)得看老天臉色,現(xiàn)在自己就能造風(fēng)!爆F(xiàn)場(chǎng)一位技術(shù)人員笑言。更關(guān)鍵的是,多風(fēng)扇協(xié)同控制與高精度算法攻克了風(fēng)扇之間“搶風(fēng)效應(yīng)”等技術(shù)難題,確保模擬的風(fēng)場(chǎng)兼具復(fù)雜性與高精度。

圖4.開放式風(fēng)墻系統(tǒng)
“我們已經(jīng)接到不少企業(yè)的預(yù)約咨詢,包括部分無人機(jī)頭部企業(yè)!毙鞏|升透露,過去企業(yè)做飛行測(cè)試往往要去外地甚至野外找風(fēng),耗時(shí)費(fèi)力且數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,武漢有了這個(gè)平臺(tái)后,將大幅降低研發(fā)成本,吸引更多低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈資源向湖北集聚。

圖5.大型靜動(dòng)力測(cè)試反力試驗(yàn)裝置
據(jù)了解,低空風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室是武漢理工大學(xué)低空科學(xué)與技術(shù)交叉學(xué)科中心的重要組成部分。該中心成立于2025年初,擁有低空技術(shù)與工程交叉學(xué)科碩、博士點(diǎn),整合了土木工程、材料科學(xué)與工程、交通運(yùn)輸工程、信息與通信工程、力學(xué)、建筑學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃等多個(gè)優(yōu)勢(shì)學(xué)科。除風(fēng)環(huán)境測(cè)試平臺(tái)外,中心還建有國(guó)內(nèi)第二大反動(dòng)力墻試驗(yàn)裝置、風(fēng)能風(fēng)災(zāi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、大型雙向振動(dòng)臺(tái)等五大實(shí)驗(yàn)集群,旨在聚焦低空載具安全這一關(guān)鍵目標(biāo),構(gòu)建覆蓋風(fēng)環(huán)境評(píng)估至結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試的全鏈條研究能力。

圖6.武漢理工大學(xué)低空科學(xué)與技術(shù)交叉學(xué)科中心
“從地面交通到低空交通,我們研究的路從腳下延伸到了天上!毙鞏|升說,未來團(tuán)隊(duì)將持續(xù)攻關(guān)復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)超分辨率重構(gòu)、飛行器數(shù)字孿生導(dǎo)航等前沿方向,為低空經(jīng)濟(jì)飛得穩(wěn)、飛得安全提供堅(jiān)實(shí)的科技支撐。
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