车载实验通关!解读全倾转旋翼硬核测试
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作者:华羽先翔
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发布时间: 1天前
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近日,鸿鹄eVTOL 全倾转旋翼车载实验顺利收官!
近日,鸿鹄eVTOL 全倾转旋翼车载实验顺利收官!我们攻克多学科耦合技术难题,在可控风场下复刻起降-倾转-巡航全过渡工况,获取了关键气动、声学与飞控响应数据。这次实测弥补了CFD与风洞的盲点,不仅获得关键气动数据,更为飞控优化、结构验证与适航认证提供了强有力的数据支撑。今天就让我们来一探“硬核”车载倾转实验的奥秘吧。
全倾转旋翼技术是业界公认最具长期竞争力、应用效果最优,同时也是门槛最高、技术最为复杂的技术方案。鸿鹄eVTOL 采用全倾转旋翼构型和三翼面六旋翼气动布局设计,结合独有的滑流舵面设计,有卓越的飞行性能、安全性能和噪音表现。
然而,该技术路线面临复杂的控制学、空气动力学、飞行力学、结构力学等多学科耦合的技术挑战。其中,对飞机倾转过渡过程进行高精度物理建模是核心难点,亟需全面、高精度的气动数据支持。
对于获取倾转旋翼在过渡过程中的高精度气动数据这一挑战,一般来说有CFD(计算流体力学,Computational Fluid Dynamics)方法和风洞试验方法。但是,在面对这一复杂过程时,两种方法都存在明显的不足。
旋翼的倾转过渡过程,在空气动力学方面是一个复杂的非定常过程,流场中存在显著的气流分离、旋转区域,存在多个活动部件和旋转轴。因此即使采用消耗巨大的高精度非定常CFD仿真,也难以保证结果的正确性。在高精度CFD仿真的基础上加入结构、控制等多学科耦合元素,则会进一步推高成本和时间开销。如果采用风洞试验的方法,又会面临相似性准则难以满足、试验装置不匹配等一系列问题。

相比之下,采用车载实验方式,直接采用与飞机真实部件,在接近试飞的条件下进行实验,是最直接、高效、高精度且更具成本效益的获取数据的方式。车载实验获得的实测数据,与仿真数据、风洞试验数据相互验证、相互补充。
通过此次车载实验成功验证了鸿鹄 eVTOL 的电动力系统在复杂过渡工况下的可靠性与安全性,为后续的研发以及适航认证过程奠定了坚实基础。
1、破解旋翼倾转过渡过程中的
气动与结构动力学耦合问题
倾转旋翼在过渡过程中,旋翼需要从垂直状态逐步倾转到水平状态,这一过程中会产生复杂的气动干扰和结构动力学耦合效应。车载实验通过模拟不同速度和角度下的气流环境,能够精确还原旋翼在不同工况下的气动载荷,验证倾转机构在复杂载荷下的结构完整性,优化旋翼与机身的气动匹配度。

通过CFD方法仿真倾转过渡过程中的复杂非定常流动时,会面临难以判断结果是否准确的问题。而风洞试验过程中,往往无法同时保证所有与相似准则相关的无量纲量与真实飞行一致,且受制于试验场的尺寸、设施。车载试验能够非常真实地复现旋翼、小翼等气动部件在倾转过渡过程中的流动。因此,车载实验数据是验证CFD仿真结果的最有力数据。
在车载试验数据的帮助下,研发团队能够更加准确地定位CFD仿真结果的误差来源,迅速迭代仿真思路,加快仿真速度。试验过程中收集的声场信息,被用于旋翼降噪优化,进一步提升了旋翼的噪音表现。
过渡飞行是倾转旋翼 eVTOL 最复杂的阶段,旋翼等相关部件需要在垂直方向和水平方向之间进行过渡,这个阶段具有很强的非线性气动特性。车载实验为飞控系统的优化提供了关键数据支撑。
车载实验中,研发团队获取了不同工况下的数据,验证飞控算法在复杂过渡过程中的响应特性,为控制系统的参数优化提供真实数据基础。通过这些指标将加速迭代飞控系统设计,大幅缩短研发周期,提升鸿鹄eVTOL的飞行品质和安全性。

适航认证是 eVTOL 商业化的关键门槛,此次车载实验,提供完整的气动性能验证数据,验证关键系统在极端工况下的可靠性,为适航审查提供详实的技术支撑。
值得关注的是,2025 年 9 月9 日,中国民航局正式受理了华羽先翔鸿鹄 eVTOL 整机及核心子系统型号合格证(TC) 申请,车载实验提供的关键验证数据将为适航认证全面提速。
车载实验为动力系统的优化提供了全方位的数据支撑,通过精确测试电机在不同工况下的功率特性和效率,验证电池管理系统在复杂飞行状态下的性能,优化动力系统的热管理和可靠性设计。

本次车载实验不仅是对设计的一次全面验证,也是实验数据与仿真模型互校互促的重要节点。下一步,我们将基于这些高可信度数据继续完善仿真模型、优化设计细节、推进试飞验证与适航取证,稳步推进鸿鹄 eVTOL向商业化落地迈进。
