以模拟装置筑牢根基 赋能低空经济高质量发展

随着低空经济被纳入国家战略性新兴产业，无人机物流、电动垂直起降飞行器、低空应急救援等新业态加速涌现，推动低空经济成为新质生产力的重要引擎。然而，1000米以下的低空空域环境极为复杂，城市峡谷乱流、突发阵风、下击暴流、电磁干扰等多重因素叠加，给低空装备的安全运行带来严峻挑战。作为深耕低空环境模拟领域的科研工作者，我们团队研发的低空复杂环境模拟试验装置，正是为破解这一核心瓶颈而生，为低空装备研发提供“可控、可复现、全要素”的测试验证平台，筑牢低空经济发展的技术根基。

低空经济的高质量发展，核心前提是安全边界的精准界定。传统低空装备测试依赖户外试飞，不仅受天气、地形等自然条件限制，无法覆盖极端场景，还存在测试周期长、成本高、风险大等问题。例如，要验证无人机在8级突风下的飞行稳定性，过去只能“追着风跑”，且难以精准控制风速、风向等参数，测试数据的科学性和可比性大打折扣。而我们研发的低空复杂环境模拟试验装置，通过人工控制精准复现低空复杂环境，打造了低空飞行器的“气象考场”，让各类低空装备在正式投入市场前，就能完成全场景、极限化的性能测试。

从技术体系来看，该装置的核心竞争力源于多维度技术的协同创新，主要涵盖以下五大技术方向：

一、复杂风场精准模拟技术：破解低空气流多变难题

低空飞行的最大挑战来自复杂多变的风场，城市峡谷风、热岛效应风、风切变、下击暴流等特殊风场对飞行器气动特性影响极大。我们突破传统风洞单一方向气流模拟的局限，创新采用“固定—移动—顶部”三组矩阵风机墙布局，搭配底部绕流风机，构建了X—Y—Z三向速度场精准控制系统。通过81台高功率风机的协同驱动，实现了风速3米/秒至60米/秒的宽范围调节，风机矩阵响应时间缩短至2秒内，可精准复现从微风到12级强风的各类风场形态。同时，结合流体力学仿真与真实空域风场数据校准，建立了复杂风场模拟算法，首次实现了城市特殊风场、时变风、垂直流等四大类复杂风场的人工可控复现，为飞行器气动特性、飞控性能测试提供了核心支撑。

二、多气象因素耦合模拟技术：还原全要素低空环境

真实低空环境中，风、雨、雪、雾、高低温、湿热、盐雾等气象因素往往叠加作用，对低空装备的可靠性构成综合考验。我们在风场模拟基础上，集成了多气象因素模拟模块，实现了温度-40℃至60℃、湿度10%至95%的宽范围调节，可精准模拟雨雪、积冰冻雨、沙尘、太阳辐照等极端气象条件。通过多场耦合控制算法，解决了不同气象因素之间的相互干扰问题，实现了“大风+暴雨”“低温+暴雪”“湿热+盐雾”等复合气象场景的协同模拟。例如，在沿海地区低空作业的无人机，可在装置内完成强风与盐雾叠加环境下的耐腐蚀性能测试，全面验证装备在复杂气象条件下的适应能力。

三、电磁干扰与地形适配模拟技术：适配复杂应用场景

城市低空存在大量高压电网、通信基站等电磁辐射源，山区、峡谷等地形则会形成遮挡与绕流效应，这些都是低空装备必须应对的复杂环境要素。我们针对性研发了电磁干扰模拟模块，覆盖0.1GHz至6GHz核心频段，可精准模拟基站通信信号、高压线路电磁辐射等典型干扰源，测试低空装备的导航与通信抗干扰能力。在地形模拟方面，通过可调节挡板与高精度三维地形模型，结合数字孪生技术，1:1复刻城市楼宇、山区峡谷、海上平台等典型作业场景，实现了地形遮挡、狭管效应等复杂地形环境的物理模拟，为不同应用场景的低空装备提供定制化测试服务。

四、智能控制与数字孪生联动技术：提升测试效率与精度

装置的高效运行依赖于精准的智能控制与数据闭环。我们研发了基于AI的智能控制中枢，通过多模态数据融合算法，实现对风场、气象、电磁、地形等模拟模块的协同控制，模拟参数误差控制在±2%以内。同时，构建了数字孪生联动系统，将物理测试装置与虚拟仿真场景实时联动，实现“虚拟预演—实体测试—数据反馈—参数优化”的全流程闭环。研发人员可在虚拟场景中预设测试方案，通过数字孪生系统优化参数后下发至物理装置，测试过程中实时采集环境数据与装备性能数据，自动生成分析报告，大幅缩短了测试周期。例如，某物流无人机企业借助该系统，将楼宇间复杂气流适应性测试周期从3个月压缩至2周，试错成本降低75%。

五、高可靠性风机与结构设计技术：保障装置稳定运行

风机是风场模拟的核心硬件，其性能与可靠性直接决定模拟精度。我们采用弯掠组合正交型翼型扭转叶片优化设计方法，精准控制叶片气动造型参数，提升风机综合性能；在叶轮轮毂设计中引入全寿命周期无故障可靠性理念，结合结构刚度与固有频率控制技术，解决了大功率风机耦合振动难题，确保装置长期稳定运行。目前，装置已实现连续无故障运行超3000小时，成功为美团科技、丰翼科技等企业提供了小微型飞行器研发测试服务，验证了技术的成熟性与可靠性。

作为全球首个面向低空经济的专业风洞装置，我们的低空复杂环境模拟试验装置已挂牌广东省工程研究中心，填补了全球低空真实复杂环境模拟技术的空白。当前，我们正推进外舱直径65米、内舱直径45米的大型装置建设，未来可实现翼展17米的大中型低空飞行器及无人机群的全尺寸测试，与现有装置形成低空飞行器研究测试闭环。

低空经济的发展离不开核心基础设施的支撑，低空复杂环境模拟试验装置正是连接技术创新与产业落地的关键纽带。未来，我们将持续深化多技术融合创新，提升城市微气象模拟精度，推动装置向智能化、共享化、集群化升级，构建区域性共享测试平台，对接行业认证体系，为低空装备研发、标准制定提供核心支撑，助力中国低空经济高质量发展。

由Delta德尔塔仪器联合电子科技大学（深圳）高等研究院——深思实验室团队、工信部电子五所赛宝低空通航实验室研发制造的无人机抗风试验风墙\可移动风场模拟装置\风墙装置，正成为解决无人机行业抗风性能测试难题的突破性技术。

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