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风洞中的校企协同:低空装备降噪突围记
更新时间:2025-12-17 点击次数:27

“陈教授,这款新型物流无人机在居民区试飞时,噪声超过65分贝,被投诉了三次!我们测了无数次,就是找不到噪声源在哪。"某物流科技公司研发负责人李总带着无人机模型,急匆匆走进高校航空航天学院的声学风洞实验室。实验室里,陈教授正带着研究生小张调试设备,听到这话,他指了指风洞观测窗内的声学阵列:“别急,这台低噪声风洞能同时测气动性能和噪声分布,让气流‘说出’噪声从哪来。"

低空装备进入城市场景的“最hou一公里",往往卡在“噪声合规"上——物流无人机扰民、eVTOL起降噪声超标,这些问题靠户外试飞难以定位根源。而高校的专业风洞,正成为企业破解这类难题的“技术驿站",校企双方的每一次对话与测试,都在推动低空装备从“能飞"向“友好飞"跨越。

噪声溯源:风洞让“隐形噪声源"显形

李总把无人机模型固定在风洞试验段的气动天平上,小张启动设备前反复确认:“李总,试飞时的巡航速度是50km/h,我们就按这个风速测,同时开启32通道声学阵列。"随着风洞风扇缓缓加速,实验室里只剩下气流的均匀声响——这是低噪声风洞的核心优势,背景噪声低于40分贝,能精准捕捉装备自身的噪声信号。

测试数据实时呈现在屏幕上,红色噪声热点区域集中在旋翼尖部和机身尾部。“您看,旋翼尖部的噪声峰值达到68分贝,是主要声源;机身尾部的气流分离形成涡流噪声,峰值62分贝。"陈教授用激光笔指着热力图,“户外试飞时环境噪声复杂,根本分不清这两类噪声,风洞的消声环境能把它们精准拆分。"

“那旋翼噪声是怎么来的?我们用的是标准桨叶啊。"李总皱起眉。小张调出旋翼的动态气流图:“低空无人机转速高(每分钟3000转以上),桨尖线速度接近声速,会产生‘桨尖马赫波噪声’;而且你们的桨叶和机身间距太近,下洗气流撞击机身又会产生二次噪声。"

陈教授补充道:“我们之前做过旋翼降噪研究,把桨尖做成‘锯齿状’能打破马赫波的连续性,噪声能降5-8分贝。现在就有现成的3D打印桨叶模型,咱们换上去再测。"半小时后,锯齿桨叶测试完成,屏幕显示旋翼噪声峰值降至61分贝,总噪声降至60分贝以下。李总激动地拍桌:“就是这个效果!风洞真把‘隐形的噪声源’揪出来了!"

协同优化:风洞中的“性能与噪声平衡术"

噪声问题初解,新的矛盾又出现了。“锯齿桨叶虽然降噪了,但升阻比下降了7%,续航从120公里跌到111公里,达不到客户要求。"企业研发工程师小王盯着气动数据,语气焦急,“总不能为了降噪牺牲续航吧?"

陈教授拉着众人围到控制台,调出多目标优化软件:“低空装备的核心是‘性能与噪声平衡’,风洞能同时测这两项数据,咱们来调参数。"他让小张调整锯齿桨叶的齿距:“把齿距从5mm增至8mm,同时把桨叶扭转角从12°调至15°,既能保持降噪效果,又能提升升力。"

测试过程中,李总提出疑问:“机身尾部的涡流噪声怎么解决?总不能也改结构吧?"陈教授指向风洞壁上的导流装置:“试试在机身尾部加装‘流线型导流板’,我们测过,能减少80%的气流分离。而且导流板重量只有20克,对续航影响微乎其微。"

经过5轮风洞测试,最终方案确定:8mm齿距锯齿桨叶+15°扭转角+流线型导流板。测试数据显示:噪声峰值59分贝,升阻比恢复至原设计的98%,续航118公里,完q满足合规要求。小王感慨道:“以前我们要么只盯性能要么只盯噪声,风洞让我们学会了‘平衡术’,这就是校企合作的价值!"

标准制定:风洞为低空噪声立“标尺"

问题解决后,陈教授拿出一份《低空装备气动噪声测试规范(草案)》:“现在很多企业都遇到噪声问题,但没有统一的测试标准——有的在户外测,有的在简易风洞测,数据根本没法对比。我们想用这台风洞的数据,联合你们企业制定行业标准。"

李总接过草案,翻到测试参数部分:“这个‘1.5倍机身长度的测试距离’很合理,刚好对应居民区的安全观测距离。但不同类型的低空装备,比如无人机和eVTOL,噪声标准是不是要区分?"

小张补充道:“我们已经测了20多款不同类型的低空装备,建立了噪声数据库。比如eVTOL因为载重更大,噪声基线可以放宽到70分贝,无人机则要控制在65分贝以内。"三人围着草案讨论,最终确定了“按载重分级、按场景定标"的标准框架。

两个月后,该标准通过行业协会审核发布。李总在标准发布会现场说:“没有风洞的精准测试数据,标准就是空中楼阁。这台风洞不仅帮我们解决了问题,还为全行业立了‘噪声标尺’,让低空装备进入城市更有底气。"

长效合作:风洞成为“技术转化枢纽"

半年后,李总带着新一代eVTOL模型再次来到实验室,这次是来启动长期合作项目。“这款载人装备要进机场周边区域,噪声要求更严,还要兼顾抗侧风性能,我们想共建‘低空装备气动-噪声联合实验室’。"

陈教授带着众人参观新升级的风洞系统:“我们刚加装了‘动态噪声-气动耦合测试模块’,能模拟eVTOL起降时的姿态变化,同时测噪声和升力。比如悬停转巡航的过渡阶段,噪声会不会突然升高,风洞能精准捕捉。"

小张演示了联合开发的“数字孪生风洞":“这是我们用实测数据训练的模型,企业在厂区就能远程提交测试需求,24小时内出初步分析报告。比如你们刚提交的eVTOL参数,模型预判桨叶噪声会是主要问题,建议优先测试锯齿桨叶方案。"

李总看着屏幕上的数字模型,感慨道:“以前企业研发是‘闭门造车’,遇到难题才找高校;现在风洞成了‘技术转化枢纽’,从前期设计到后期验证,校企全程协同,研发效率至少提升一倍。"

结语:风洞,低空装备城市适配的“破局者"

低空装备要融入城市生活,不仅要突破“能不能飞"的技术瓶颈,更要解决“能不能友好飞"的场景难题——噪声、抗扰、合规,这些问题的核心答案,都藏在风洞的气流里。而高校风洞与企业的协同,正是破解这些难题的关键:高校提供专业测试能力和基础研究支撑,企业提供应用场景和产业化需求,风洞则成为二者衔接的“技术桥梁"。

随着低空经济向城市深度渗透,风洞将不再只是“测试工具",更会成为“标准制定者"“技术转化枢纽"“产学研协同平台"。那些在风洞实验室里的校企对话,终将转化为低空装备平稳、安静翱翔于城市天际的现实,让低空域真正成为服务民生的“空中动脉"。

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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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