解锁长空之上的“生命密钥” 自主创新托举低空经济稳稳飞向更广阔天地
央视网消息:一架直升机从图纸到飞上蓝天,要闯过气动性能、噪声控制、复合材料成型、精密加工等一道道看不见的关口。而每一道关口的答案都藏在实验室里成千上万次的测试与迭代之中,蓝天飞行的底气来自地面的攻关。
一架飞行器从图纸到飞上天空要闯过多少道看不见的关口?

风洞是专门用来测试直升机的气动性能的,这些巨大的叶片足足有10来米高,转动起来的风速可以达到每秒50米,相当于15级的风力。
在这个风洞的这一端走到那端就得走100多米。这个架子的后端放置着测试机的模型,风洞测试的时候采用的是缩比的模型进行测试。
低空飞行面对的环境比高空复杂,高楼风切变、山地乱流都对气动性能提出了更严苛的要求。风洞实验是国产直升机上天前必须跨过的一道关口。
中国直升机设计研究所试验试飞部室主任梁建海介绍,风洞实验可以精确测量到直升机模型旋翼整个的阻力、升力、噪声跟振动水平。如果没有风洞实验,轻则是效率低下,飞机油耗高,重则在飞行当中震动失控,吹风以后可以得到当前的设计有哪些不足需要迭代优化。
气动设计决定了飞机能不能飞、飞得省不省,而和气动伴生的噪声则决定了飞机能不能飞得近、用得广。
这个房间特别的安静,得益于它的四周墙壁,包括屋顶上布满的这些凸起的结构,这个叫作尖劈,来减少这个墙壁对于声音的反射,营造一个非常干净的环境的试验场。
在这个实验室,科研人员要做的就是拆解噪声产生的机理,从桨叶的翼型、倾角到叶尖形状,通过测试迭代优化设计把噪声降下来,经实验室优化后的桨叶降噪效果可达6分贝。
对民用低空飞行器来说,噪声是国际民航组织的强制适航指标,每一分贝的降低都是设计上的突破,为我国低空经济走进城市、贴近民生拓展了边界。
设计关一一闯过,可要把图纸变成实打实的真机,制造环节的一道道关卡又该如何攻关?

热压罐相当于一个超大的“高压锅”,里面温度可以达到250摄氏度,压力可以达到1.2兆帕。这个软塌塌的碳布在这里经过高温高压就能变成这样的新材料。热压罐体积非常大,直径足足有6米,长度有20米。有这么大的一个设备,就可以加工制造一些大飞行器的机身、机翼实现一体化成型。
这台超大型热压罐造出的一体成型构件,强度更高、重量更轻,破解了大尺寸航空复材构件成型的难题。而碳纤维复合材料的潜力还远不止于此。
这件像“魔术道具”一样的可变形碳纤维构件,秘密在于碳纤维预浸料的编织角度和铺层工艺。科研人员通过设计,在保证结构刚度的同时实现了可卷曲变形,未来可应用于折叠翼无人机、便携救援装备等场景,适配更多低空应用需求。
这些纽扣一样大小的东西就是实验室研发的陶瓷刀片,别看它个头小,它可是专门用来啃超硬金属切割的“硬骨头”
把航空发动机和机身的各类金属部件加工到微米级精度,需要硬核的切削刀具。长期以来高端刀具依赖进口,而景德镇在陶瓷材料领域的技术积累,让科研人员找到了突破口。
研究人员介绍,传统硬质合金刀具磨损快、不耐热,实验室自主研发的陶瓷刀具能在1200摄氏度的切削高温下稳定工作,打破了国外的技术垄断。
航空小镇 串起航空产业链
实验室里的技术攻关最终要放到生产线上检验。从实验室到总装车间究竟有多远?在景德镇答案是:一条马路。

这架是我国第一款取得轻型运动类适航证的直升机。这架飞机可以用于物流运输,已经连续两年给大兴安岭进行物资运送。这架无人机可以用于勘探,这一架可以用于气象探测,还有人工增雨作业。这架飞机可以用于森林消防,还有转运伤员
厂房里多款不同定位的机型让人目不暇接,这些都是景德镇本土研发制造的低空飞行器,覆盖了有人与无人、轻型与重载等多个品类。
这款两座轻型直升机取得适航认证,打破了该领域长期依赖进口的局面。系列无人直升机也同步完成适航认证,已广泛应用在森林防火、气象增雨、海洋巡查等多个场景。
这个“大家伙”是专门用来运货的无人飞行器,它的最大载重可以达到320公斤。
航空工业昌飞型号负责人彭文介绍,目前主要用在山区复杂地形的物资调运,用这种重载的可以节约很多时间,而且成本也相对来说要低不少。

从载人到载货,从农林作业到应急巡检,国产低空飞行器的应用场景正在快速铺开。而百花齐放的产品背后离不开实验室技术支撑。
企业遇到技术难题,出门走上几公里就能对接上研发团队;实验室有了新成果,转头就能到生产线上验证迭代。
在这个占地12平方公里的景德镇航空小镇里,已经集聚了100多家航空企业。“十五五”期间,景德镇航空产业总产值目标将突破500亿元。
长空之上的“生命密钥”
从实验室里的性能打磨到生产线上的批量落地,国产低空飞行器的应用场景越来越广。应急救援是低空经济贴近民生的重要应用场景,也是对装备性能、作业规范要求最高的领域之一。只有把操作标准、安全规范在实验室里反复打磨、迭代完善,低空应用才能更稳妥地走进日常、惠及民生。
应急救援是低空经济最贴近民生的应用场景,实验室依托真机的真实飞行数据,通过姿态调节系统把直升机悬吊在空中,配合环境工况模拟复现空中气流扰动,模拟飞行中的各类姿态与作业工况。同时,搭建了地震、森林火灾、隧道事故等8大类典型灾害场景,每次演练都是一套完整的战术协同。

航空应急救援江西省重点实验室主任王华军表示,实验室的目标是要打通救援“最后一公里”的路,把装备如何快速高效地应用到救援场景中去,把工作经验进行积累,形成标准化的流程以后推而广之。
实验室负责人介绍,航空应急救援的响应速度比地面救援快3到5倍,能将灾害事故的死亡率降低40%以上。
截至目前,实验室发布了9项行业、团体和省级地方标准,构成了全要素完整的航空应急救援操作规范体系,填补了国内相关领域的多项空白。
景德镇市科学技术局副局长邓春明表示,高能级科创平台产出一批关键自主创新成果,打通了低空装备气动设计、应急处置、零部件加工、飞行安全防护关键链条。既强化了核心技术自主可控能力,也拓展了低空经济实战应用场景,为我国低空经济安全有序、高质量发展贡献科创力量。
从核心性能的迭代优化到关键制造技术的一次次攻关,再到应急救援标准的一步步完善,这些实验室正把数十年的航空工业积淀,转化为自主创新的内生动力,托举着中国低空经济稳稳飞向更广阔的天地。
