从缩比机到原型机,难点有哪些?
前几天在我们低空经济社群里还讨论过这个话题(欢迎加入低空经济社群,联系riseen001),宁夏有个小伙子打造了一架“运-20”运输机模型,而且还飞上了天。如果没有参照物,照片上的飞机简直跟真飞机没什么两样。
所以对于中大型的eVTOL,有人说,我们的消费级无人机已经做的全球无人能及了,把一架大疆无人机等比例放大,然后加上个座舱,不就是亿航的EH-216S了么……
微小飞机是比较容易的,小学生按照说明书,都能攒个战斗机航模飞上天,而且可以飞的无比丝滑,各种动作甚至比真机都流畅。一旦到了全尺寸的原型机,面临的研发问题就会呈现指数级的增长。
工程技术真是一个奇怪的领域,有的是越小越难做,比如芯片制造,纳米级工艺制程越来越精细;有的是越大越难做,比如大飞机,制造难度之复杂,被称为“航空工业皇冠上的明珠”。
往大了做的难点,属于“放大效应”,这在很多工程研发中都普遍存在的问题,大设备的性能指标往往低于小设备在验证阶段的指标,因为设备一旦变大,大部分物理/化学因素和条件都会发生变化。
从飞行控制的角度,eVTOL比消费级无人机的控制更加复杂,因为体积变大、构型更为多样化、作动器种类也增多,所以飞控系统的控制律算法要比小型无人机更复杂。
从流体力学角度,随着研发对象的增大,表面积呈现平方级的增加,涉及到空气动力学的问题会更复杂,不是简单的算法同比例增加那么简单。
从材料学角度,体积越大的结构,含有的缺陷概率就越大,组分就越难以均匀,成形的难度就越大,性能就越不稳定,成本和难度就越高。
从动力学角度,物体增大,重量是立方级的增加,飞起飞和控制更加困难,而且对电机的要求也更高,需要更高的能量密度和扭矩密度,才能控制好更大的庞然大物。
从安全角度,大飞机还需要各种设计上的多余度考虑,飞控系统需要冗余备份,动力系统需要在紧急情况下保证冗余功率输出。
从舒适度角度,小飞机的震动、噪音、平稳度的要求,肯定和载人大型飞机完全不一样。
以上是群友部分讨论观点,以及和业内人士闲聊得到的个人认知,非专业技术人员,欢迎拍砖指教。有群友还专门问了AI,但我觉得从科普角度,还是更通俗一些为好: