低空经济：新蓝海的启航与eVTOL动力系统测试的前瞻探索

news2024/10/7 9:19:26

引言：低空经济的新时代篇章

在2023年的全国两会上，“低空经济”首次跃然于政府工作报告之中，标志着这一新兴产业正式步入国家发展战略的核心舞台。工业和信息化部、科学技术部、财政部与中国民用航空局联合发布的《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》，更是勾勒出了一幅到2030年低空经济有望达到万亿级市场规模的宏伟蓝图。伴随着《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的公布与实施，无人机与eVTOL（电动垂直起降飞行器）产业迎来了前所未有的发展机遇。

一、低空经济的蓬勃现状与广阔前景

截至2023年底，中国无人机市场保有量突破126万架，同比增长约32%，累计飞行时间超过2300万小时，展现出无人机在各领域的广泛应用与潜力。民用无人驾驶航空试验区的设立，不仅限于城市，还扩展到了海岛、支线物流及综合应用等多个维度，为低空经济的多元化发展提供了实验田。

二、eVTOL动力系统测试的必要性：安全与效率并重

在低空经济的浪潮中，eVTOL作为新一代空中交通工具，其动力系统不仅是技术突破的关键，更是安全飞行的基石。动力系统的可靠性直接关乎乘客生命安全、飞行效率及环境影响，因此，对其进行严格而全面的测试显得尤为重要。测试内容涵盖电池性能、电机效率、能量管理系统、热管理及应急处理机制等，确保eVTOL在复杂多变的飞行环境中稳定运行。

动力系统测试能够帮助识别和修正潜在的技术缺陷。通过模拟各种飞行条件和极端情况，可以有效地检验电池性能、电机反应以及控制系统的适应性。这不仅涵盖正常的飞行状态，还包括紧急情况下的表现，如电池突然失效或软件错误等。这样的测试能够确保eVTOL在实际运行中的稳定性和可靠性，降低事故发生的风险。

进行动力系统测试还对提高eVTOL的性能具有重要作用。通过测试，工程师可以优化系统设计，提高能效比，延长电池寿命，从而增加飞行器的续航能力和载重能力。这不仅能提升eVTOL的市场竞争力，更能为用户提供更为便捷和经济的服务。

从长远来看，动力系统测试对于推动整个eVTOL行业的创新与进步具有不可忽视的作用。测试过程中收集的数据和经验教训，将为制定行业标准和规范提供科学依据。这对于建立行业最佳实践、推动技术进步以及最终实现eVTOL在全球范围内的商业运营至关重要。

eVTOL动力系统测试不仅是确保飞行安全的必要步骤，更是提升性能、促进行业进步和保护环境的重要环节。随着技术的不断成熟和监管政策的完善，eVTOL有望在未来的城市空中交通中扮演重要角色，为人类提供更安全、高效和环保的出行方式。

三、Flight Stand 500：eVTOL 高精度专业动力测试系统

500KG级专业拉力/扭矩测试台，软件功能强大，专用于eVTOL等超大型电机和螺旋桨动力系统测试。

eVTOL动力测试的目的在于验证其飞行特性和控制机制，确保其安全性、可靠性以及效率。动力测试可以评估eVTOL在各种条件下的性能表现，包括爬升率、速度、悬停能力等等。

Flight Stand 500测试台通过测量电机和螺旋桨的拉力、扭矩、转速、电流、电压、温度、螺旋桨效率和电机效率来精准地评估和优化eVTOL等超大型动力系统的技术性能，帮助开发人员改进设计，优化机体布局，提高推进效率,减少飞行器阻力，提高升力或控制能力，进而减轻整机重量，最终提高载客人数或载货重量。

主要技术规格

技术优势

Flight Stand 500测试台有如下技术特色：

实时动态测试：1,000Hz采样率，支持扫频和步进测试。
无摩擦测量：采用全固态技术来测量拉力和扭矩，电机和测力单元（FMU）之间没有任何移动部件，从而极大增强了测量的准确性和一致性，避免了老式的轴承/铰链结构因摩擦和错位导致的测量误差。
ASTM 校准：拉力测量和扭矩测量均采用 ASTM 标准校准，确保最大的测量精准度。

测试台套装（硬件和软件）

FMU: 拉力测量单元(500kgf/1500Nm) (1x) , 测量拉力和扭矩
EMU: 电力测量单元(1000V/100-500A) (1x) , 测量电流和电压管状
安装架(1x): 支撑FMU和动力系统,安全布线
同步集线器(1x): 连接测试台和软件平台
温度探头(2x): 实时探测目标位置点的温度
RPM光学探头(1x): 提供电机转速的精准测量
Flight Stand 软件

产品应用领域

飞控数据回放测试：将飞行控制器数据以.CSV格式上传到软件中，在动力系统连接到测试台后重新创建油门输入。
效率和功率特性测试：测量电机、螺旋桨和整个系统的效率，并比较电力输入和机械输出的对应关系。
耐久性和可靠性测试：使用自定义设计的自动化测试脚本来研究无人机系统组件的耐久性。友好的脚本界面允许用户轻松编程进行步进测试，斜坡测试，飞行回放测试,或提出的其他相关通讯协议。

测试台软件

通过操作软件控制测试合并记录数据。用户可以滑动油门手动控制测试台，或使用预先设定油门值的表格、.CSV文件或PythonAPI自动执行测试。

Input / Output API: Flight Stand软件的用户可以通过连接和控制第三方传感器来扩展其功能。这些传感器包括声学和振动传感器、额外的电机和飞行控制器、风洞等。
CANBUS ESC support: CAN协议有很多种,我们的测试台支持任何一款CAN ESC作为外部输入进行控制。
Python Control API: 支持在外部文本编辑器中使用Python API编写测试要求自定义控制控制测试过程。软件中内置的示例和测试模板帮助用户轻松使用API功能。
.CSV文件上传功能：通过上传无人机.CSV格式的油门数据自动化测试其动力系统。
详细的软件使用教程：详细的文章介绍和视频演示，帮助用户快速使用Flight Stand开展动力测试。