一、低空经济与无人机发展现状

近年来，低空经济作为新兴的经济形态，在全球范围内呈现出迅猛发展的态势。低空经济以各类航空器的低空飞行活动为核心，涵盖了无人机、电动垂直起降航空器（eVTOL）等多种飞行器，广泛应用于物流配送、农林植保、电力巡检、应急救援、影视航拍等多个领域，为经济增长注入了新的活力。

无人机作为低空经济的重要载体，凭借其成本低、灵活性高、操作简便等优势，在各个行业得到了广泛应用。在物流领域，无人机配送解决了 “最后一公里” 的难题，如亚马逊、京东等企业的无人机配送试点，以及全国首条 “干 — 支 — 末” 跨省低空物流航线的开通，都展示了无人机在物流运输中的巨大潜力；在农业领域，无人机植保提高了作业效率，实现了精准农业，例如在广西桂林龙胜各族自治县龙脊镇摆岭村，村民利用无人机喷洒农药，大大提高了施肥速度和农产品收成；在应急救援领域，无人机能够快速进入危险区域，进行灾情勘察、物资投送和人员搜救，在消防实战演练中，无人机发挥了重要作用，利用侦察无人机对火场进行勘测标绘，精准建模，同时派遣搭载救援物资的机器狗和运载无人机等装备，向被困人员投递救援物资 。

然而，随着无人机数量的快速增长和应用场景的不断拓展，无人机的安全问题日益凸显。从技术层面来看，无人机在复杂气象条件下的飞行稳定性和可靠性面临挑战。强风、暴雨、大雾等恶劣天气会对无人机的飞行性能产生严重影响，导致无人机失控、坠毁等事故。据不完全统计，约 23% 的无人机事故由强风干扰直接引发，强风可导致姿态失控、动力失效或结构断裂，尤其在悬停、起降阶段风险最高 。在一些地区，突然变化的强风会使无人机偏离预定航线，甚至无法保持悬停状态，最终造成无人机坠毁。此外，无人机的通信链路也容易受到干扰，导致信号中断，使无人机失去控制。在城市中，高楼大厦、通信基站等会对无人机的通信信号产生干扰，影响无人机的正常飞行。

从人为操作层面来看，无人机驾驶员的技能水平和安全意识参差不齐，部分驾驶员缺乏专业培训，对无人机的操作不熟练，在飞行过程中容易出现操作失误。一些无人机驾驶员在不了解当地法律法规和禁飞区域的情况下，擅自飞行，存在 “黑飞”“乱飞” 的现象，给公共安全带来了隐患。在一些军事禁区、机场等管制区域，曾发生过无人机擅自闯入的事件，严重威胁到国家安全和航空安全。还有一些无人机在飞行过程中，由于驾驶员操作不当，导致无人机与建筑物、高压线等障碍物碰撞，造成人员伤亡和财产损失。这些安全问题不仅制约了无人机产业的健康发展，也对低空经济的可持续发展构成了威胁。因此，加强无人机的安全测试和性能优化，成为了当前无人机产业发展的关键任务。而可移动风场模拟装置作为无人机测试的重要设备，在保障无人机飞行安全、提升无人机性能方面发挥着不可或缺的作用。

二、可移动风场模拟装置的技术亮点

（一）创新可移动设计

可移动风场模拟装置突破了传统风洞固定结构的限制，采用了独特的可移动设计。其配备了重型万向轮，使得装置能够在不同的场地间灵活移动，就像一辆灵活的 “风场制造车”，可以轻松地从实验室转移到户外测试场地，甚至能够进入一些地形复杂的区域，如山区、沙漠等。同时，装置还具备快速组装和拆卸的功能，通过模块化的设计，各个部件可以快速拼接和分离，在短时间内完成安装和调试，满足不同实验地点和环境的要求。这种创新设计极大地提升了风场模拟的灵活性和适用场景，使得研究人员能够在更贴近实际应用的环境中进行无人机测试，为无人机在各种复杂环境下的飞行性能研究提供了有力支持。

（二）智能风场生成系统

该装置内置了先进的智能风场生成系统，拥有多种标准风场模式，涵盖了常见的各种风场条件，如稳定的水平风、变化的阵风以及复杂的湍流风等。这些标准风场模式能够满足大部分基础测试的需求，研究人员只需一键选择，即可快速启动相应的风场模拟。同时，系统还支持用户自定义风场参数，研究人员可以根据具体的研究需求，精确设置风速、风向、湍流强度等参数，生成满足特定研究需求的复杂风场条件 。比如，在研究无人机在城市峡谷效应下的飞行性能时，就可以通过自定义参数，模拟出城市中高楼大厦间复杂的气流变化，包括风切变、漩涡等特殊气象现象，为无人机在城市环境中的安全飞行提供数据支持。这种高度定制化的能力，使得可移动风场模拟装置能够适应不同类型无人机的测试需求，为无人机的研发和改进提供了丰富的数据依据。

（三）便捷操作系统

可移动风场模拟装置的操作系统十分便捷，通过直观的上位机软件界面，研究人员可以轻松地对风场进行设置和控制。上位机软件提供了简洁明了的操作界面，各种参数设置一目了然，即使是初次使用的人员也能快速上手。在设置风速时，只需在软件界面中输入所需的数值，即可实现风速的精确调节。除了上位机软件控制，装置还支持通过 CSV 表格进行单风扇控制。研究人员可以根据实验需求，在 CSV 表格中编写详细的控制指令，对每个风扇的运行状态进行单独控制，从而实现更加精细的风场模拟。这种多样化的控制方式，极大地简化了复杂风场的配置过程，提高了实验的便捷性和效率，让研究人员能够更加专注于实验本身，加快无人机测试的进程。

三、建设无人机测试实验室的关键需求

（一）满足抗风测试标准

我国已建立了完善的无人机抗风测试标准体系，这些标准对无人机的抗风性能提出了明确要求，成为无人机进入市场的重要准入门槛。例如，GB/T 38930 - 2020《民用轻小型无人机系统抗风性要求及试验方法》明确了不同等级无人机的抗风分级要求，规定 Ⅲ 级无人机需承受 6 级风（风速范围为 10.8 - 13.8m/s） ，并且要进行持续风、阵风、切向风三种风型的测试 。GB 42590 - 2023《民用无人驾驶航空器系统安全要求》更是将抗风飞行性能试验列为安全认证的必选项 。中国民航局 CCAR - 92 部也要求 Ⅲ 类无人机（4kg - 15kg）必须通过 10m/s 侧风测试，并提供连续 30 分钟的风洞视频记录。

为了满足这些严格的抗风测试标准，可移动风场模拟装置必须具备精准模拟不同风型和风速的能力。在模拟持续风时，装置要能够稳定地输出设定的风速，偏差控制在极小范围内，以测试无人机在稳定风力条件下的飞行稳定性；模拟阵风时，要能够快速、准确地模拟出风速的突然变化，包括阵风的强度、持续时间和变化频率，检验无人机对突发风力变化的响应能力；模拟切向风时，要精确控制风向的变化，模拟出不同角度的切向风，评估无人机在复杂风向条件下的飞行性能。只有通过这样全面、精准的模拟测试，才能确保无人机在实际飞行中具备足够的抗风能力，满足各类应用场景的需求。

（二）适应多样测试环境

无人机测试实验室的应用场景十分广泛，可能设立在城市中的科研机构、郊外的测试基地，甚至是偏远的山区、海边等特殊环境。不同的测试场地具有不同的地形、气候和空间条件，这就要求可移动风场模拟装置具备高度的环境适应性，能够在各种复杂环境下快速部署和有效运行。

在城市环境中，空间往往较为有限，周围建筑物密集，可能存在电磁干扰等问题。可移动风场模拟装置需要体积小巧、便于移动，能够在有限的空间内快速组装和调试，同时要具备良好的抗干扰能力，确保风场模拟不受周围环境的影响。而在郊外或偏远地区，可能面临交通不便、地形复杂等挑战，装置需要具备良好的机动性，通过配备的重型万向轮和可快速拆卸组装的模块化设计，能够方便地运输到测试地点，并在不同地形上稳定放置。此外，不同地区的气候条件差异巨大，从高温炎热的沙漠地区到寒冷潮湿的极地地区，从干燥多风的草原到湿润多雨的雨林，装置要能够在不同的温度、湿度和气压条件下正常工作，其电子元件和机械结构要具备良好的耐受性和稳定性，以保证风场模拟的准确性和可靠性。在海边进行测试时，装置要能够抵御海风的侵蚀和高湿度环境的影响，防止设备生锈和损坏，确保长期稳定运行。只有具备了这样强大的环境适应能力，可移动风场模拟装置才能为无人机在各种实际应用场景下的测试提供有力支持，推动无人机技术的不断发展和完善。

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，也由此打破了加拿大加蒂诺公司设计生产的Wind-Tunnel-Datasheet抗风试验装置的技术垄断。

可移动风场模拟装置

四、可移动风场模拟装置的应用价值

（一）保障无人机飞行安全

在无人机的实际飞行中，风场环境复杂多变，强风、阵风、风切变等恶劣风况是导致无人机事故的主要因素之一。可移动风场模拟装置能够在实验室环境中精准复现这些复杂风场条件，对无人机进行全面的抗风性能测试。通过模拟不同风速、风向和湍流强度的风场，研究人员可以深入了解无人机在各种风况下的飞行特性，包括姿态稳定性、动力输出、操控响应等 。在模拟 12m/s 风速的强风环境下，观察无人机的姿态变化，测试其飞控系统的修正能力，及时发现潜在的安全隐患，如姿态失控、动力饱和、结构损伤等问题。

通过在可移动风场模拟装置中进行大量的测试和优化，无人机的抗风性能得到显著提升，从而有效降低了在实际飞行中的事故率。据相关数据表明，经过风场模拟装置测试和改进的无人机，在实际飞行中的事故率降低了 23% 。在物流配送场景中，无人机需要在各种天气条件下完成配送任务，通过风场模拟装置的测试，确保无人机能够在强风等恶劣天气下稳定飞行，准确送达货物，保障了物流配送的安全和效率；在应急救援场景中，无人机需要在复杂的环境中执行任务，风场模拟装置的测试使得无人机能够适应各种风场条件，快速、安全地到达救援现场，为救援工作争取宝贵时间。

（二）推动无人机产业发展

对于无人机研发企业来说，可移动风场模拟装置是进行技术创新和产品优化的重要工具。在研发过程中，企业可以利用该装置对不同设计方案的无人机进行风场测试，获取大量的实验数据，深入分析无人机的气动性能、结构强度和飞行控制性能等，从而为无人机的设计优化提供科学依据。通过模拟不同的风场条件，测试无人机的升力、阻力、扭矩等参数，优化无人机的机翼形状、机身结构和动力系统，提高无人机的飞行性能和效率。

可移动风场模拟装置还为无人机的适航认证提供了关键的数据支持。在适航认证过程中，认证机构需要依据严格的标准对无人机的各项性能进行评估，其中抗风性能是重要的考核指标之一。风场模拟装置能够模拟出符合认证标准的风场条件，对无人机进行全面的抗风性能测试，为认证机构提供准确、可靠的测试数据，加速无人机的适航认证进程。某无人机企业在研发一款新型物流无人机时，利用可移动风场模拟装置进行了大量的抗风性能测试，根据测试结果对无人机的结构和飞控系统进行了优化，使得该无人机顺利通过了适航认证，缩短了产品上市周期，提高了企业的市场竞争力。

此外，可移动风场模拟装置的使用还能够降低无人机研发成本和风险。传统的无人机研发需要进行大量的户外飞行测试，不仅成本高、效率低，而且受天气条件和场地限制较大，存在一定的安全风险。而风场模拟装置可以在实验室环境中模拟各种风场条件，不受外界因素的影响，大大减少了户外飞行测试的次数，降低了研发成本和风险。同时，通过在风场模拟装置中进行预测试，可以提前发现无人机设计中的问题，避免在实际飞行测试中出现严重故障，减少了研发过程中的损失。

（三）跨领域应用潜力

可移动风场模拟装置不仅在无人机测试领域发挥着重要作用，还在其他多个领域展现出了广阔的应用前景。

在风电领域，该装置可用于评估不同风机布局对发电效率的影响。风力发电场的风机布局直接关系到风能的利用效率和发电成本，通过可移动风场模拟装置模拟不同的风场条件，研究人员可以分析风机之间的气流相互作用，优化风机的排列方式和间距，提高风能的捕获效率，降低风力发电的成本。在模拟复杂地形的风场条件下，测试不同风机布局的风能利用系数，为风力发电场的规划和建设提供科学依据。

在建筑工程领域，可移动风场模拟装置能够用于测量城市建筑群的风压分布。随着城市化进程的加速，高层建筑越来越多，建筑群的风压分布对建筑物的结构安全和室内环境舒适度有着重要影响。利用风场模拟装置，研究人员可以模拟城市中的风场环境，测量不同建筑位置的风压大小和分布规律，为建筑设计提供数据支持，优化建筑的外形和结构，提高建筑物的抗风能力和室内通风效果。在设计超高层建筑时，通过风场模拟装置测试建筑物周围的风压分布，合理设置防风措施，确保建筑物在强风天气下的安全。

在灾害防控领域，可移动风场模拟装置也具有重要的应用价值。例如，在沙漠地区，风沙灾害对生态环境和人类活动造成了严重影响，通过风场模拟装置模拟风沙迁移规律，研究人员可以制定有效的防风固沙措施，减少风沙灾害的危害。在模拟强风条件下，测试不同植被覆盖和沙障设置对风沙流的阻挡效果，为沙漠治理提供科学依据。此外，在洪水、地震等灾害发生时，风场模拟装置还可以用于模拟灾害现场的气流情况，为救援工作提供参考，帮助救援人员更好地规划救援路线和选择救援设备。

五、总结与展望

可移动风场模拟装置作为无人机测试实验室的关键设备，以其创新的可移动设计、智能风场生成系统和便捷操作系统，为无人机的抗风性能测试提供了精准、高效的解决方案，满足了无人机测试实验室在抗风测试标准和多样测试环境方面的关键需求。它在保障无人机飞行安全、推动无人机产业发展以及跨领域应用等方面展现出了巨大的价值，有效降低了无人机的事故率，为无人机的研发、适航认证提供了有力支持，同时在风电、建筑、灾害防控等领域也发挥着重要作用 。

随着低空经济的蓬勃发展以及各行业对风场模拟需求的不断增加，可移动风场模拟装置的市场前景十分广阔。未来，可移动风场模拟装置将朝着更加智能化、精准化和多功能化的方向发展。在智能化方面，装置将进一步融合人工智能技术，实现风场模拟的自动优化和智能决策，根据无人机的实时状态和测试需求，自动调整风场参数，提高测试效率和准确性。在精准化方面，将不断提升风场模拟的精度，减小误差，模拟出更加复杂、真实的风场环境，为无人机和其他相关领域的研究提供更可靠的数据支持。在多功能化方面，装置将拓展更多的应用场景，除了现有的领域，还可能在新能源汽车空气动力学测试、桥梁结构风致响应研究等领域发挥作用，为更多行业的发展提供技术支撑。同时，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，可移动风场模拟装置将在更多的实验室和研究机构中得到普及，推动相关产业的快速发展，为低空经济的繁荣和各行业的技术创新做出更大的贡献。