【欄目引言】隨著低空經濟的快速崛起，無人機物流、低空旅游、應急救援等新業態不斷涌現，但低空環境的復雜性——多變的氣流、突發的氣象、密集的障礙物等，始終是制約低空經濟高質量發展的核心瓶頸。如何在地面精準復刻低空復雜環境，為低空裝備研發、性能測試提供可靠支撐？近日，我們走進某重點實驗室，專訪了低空復雜環境模擬試驗裝置負責人李教授，帶大家揭開這臺“低空環境復印機"的神秘面紗。
記者：李教授，您好！首先能否請您用通俗的語言給我們介紹一下，低空復雜環境模擬試驗裝置到底是什么？它核心要解決什么問題？
李教授：您好！簡單來說，這臺裝置就是在實驗室里“造"出一個和真實低空一模一樣的復雜環境，讓各類低空裝備在這個“人造環境"里先“闖關"、做測試。我們知道，真實低空環境特別復雜，比如城市上空有高樓產生的亂流、山谷里有突發的陣風、沿海地區有鹽霧和強風，還有雨、雪、霧等惡劣氣象條件。如果直接讓新研發的無人機、低空飛行器去真實環境測試，不僅風險高、成本大，而且環境參數無法控制，很難精準判斷裝備的性能短板。
這臺裝置核心要解決的，就是“環境可控、參數可復現"的問題。它能把真實低空的各類復雜因素——從風速、風向的細微變化，到雨霧、沙塵的強度，再到建筑物、電線等障礙物的分布，都精準模擬出來，讓研發人員可以在安全、可控的條件下，全面測試裝備的飛行穩定性、抗干擾能力、避障性能等關鍵指標，為低空裝備的研發迭代和安全認證提供科學依據。
記者：聽起來這臺裝置的技術含量很高。能否具體說說，它都能模擬哪些復雜的低空環境？在技術上有哪些獨特的優勢？
李教授：我們這臺裝置的模擬能力覆蓋了低空環境的“全要素"，主要分為三大類：一是氣流環境，這是低空飛行最核心的影響因素。我們能模擬從微風到12級強風的不同風速，還能精準復刻城市亂流、山谷陣風、尾流干擾等不規則氣流，甚至可以實現風速、風向的毫秒級突變，還原真實飛行中遇到的“突發氣流沖擊"。二是氣象環境，我們集成了雨、雪、霧、沙塵、鹽霧等多種氣象模擬系統，比如模擬暴雨時的降水強度、霧天的能見度，這些都是低空飛行中影響視野和裝備可靠性的關鍵因素。三是障礙物環境，我們通過高精度機械裝置和數字孿生技術，在模擬空間內構建出高樓、橋梁、電線、樹木等真實場景的物理模型，同時結合虛擬仿真技術，拓展出更大范圍的復雜障礙物場景，測試裝備的避障決策和路徑規劃能力。
技術上的優勢主要體現在三個方面：首先是“高精度"，比如風速控制精度能達到0.1米/秒，氣象參數的模擬誤差小于5%，能精準匹配真實環境的各項指標；其次是“全耦合"，我們不是單獨模擬某一種環境因素，而是讓氣流、氣象、障礙物等因素相互作用、協同模擬，比如模擬“大風+暴雨+高樓亂流"的復合環境，這更貼近真實低空的實際情況；最后是“可定制"，針對不同的應用場景，比如城市物流、山區救援、海上作業，我們可以快速調整模擬參數，定制專屬的測試環境，滿足不同類型低空裝備的測試需求。
記者：這些技術優勢背后，肯定離不開團隊的大量投入。能否分享一下，在裝置研發過程中，團隊遇到的最da挑戰是什么？是如何克服的？
李教授：最da的挑戰確實是“多環境因素的協同控制"。真實低空環境中，氣流、氣象、障礙物之間是相互影響的，比如強風會改變雨滴的運動軌跡，高樓會擾亂氣流方向，這些相互作用非常復雜。一開始，我們嘗試分別控制各個環境系統，但發現模擬出來的環境和真實情況偏差很大，無法滿足測試需求。
為了克服這個問題，我們團隊聯合了流體力學、氣象學、控制工程等多個領域的專家，經過三年多的攻關，研發出了一套“多場耦合控制算法"。這套算法能精準計算出不同環境因素之間的相互作用關系，實現對氣流、氣象、障礙物等系統的協同控制。比如，當模擬“陣風+霧天"環境時，算法會根據陣風的風速和方向，實時調整霧滴的濃度和分布，讓模擬環境更貼近真實情況。同時，我們還通過大量的真實低空環境數據采集，建立了龐大的環境數據庫，為模擬精度的提升提供了數據支撐?？梢哉f，這臺裝置的每一個技術參數，都凝聚著團隊的心血。
記者：目前這臺裝置的應用情況如何？它對推動低空經濟發展有哪些重要意義？
李教授：目前，這臺裝置已經為國內多家無人機企業、科研院所提供了測試服務，涉及工業巡檢無人機、物流無人機、應急救援直升機等多種低空裝備。比如，某物流企業研發的城市配送無人機，在我們這里完成了“高樓亂流+小雨"環境下的飛行測試，發現了其避障系統的短板，經過優化后，該無人機的飛行安全性大幅提升，目前已經在多個城市投入試點運營。還有某應急救援團隊的直升機，通過在我們這里模擬的“山區陣風+低能見度"環境測試，完善了飛行操控策略，為后續在復雜山區開展救援任務提供了安全保障。
它對低空經濟發展的意義，主要體現在三個方面：一是降低研發成本，縮短研發周期，讓低空裝備企業不用再花費大量的時間和資金去真實環境中反復測試；二是提升裝備安全性能，通過全面、嚴苛的模擬測試，提前發現裝備的安全隱患，減少實際飛行中的事故率；三是規范行業標準，隨著低空經濟的發展，低空裝備的安全認證標準越來越重要，這臺裝置能為制定科學、合理的認證標準提供技術支撐，推動低空經濟行業的規范化發展。
記者：展望未來，團隊對這臺裝置還有哪些升級規劃？
李教授：未來，我們主要有兩個升級方向：一是拓展模擬范圍，目前我們的裝置主要模擬中低空環境，下一步我們計劃提升裝置的高度模擬能力，覆蓋更高的低空區域，同時增加對極duan環境的模擬，比如強臺風、暴雪、強電磁干擾等，滿足更多特殊場景低空裝備的測試需求；二是融合更多新技術，比如AI技術和數字孿生技術，通過AI算法自動優化測試方案，結合數字孿生技術構建虛擬的模擬空間，實現“物理模擬+虛擬仿真"的雙重測試，進一步提升測試效率和精度。我們希望，這臺裝置能持續為低空經濟的發展保駕護航，讓更多安全、可靠的低空裝備走進我們的生活。
記者：非常感謝李教授的精彩分享！通過您的介紹，我們不僅了解了低空復雜環境模擬試驗裝置的神奇之處，也看到了科研團隊為推動低空經濟發展所做的努力。相信在這樣的“硬核"科技支撐下，我國低空經濟一定能實現高質量發展。
【欄目結語】從實驗室里的“人造低空"到現實中的“飛行自由"，低空復雜環境模擬試驗裝置的研發和應用，為低空經濟的發展打通了關鍵瓶頸。隨著科技的不斷進步，我們有理由相信，未來低空領域將涌現出更多新業態、新模式，為我們的生活帶來更多便利和驚喜。
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由Delta德爾塔儀器聯合電子科技大學（深圳）高等研究院——深思實驗室團隊、工信電子五所賽寶低空通航實驗室研發制造的無人機抗風試驗風墻\可移動風場模擬裝置\風墻裝置，正成為解決無人機行業抗風性能測試難題的突破性技術。
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