一、颤振及其测试验证
颤振被称为飞机研制必须跨越的“鬼门关”，是气动力、弹性力与惯性力耦合引发的破坏性自激振动，可能导致机体数秒内解体和“机毁人亡”的后果。
近日，某eVTOL主机厂传来重磅喜讯。其自研eVTOL产品缩比模型圆满完成了颤振风洞试验，获取颤振临界速度等核心参数！
本次试验在中航工业某研究院进行，该院也为ARJ21、C919等国家重大航空项目提供过支持的权威机构。研发团队突破性设置了60余种飞行工况，覆盖不同载重、刚度及失效状态，数量达到行业平均水平的3倍以上，全面勾勒出飞机的飞行包线边界。试验中，最大风速与仿真结果高度吻合，可以满足适航规章中“颤振临界速度高于设计俯冲速度1.2倍”的硬性要求，验证了在极限条件下的结构安全性。
该机型大范围采用复合材料，虽兼具轻量化与高强度优势，增加了颤振分析的复杂度。为此通过系统性优化气动分布与机翼结构铺层，将颤振临界速度提升约40%，并在本次试验中进行验证。同时，还针对鸟撞失效、舵面失效等极端异常工况展开研究，为eVTOL颤振设计提供了创新方法与标准。
对于某eVTOL主机厂而言，此次试验是从计算机仿真到实际验证的关键跨越：既为后续气弹模型修正与颤振验证试飞筑牢数据基础，更极大降低了真机试飞风险，为乘客与运营安全筑牢根本保障。对整个eVTOL行业来说，这场国内率先开展的全面试验，提供了可借鉴的颤振特性研究思路与技术范本，推动行业安全研发水平迈上新台阶。
作为低空经济的践行者，某eVTOL主机厂始终坚守正向研发之路，从计算机模拟到试验室试验，再到后续的真机试飞，一步步摸清产品安全边界。此次颤振风洞试验的完成，标志着该机型向符合性验证试飞迈出关键一步。未来，某eVTOL主机厂将以最高安全标准推进产品研发，让eVTOL安全翱翔蓝天，为我国低空经济全面、安全、高质量发展注入强劲动力！
二、缩比模型飞行器颤振的有效性讨论
缩比飞行器能验证全尺寸原型机的颤振特征吗？
答案是：能，但有限度。
1）核心原理：相似律支撑验证可行性
缩比模型验证全尺寸原型机颤振特征的核心在于气动弹性相似律：如几何相似（模型与原型机保持精确的尺寸比例）；动力学相似（模型必须复刻原型机的关键参数）；质量分布（含重心位置、转动惯量）；刚度特性（确保模态频率和振型与原型机一致）；气动特性（翼型、控制面等关键气动要素）。
2）验证流程
首先，需要缩比模型在风洞中测试，获取颤振临界速度等核心参数；其次，通过相似比换算，推导全尺寸原型机的颤振特性；最后，确定后续全尺寸试飞提供数据基础和安全边界参考。
3）验证能力：可获取关键信息但存局限
1️⃣ 能验证的关键颤振特性
颤振临界速度：确定飞机不发生颤振的最大安全速度（需≥设计俯冲速度的1.2倍）；
颤振模态：识别危险的振动耦合形式（如机翼弯曲-扭转耦合） ；
稳定性边界：为飞行包线设计提供关键数据，评估不同工况下的安全性。
2️⃣ 存在的核心局限
相似律难以完全满足：1）材料特性差异，即缩比模型常用金属材料，而全尺寸原型机（尤其eVTOL）多采用复合材料，导致刚度和阻尼特性无法精确对应；2）风洞条件限制，模型尺寸受限于风洞大小（堵塞度需≤5%），无法完全模拟全尺寸飞机的雷诺数和马赫数条件；3）动力系统差异，eVTOL的多旋翼/倾转旋翼系统在缩比模型中难以精确复现，影响气动弹性耦合特性。
4）行业实践：大多采用缩比+全尺寸验证的组合方案
当前航空工业普遍采用缩比模型→全尺寸试飞的两步验证策略：
1️⃣ 缩比模型风洞试验（前置验证）
优势是成本低（仅为全尺寸试验的1/10~1/50），风险小（避免原型机损坏和人员伤亡），可重复性高，便于参数扫描和优化。NASA多款先进飞行器（如X-56）均先通过缩比模型风洞试验评估颤振特性。
2️⃣ 全尺寸飞行颤振试验（最终确认）
通过全尺寸样机的颤振试飞，验证缩比模型预测结果的准确性，捕捉缩比模型无法模拟的非线性效应和真实飞行环境因素，满足适航认证中对全尺寸颤振验证的强制要求。通常采用亚临界颤振试飞：在低于预计颤振速度下测试，通过模态分析外推颤振边界，如试飞速度不超过预计颤振速度的80%，并配备应急处置方案，以及结合CFD/CSD耦合分析，综合评估验证结果。
5）eVTOL特殊考量
相比传统固定翼飞机，eVTOL的缩比验证面临更多挑战：1）分布式推进系统：多旋翼/倾转旋翼的复杂气动-结构耦合，使缩比模型难以精确模拟；2）轻量化高柔度结构：大量使用复合材料，颤振特性对结构参数变化更敏感；3）飞控-气动强耦合：eVTOL的稳定性高度依赖飞控系统，缩比模型的控制系统模拟精度直接影响颤振验证结果。
所以你说某主机厂的这次颤振验证是否OK？是否完整且完成了呢？当然可能存在部分分析和测试不便公布的情况。
来源：eVTOL博士
