eVTOL风洞测试为何比传统飞机测试更为复杂

长期以来，风洞测试一直被用于飞机试飞前的评估，但电动垂直起降(eVTOL)设计带来了超越传统测试范畴的挑战。其中一个核心难点是螺旋桨与机翼的相互作用：许多 eVTOL 设计中的旋翼紧邻机翼和控制面，位置或高或低或在其前方，因此旋转气流会改变到达机翼的气流方式，而机翼又会反过来影响流回旋翼的气流，从而影响升力、阻力、操纵力和结构载荷。

eVTOL 飞机还必须同时在悬停、过渡和巡航阶段进行测试，因为旋翼、控制面和机翼的作用会随着飞机在这些阶段之间转换而持续变化。NASA 通过在其 14×22 英尺跨音速风洞中测试一个装有多个螺旋桨的 7 英尺机翼模型证明了这一点，使用超过 700 个传感器来测量所有三个飞行阶段中的压力和载荷。多个旋翼产生的尾流会相互作用，也会与机身、机翼和尾翼相互作用，形成高度三维且不断变化的气流，需要从飞机的多个区域同时采集数据。

噪声测量进一步增加了复杂性，因为 eVTOL 本应在人口稠密地区附近运行。NASA 与 Joby Aviation 的测试记录显示，在 500 米高空飞越时噪声约为 45 分贝，而在起飞和降落阶段 100 米处噪声低于 65 分贝，旋翼叶尖速度、桨叶设计、尾流相互作用以及旋翼数量和位置均会影响声学特征。因此设施需求也各不相同，从配备缩比模型的标准风洞，到开放式射流风洞、消声设施以及能够重现旋翼推力和操纵动作的动力模型，工程师们强调必须将 eVTOL 作为一个完整的集成系统，在所有飞行阶段进行评估。