大型油电混合垂直起降飞行器VTOL-江西省教育厅
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  • 大型油电混合垂直起降飞行器VTOL

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    来源:南昌大学、南昌航空大学             发布时间:2024-06-27             
  • (一)成果简介

    该项目源自南昌大学轻量化新材料团队、南昌航空大学无人飞行器总体与测控团队以及西北工业大学气动总体团队的合作。依托这些优秀的科研平台,团队汇聚了一批在固定翼、电动多旋翼、直升机等飞行器总体、材料与控制领域经验丰富的专家和学者。团队具有丰富的低空经济内涵、通航市场和军用需求的研究经验,同时也熟知工业领域、物流领域、应急领域的需求。通过航空高校和航空集团的学缘圈,团队可以获得技术经验、制造和供应链等方面的资源支持。代表性论文包括《基于DDFC的航天器姿态控制器设计方法》《基于参数辨识的自适应解耦控制算法的研究》等。

    技术优势:

    1.多学科交叉优势:项目团队汇聚了来自南昌大学轻量化新材料团队、南昌航空大学无人飞行器总体与测控团队、西北工业大学气动总体团队等多个学科领域的专家和学者,形成了多学科交叉优势。这使得团队在飞行器总体设计、材料工程、控制系统等方面具有全面的技术支持,能够综合考虑各种因素进行系统设计和优化。

    2.油电混合动力方案:采用油电混合动力轻量化复合式VTOL方案,充分利用了电动和燃油动力的优势。电动动力提供了高效、清洁的动力来源,使得无人机在低速、垂直起降等场景下能够灵活运用;而燃油动力则提供了长航时、大航程的能力,使得无人机能够应对长距离的任务需求。

    3.多用途适应性:该方案设计的无人机具有较大的最大起飞重量和负载能力,能够适应不同的应用场景和任务需求。无人机的灵活性和多功能性使其在应急救援、远程物流、医疗辅助等领域都有广阔的应用前景。 

    技术创新点:

    1.轻量化复合材料应用:团队在材料工程领域有着丰富的经验,采用了轻质高强碳纤维复合材料等先进材料,使得无人机结构更加轻量化和坚固,提高了飞行性能和飞行效率。

    2.高海拔运输能力:无人机的设计考虑了高原运输等特殊环境下的需求,具备较高的升限,能够在海拔较高的地区进行长时间稳定的飞行任务,满足了高海拔地区的运输需求。

    3.应急救援通信能力:无人机配备了应急救援通信设备,能够在灾害地区提供通信支持,实现了在通信中断或受损情况下的应急通信功能,为救援行动提供了重要的支持。

    技术成熟度:通过小试

    知识产权情况:发明专利ZL 20171014693.0、ZL 201711055319.4、ZL 201711055363.5、ZL 201711076953.6;软著2023SR1228272、2023SR1228273、2023SR1228248、2023SR1228247

    (二)应用情况

    该大型油电混合动力轻量化复合式VTOL方案具有广泛的应用场景,包括应急救援通信、应急救援、远程辅助医疗、岛礁投运、山区物流、卫勤保障、高原运输等。例如,在应急救援通信方面,该无人机可以快速响应灾害地区的通信需求,携带通信设备在灾区提供通信支持;在远程辅助医疗方面,可以将医疗物资快速运送到偏远地区,为当地居民提供及时的医疗服务。在岛礁投运方面,无人机可以用于向海上孤岛或偏远海岸线送达物资,满足当地居民的生活和工作需求,同时也可用于监测海域环境变化和执行海上巡逻任务。在山区物流方面,无人机的灵活性和适应性使其能够在崎岖的山路中穿梭,将必要的物资送达山区居民手中,解决了传统运输工具难以到达的问题。在卫勤保障和高原运输方面,该无人机可以快速运送医疗物资和人员到达偏远的高原地区,为当地人民提供急救和医疗支持,同时也可用于高原科考和资源勘探等任务。综上所述,该无人机方案的广泛应用将为社会各个领域带来更多便利和可能性,推动了人类社会的进步和发展。

    (三)市场化前景

    随着政府对低空经济的日益重视和不断增加的投资,以及空中交通、无人机物流等领域的蓬勃发展,该油电混合动力轻量化复合式VTOL方案呈现出巨大的市场潜力。预计到2026年,低空经济规模有望迅速扩大,预计将突破万亿元,达到10644.6亿元的规模。这一市场规模的快速增长将为无人机行业带来巨大的商机和发展空间。作为低空经济的重要组成部分,该无人机方案将发挥关键作用。其高效、便捷、低成本的特点,将为各行各业提供全新的解决方案。例如,在应急救援领域,该方案可以快速响应灾害事件,提供迅速的通信支持和物资运送;在物流运输方面,无人机的快速、灵活将大幅提升物流效率,降低运输成本。此外,随着技术的不断进步和成本的进一步降低,无人机的应用场景将不断扩大,为低空经济的持续发展注入新的活力。因此,可以预见,该油电混合动力轻量化复合式VTOL方案将在未来市场中发挥重要作用,为低空经济的进一步发展和壮大提供有力支持,为社会经济发展带来新的机遇和动力。 

    (四)期望合作方式:自行实施

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