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低空 eVTOL 飞行器的结构安全性设计:应对复杂工况的工程智慧

低空飞行让 eVTOL 飞行器频繁遭遇多变的气流、密集的障碍物以及频繁的起降冲击,其结构安全性设计因此极为严苛。从整体架构看,eVTOL 多采用复合材料为主的框架,碳纤维增强复合材料在关键承力部位大显身手。它的高强度 - 重量比特性,不仅减轻整机重量,还能承受巨大应力。在机身大梁、机翼主肋等部位,碳纤维铺层按照受力方向精心设计,将拉力、压力均匀分散,预防局部应力集中引发的结构破坏。


连接部件同样关键,金属与复合材料的连接件要克服两种材料热膨胀系数不同的难题。工程师采用特殊的过渡结构、柔性连接设计,确保在温度变化、振动冲击下,连接件稳固如初,不出现松动、断裂。在频繁起降阶段,起落架承受着飞行器落地瞬间的冲击力,液压减震系统与高强度合金钢起落架腿协同,缓冲冲击能量,避免冲击力传导至机身,损伤内部设备与结构。


针对低空可能遭遇的鸟撞、异物撞击事件,eVTOL 在机头、旋翼前缘等易受撞击区域,增设防撞结构。吸能材料与蜂窝结构被巧妙运用,撞击发生时,率先吸收、分散能量,保护核心结构完整。冗余设计理念贯穿始终,关键结构件有备份,比如多旋翼布局中,部分旋翼即便遭遇故障,剩余的仍能维持飞行器安全降落,从整体到细节,全方位筑牢低空飞行的安全防线。


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