缩比技术验证机T1

缩比技术验证机就是用较低的成本和较短的开发周期制造一台和全尺寸飞行器拥有同样技术路径和构型设计的缩比飞行器，这是航空器研发项目中用来验证核心技术可行性的通用手段。T1是磐拓航空自主研发的五座eVTOL——PANTALA Concept H的二分之一缩比技术验证机。

缩比验证机作为飞行测试平台，验证核心技术的同时，其设计和制造过程可以快速提升研发团队的开发能力和管理经验。验证机的成功也是对构型设计的技术可行性最直接的展示方式。

在这一年的研发过程中，团队面临着资源少，疫情隔离多，技术挑战多的三重困难。团队成员们个个三头六臂，上得建模仿真，下得装配测试。即使团队的规模较小，适合的开发方式和紧凑的工程节奏，让我们得以在短时间内将理论计算在仿真模型中得以验证优化，最终在飞行测试中取得成功。

eVTOL作为一个创新产品，寻找一条合适的开发路径是至关重要的。在缩比验证机开发环节对开发方式进行验证和优化，对全尺寸飞机的开发工作起到了事半功倍的作用。在我们看来，无论是无人机的开发方式，还是传统航空器的开发方式都不能照搬照抄。专注于技术验证机的基本任务、平行推进关键系统的开发、利用数字化模型降低成本和缩短周期、采用基于模型的系统工程开发方式保证产品的安全性和可靠性，这些是我们的解题思路。

T1最重要的目标是：

1. 从整机设计维度验证涵道风扇机翼的气动效率

2. 验证推进系统的设计是否能够完成定义的飞行包线

3. 先进的飞行控制算法应用

设计一架倾转涵道风扇机翼构型的eVTOL，从本质上来说，意味着发明机翼。由风扇、涵道和控制面组成的机翼系统需要在悬停时提供有效的垂直推力、在巡航时与固定翼飞机一样产生升力、在高迎角区域具有良好的性能特性以及在整个飞行包线上有足够的控制力。与此同时，其结构设计还需满足轻重量、高强度、低成本的需求。T1拥有与全尺寸飞机较为接近的雷诺数，这是我们选择二分之一作为缩比比例来验证机翼设计的原因。

所有的选择都有相应的得失，当我们决定做一架更适合消费者的eVTOL时，我们就明白此构型设计对电源系统的挑战是无可避免的。为了更全面地掌握电芯性能，保证电源系统设计的有效性和安全性，相比其他子系统和部件，我们花费了更多的精力和时间，完成了电芯工况测试和常规寿命测试。这帮助我们建立了电芯的性能边界，并在满足安全的前提下，从中挖掘最大潜能。

基于电池的测试数据，我们构建了电芯与电池包的热力学-电动力-电芯模拟模型，将热力学（数据来自CFD和测试）和放电特性（数据来自电芯测试）结合到一个统一的动态模型中进行仿真，根据不同飞行阶段的功率需求，通过仿真得出设计参数以进行电池包的热管理设计。通过和其它子系统模型联合仿真，来判断电源系统的整体设计是否能在功率和能量上满足不同的飞行包线。

T1的系统拓扑复杂性接近大型商业飞机，这是同级别飞行器所不具备的复杂程度。搭建整机仿真平台是处理高度复杂系统的唯一方法。在T1的开发中，我们在飞行力学仿真层面已经建立了气动数据库以及飞行力学模拟，进行了例如机动和着陆的载荷计算。为了验证整机和子系统的功能层面设计目标，我们建立了电机、作动器模型，进行了例如定子轮毂上力和扭矩的验证。这只是整个仿真验证平台的一个简单剖面，整个仿真验证平台在不断迭代过程中完善，成为系统级别的核心竞争力之一。

我们的目标是针对飞机运行的全生命周期进行建模，把飞机的整机模型，包括各子系统和飞行控制、飞行力学模型以及飞机运营和维护模型在同一平台嵌套起来，不但提供各学科的集成和分析对整机和子系统需求和设计进行验证，同时也提供多个利益相关方的需求的解剖和融合对商业需求进行验证。通过联合仿真确保工程设计对商业目标的达成。这套模型系统是将仿真的世界、我们设计的飞机和真实的环境通过数据链和软件接口完美衔接在一起的，以期达到真正的所仿即所得。

T1不仅仅是PANTALA Concept H的缩比验证机，它更是中国第一架倾转涵道机翼构型飞行器。T1的首飞对磐拓开发全尺寸飞行器具有重大意义，对我国航空产业的发展也具有深远的影响。我们用事实向大家证明此构型的技术可行性和潜在的市场价值，为推动先进空中交通大市场的发展而贡献自己的力量。