2025年7月18日

 

• 德國太空中心的高空平台HAP-alpha已成功通過地面振動測試。
• HAP 可以在低平流層長時間執行各種地球觀測和通訊任務。
• 在位於科赫施泰特的德國航空航天中心無人機系統國家測試中心進行了廣泛的地面測試。
• 首次低空飛行試驗計劃於明年進行。
• 重點：航空、飛行系統工程

 

高空無人平台可以在低平流層停留很長時間，執行各種地球觀測和通訊任務——從監測航道到災害管理和網路存取。德國航空航天中心 (DLR) 在其自主研發的高空太陽能飛機方面邁出了重要一步：創新高空飛行平台「HAP-alpha」最近進行了地面振動測試。這項廣泛的地面測試在德國航空航天中心位於科赫施泰特的國家無人機系統測試中心進行。後續測試將持續進行，首次地面飛行測試計劃於明年進行，具體時間取決於理想的天氣條件。

德國航空航天中心航空執行委員會成員馬庫斯·菲舍爾博士解釋說：「透過HAP-alpha項目，德國航空航天中心展示了其在全面設計、開發和操作新型創新型飛機方面的全面系統專業知識，涵蓋了所有學科領域。這表明我們致力於一個重要的創新領域，以加強德國作為技術和商業中心的地位，並為我們的公共利益相關者在新的公共觀點方面開闢新知識和交流的視角。

HAP-alpha 是一款高彈性、太陽能驅動的飛行平台，採用極輕量化設計，在德國太空中心布倫瑞克的工廠製造，總重量僅 138 公斤，翼展 27 公尺。 DLR 資助的這個計畫旨在開發、建造和運行一架高空無人太陽能飛機。它將作為測試平台，飛入約 20 公里高的低平流層。在那裡，將測試可在高空飛行平台上長期使用的感測器系統和系統技術。

 

重要飛行體能測試完成

近期完成的地面振動試驗 (GVT) 是研究飛機振動特性的重要測試。其目標是識別飛行過程中或起飛/降落週期內可能發生的臨界振動。這將決定飛機是否安全，從而確保其適航性。 GVT 的成功完成標誌著首次飛行測試邁向重要里程碑。首次飛行測試計劃於明年進行，在理想天氣條件下進行，並將進行低空基本飛行機動。

「地面振動試驗的成功是我們高空平台研發過程中邁出的重要一步，」負責這項地面振動試驗的德國太空中心氣動彈性研究所的朱利安辛斯克說。 “這表明我們在攻克複雜的氣動彈性挑戰和為平台飛行做好準備方面正走在正確的道路上。”

在地面振動測試中，使用了大量感測器來記錄平台的動態特性。使用機電振動器對平台進行激勵，以確定其振動特性。高空平台飛機上的GVT面臨的一個特殊挑戰是其極輕的重量以及隨之而來的高度靈活性設計。

所獲得的數據將用於更新模擬模型，並更精確地預測飛行行為——尤其是在機動、湍流和陣風情況下。 「這將使專案團隊能夠專注於即將進行的整體系統測試，這將標誌著地面測試的完成，並為後續的飛行測試做好準備，」德國航空航天中心飛行系統研究所的HAP專案經理Florian Nikodem補充道。

 

感測器系統和系統技術測試

透過HAP-alpha項目，德國航空航天中心（DLR）旨在為高性能、高空飛行的太陽能飛機的研發積累全面的專業知識。此外，HAP-alpha專案也將用於建立承載平台，用於在低平流層的實際運作條件下測試感測器系統和系統技術。除了平臺本身之外，DLR也正在開發兩個用於HAP-alpha專案的感測器系統，以及最佳化的評估方法。

感測器系統包括高解析度攝影系統（MACS-HAP，模組化空中攝影系統高空平台）和合成孔徑雷達（HAPSAR，高空平台合成孔徑雷達）。因此，德國航空航天中心正在大力開發可持續、長壽命的高空平台，以實現未來在地球觀測、環境監測和通訊領域的廣泛應用。

 

[照片]

(A) 最終 HAP-alpha 設計的可視化

高空飛行無人平台HAP-alpha隨後將能夠上升到低平流層（約20公里高度）。

(B) 靜態振動試驗中的 HAP-alpha

「高空平台」飛機的「地面振動測試」面臨的一個特殊挑戰是其極輕的機身設計，因此也使其具有極高的靈活性。這種極輕的結構使其翼展達到27米，總重量僅138公斤。由於測試期間機翼尚未覆蓋，因此圖中可以看到支撐結構。

(C) HAP-Alpha 機翼上的電動馬達配備加速度計。

在地面振動測試期間，使用了許多感測器來記錄平台的動態特性，包括平台電動馬達上的加速度計。

(D) AP-alpha 翼肋上的加速度計

HAP-alpha 飛行平台採用機電感測器激勵，以識別其振動特性。

(E) 機翼測量過程中所使用的振動激勵器

HAP-alpha飛行平台採用機電感測器激勵，以識別其振動特性。圖片顯示的是飛機機翼的側面圖。