席艳
随着电动垂直起降飞行器(eVTOL)商用化进程加速,美国国家航空航天局(NASA)通过一系列坠毁测试,为这类新型低空交通工具搭建安全基石。最近的一次试验在弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心完成,与2022年的实验相比,本次测试实现了关键突破,为eVTOL抗坠毁设计提供了核心数据支撑。
两次坠毁试验对比
2022年,NASA团队首次开展eVTOL机舱坠毁实验,用起重机抛下一架复合材料机舱模型时,意外发现撞击导致机舱顶部塌陷,直接撞击到了舱内测试假人的头部,暴露了早期设计的安全隐患。
2025年,NASA团队在兰利研究中心着陆与撞击研究设施开展第二轮测试。工程师将一架采用常用复合材料打造的全尺寸eVTOL机舱模型提升到35英尺(约10.6米)高空,机舱内安置了6个配重并系好安全带的测试假人,其中两个假人的脚部加装了传感器用于采集加速度数据。与2022年的垂直坠毁不同,本次测试模拟了更贴近真实事故的场景:以10°偏航姿态释放机舱,模拟飞行器失控坠毁的真实飞行路径,同时满足美国联邦航空管理局(FAA)对eVTOL认证的相关要求。
测试结果显示,机舱仅部分挡风玻璃碎裂,主体结构基本保持完整,试验假人被底部的吸能防护结构有效保护,整体安全性能远超2022年的测试结果。据NASA兰利项目技术负责人贾斯汀·利特尔(Justin Littell)介绍,团队利用2022年实验数据优化了计算机模拟系统,大幅提升了本次测试的精准度,让工程师对复合材料在真实坠毁场景下的抗冲击性能进行更加准确地评估。
为还原真实飞行状态,本次测试未在机舱内安装电池,而是在地板下加装配重块模拟电池包重量。利特尔表示,测试结果与部分电动飞行器的电池设计逻辑相契合,后续团队还将开展专用电池坠毁测试,利用硬件在环测试系统开展相关实验。
试验团队经验丰富
本次测试的技术负责人贾斯汀·利特尔,是NASA兰利研究中心的资深工程师,拥有17年航空安全测试经验,主导过大量坠毁与冲击实验,成果支撑了吸能材料与安全系统的研发。他的职业生涯始于俄亥俄大学的航空航天项目,2007年加入NASA后,先后参与了“猎户座”载人飞船“阿尔忒弥斯”登月任务、NASA火星样本返回任务的着陆安全设计,将航空坠毁测试经验拓展至航天领域。
利特尔介绍,eVTOL坠毁测试与传统汽车安全测试存在显著差异:“飞行场景的载荷同时包含水平与垂直分量,我们不仅要关注脊柱承受的冲击载荷,还要评估头枕、胸部压缩等指标,这些伤害机制在航空与汽车领域既有相似性,也存在本质区别。”他的团队还参与过“黑鹰”“支奴干”“休伊”等多款军用直升机的坠毁测试,本次eVTOL测试是其数十年航空安全研究的新方向。
NASA与企业开展合作
本次坠毁测试并非孤立项目,而是NASA“革命性垂直起降技术(RVLT,原旋翼机项目)”的关键环节,隶属于NASA先进飞行器计划,旨在推动电动空中机动技术发展。NASA与eVTOL飞行器研发机构开展协作,除了坠毁测试,NASA还从噪声抑制、声学管理、空域集成、人为因素等多个维度,为eVTOL初创企业提供技术指导,助力行业建立安全标准。
NASA发言人表示:“我们的核心目标是将研究成果公开,推动美国在创新与技术领域保持领先地位,通过公开报告、会议分享、工作组交流等多种形式,支持企业开展研发工作。”
NASA已与多家企业建立合作:——Joby与NASA合作完成了多项声学飞行测试、风洞实验,空域融合等领域的研究,并取得一定的成果;
——Archer的eVTOL电 力推进系统与机身设计,源于之前在NASA工作的马克·摩尔的技术积累,双方持续在分布式电推进等领域开展合作;
——波音旗下的Wisk Aero通过美国太空法案协议,与NASA合作开发自动化飞行器安全集成方案,2025年5月双方续签了为期五年的合作协议,共同推进第6代无人eVTOL的空域集成工作。
试验的意义
随着eVTOL商用化进程加快,这类飞行器将会重塑城市短途出行方式,但公众对坠毁安全的顾虑仍是行业发展的重要挑战。NASA的系列测试,不仅为FAA的认证流程提供了关键数据支撑,也为企业优化设计提供了方向——通过吸能底板、复合材料结构优化等手段,在坠毁事故中降低乘员受伤害的风险。
利特尔表示,后续团队将继续优化测试场景,开展速度更快、姿态不同的坠毁实验,同时推进电池、推进系统等关键部件的专项安全测试。NASA也将持续向行业公开数据,推动建立与eVTOL适配的安全标准,让公众对未来低空出行更有信心。
正如NASA在航空航天领域的长期实践,从传统直升机到电动飞行器,安全始终是航空发展的核心命题。随着eVTOL技术的成熟,由NASA牵头的安全研究,将为这场“空中交通革命”筑牢一道坚实的防线。
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