打破三大技术壁垒，助低空经济“飞”得更稳
4月28日，在山东省烟台市栖霞通用机场，一架通体白色的小型飞机在38分钟内相继完成了“起飞爬升—巡航飞行—下滑降落”3个阶段的动作，最终平稳着陆。这是国内首款严格按照中国民航适航审定规章及程序、全程正向自主研发制造的载人自转旋翼机首飞。
“整机姿态平稳、操控精准，动力、旋翼、航电及飞控系统运行稳定，各项性能指标全面达到设计与适航审定预期。”该自转旋翼机的研发者、翼凯来（烟台）航空装备有限公司董事长张竞元告诉科技日报记者：“首飞成功，标志着我国突破了机身共固化一体成型、全碳纤维承载式机身等行业关键技术瓶颈，补齐了我国轻型自转旋翼机正向设计、适航验证与整机制造体系短板，终结了核心技术受制于人的局面。”
自转旋翼机是一种介于直升机与固定翼飞机之间的航空器，它依靠前进时的气流吹动旋翼旋转产生升力，发动机停机时可无动力自转下滑，具有安全性高、操纵简单、超短距起降、低空低速飞行稳定等优点。
“它最大的亮点就是‘正向研制’。”张竞元说，所谓飞机“正向研制”是从原始需求出发，自顶向下进行系统设计、分析与验证，设计者完全掌握气动外形、载荷方案、结构拓扑、系统逻辑全链路设计权与原始数据源，即全流程自主掌握核心技术，而非基于现有产品进行逆向科研或仿制。
“目前国内使用的自转旋翼机多为国外代理或授权产品。”该企业技术人员介绍，项目团队历经两年攻坚，突破了自转旋翼气动与动力学设计、轻量化复合材料结构、适航符合性验证等关键技术，拥有小型飞行器自动驾驶、数控全舱旋翼机等多项自主知识产权，搭建了“设计—试制—试验—适航取证”完整能力体系。
“当初在研发时，我们需要直面三大技术壁垒。”张竞元说，它们是全碳纤维承载式机身设计、共固化一体成型工艺、旋翼气动及算法等难题。
“共固化一体成型工艺是国内首次在载人自转旋翼机上应用，而传统旋翼机一般采用的都是非承载式结构，而非碳纤维一体成形。他们基于旋翼机的特性进行了碳纤维传力路径分析、铺层结构设计。”张竞元介绍，自转旋翼机的旋翼无直接动力驱动，完全依靠迎面气流自转产生升力，需精准构建气动—结构耦合模型，解决气动弹性发散、旋翼振动抑制、低空抗湍流、无动力平稳着陆等核心问题，保障9级强风与复杂乱流环境下的飞行安全。
谈到这款自转旋翼机的创新点，张竞元说，在结构上，我们采用全碳纤维复合材料替代传统材料，经过力学仿真与强度试验，实现机身减重与高刚性兼顾；在工艺上，我们攻克一体化制造难题，实现机身轻量化、少拼接、高可靠性。
在航空领域，自转旋翼机最大的优势是在发动机停机时，可实现无动力自转下滑平稳着陆，安全性强。张竞元说：“我们以安全性为核心设计理念，同时具备短距起降能力，以及场地适应性强等核心优势，可以在田间地头、乡镇道路、山区林地、近海平台等复杂场景快速起降，因此能广泛应用于航空运动、救援、电力巡检、农林植保、低空观光等领域，为低空经济提供轻量化、安全性强、性价比高的解决方案。”
“此次完成首飞后，我们将持续开展验证飞行，今年下半年将转入适航取证试飞阶段，预计年内取得型号合格证，争取2027年完成生产许可证审定。”张竞元说。（记者 王延斌 通讯员 郭传义 姜 乾）